道路工程之沥青路面养护与维修新技术

1、道路工程之沥青路面养护与维修新技术2015年3月第一章 绪论 1.1 沥青路面的出现及其发展 1.2 沥青路面使用性能及主要病害 1.3 沥青路面养护重要性及养护内容 1.4 沥青路面预防性养护 1.5 沥青路面翻修及再生利用 1.1 沥青路面的出现及其发展15世纪，印加帝国已采用天然沥青修筑沥青碎石路。 印加帝国是11世纪至16世纪时位于南美洲的古老帝国，亦是前哥伦布时期美洲最大的帝国，印加帝国的政治、军事和文化中心位于今日秘鲁的库斯科。 为了保持帝国中各个城邦的交流，印加人建设了大量的道路，这些道路穿越了安第斯山脉、热带雨林、河流，把各个城邦连接起来，形成庞大的印加路网。两条主干道自北向南

2、：一.条沿安第斯山，从哥伦比亚南部起，穿越厄瓜多尔和秘鲁，进入玻利维亚后通向阿根廷，全长3200公里。另一条沿太平洋岸而行，起自秘鲁西北的通贝斯，全长2300公里，路面宽3.54.5米。英国在18321838年，用煤沥青铺筑了第一段煤沥青碎石路；法国在1858年用天然岩沥青铺筑了第一条岩沥青碎石路；到20世纪，使用量最大的道路建筑材料为石油沥青；1920年左右，中国开始在上海铺筑沥青路面;1949年以后，沥青路面在我国已广泛应用在城市道路、高速公路、国道主干线。 1.2 沥青路面使用性能及主要病害 使用性能：抗老化性能、耐疲劳性能、水稳定性能、抗滑性能抗老化性能 抵抗沥青路面受气候影响逐渐丧失

3、粘韧性等各种良好性能的能力。 耐疲劳性能 沥青路面在反复荷载作用下，抵抗破坏的能力。研究方法一：现象学法，即传统的疲劳理论方法，它采用疲劳曲线表征材料的疲劳性质；研究方法二：力学近似法，即应用断裂力学原理分析疲劳裂痕以及裂缝和扩展。主要区别就在于前者的材料疲劳寿命包括裂缝的形成和扩展阶段，研究裂缝形成的机理以及应力、应变与疲劳寿命之间的关系和各种因素对疲劳寿命及疲劳强度的影响；后者只考虑裂缝扩展阶段的寿命，认为材料一开始就有初始裂缝存在，因此不考虑裂缝的形成阶段，它主要是研究材料的断裂机理及裂缝扩展规律。水稳定性能 路面抵抗受水的侵蚀逐渐产生沥青膜剥离，掉粒，松散，坑槽而破坏的能力。研究方法：

4、力学理论，化学反应理论，表面能理论及分子定向理论。沥青路面主要病害：裂缝类、松散类、变形类、其他类裂缝类：龟裂、不规则裂缝、纵缝、横缝；松散类：坑槽、麻面、脱皮、啃边、松散；变形类：沉陷、车辙、搓板、波浪、拥包；其他类：泛油、磨光、冻胀、翻浆 1.3 沥青路面养护重要性及养护内容 在我国已建成通车的高等级公路中，约90%以上为沥青路面。随着时间的推移，沥青路面会因气候环境的影响和行车荷载的作用下，产生不同程度的退化。路面养护就是采取有效技术手段来减缓这种退化，使路面在设计寿命期内提供良好的服务质量。沥青路面的养护占公路日常养护的比重很大。我国目前呈现出公路建设和养护双高峰重合的特点。公路建设是

5、发展、养护管理也是发展。 传统养护： 重建设、轻养护主要问题 无法做到“防患于未然”、 无法做到及时修补处理、经费不足、养护技术水平低三转变 单一养护向全面养护转变、被动养护向预防性养护转变、粗放型养护向精细化养护转变路面养护技术阶段图路面将产生结构性缺陷，也可被认为是一种“恢复性”修补。若未及时养护，在随后12%的使用寿命时间内，性能再次下降40%，从而造成养护成本3-10倍的增加。这一阶段称之为矫正性养护阶段。预防性 养护矫正性养护路面建设完成质量合格道 路，在使用寿命75%的时间内性能下降40%，称之为预防性养护阶段。这一阶段路面只是发生功能性损坏如打滑、空隙增大、表面沥青膜剥落等较小的

6、缺陷。路面翻修路面结构破坏已经发生，诸如中度和极度车辙，大范围网裂缝或纵向裂缝等，这种破坏发生后路面已不具备行使功能，需要重新修复。 养护工程分类： 公路养护工程管理办法小修保养：是对管养范围内的公路及其沿线设施经常进行维护保养和修补其轻微损坏部分的作业。例如，沥青路面坑槽修补、沉陷、处理波浪处理等，水泥混凝土路面板块的局部修理。中修工程：是对公路及其沿线设施的一般性损坏部分进行定期的修理加固,以恢复公路原有技术状况的工程。例如，沥青路面整段封层罩面、路面严重病害的处理，水泥混凝土路面严重病害处理。大修工程：是对公路及其沿线设施的较大损坏进行周期性的综合修理，以全面恢复到原技术标准的工程项目。

7、例如，路面补强、重铺或加宽。改建工程：是对公路及其沿线设施因不适应现有交通量增长和载重需要而提高技术等级指标，显著提高其通行能力的较大工程项目。例如，公路技术等级或路面等级提高。养护内容：公路沥青路面养护技术规范（JTG073.2-2001） 日常巡视与检查、小修保养、中修、大修、改建和专项养护工程。养护性质分类 预防性养护: 为了让状态良好的道路系统保持更长时间，延缓未来的破坏，在不增加结构承载能力的前提下改善道路系统的功能状况的一种养护方式。 矫正性养护: 就是修补路面的局部损害或对某些特定病害进行的养护作业，适用于路面已经发生局部的结构性破损，但还没有波及全局的情况。 公路技术状况评定M

8、QIwPQI路面使用性能PQI，权重70%；wSCI路基技术状况SCI，权重8%；wBCI桥隧构造物技术状况BCI，权重12%；wTCI沿线设施技术状况TCI，权重10% 路面综合评价指数PQI PQI=PCI*wPCI+ROI*wRQI+RDI*wRDI+SRI*wSRI PCI:路面损坏状况指数； RQI:道路行驶质量指数； RDI：路面车辙深度指数； SRI：路面抗滑性能指数； wPCI :路面损坏（PCI）的权重； wRQI:道路平整度（行驶质量，RQI）的权重； wRDI:路面车辙（RDI）的权重； wSRI:路面抗滑性能（SRI）的权重。 1.4 沥青路面预防性养护 通过对路况的定

9、期调查，及时发现路面的轻微破坏与病害迹象，分析其产生原因，对症采取保护性养护措施，以防止病害的进一步扩大，减轻路面使用性能恶化，使路面长久保持良好服务状态的一种养护理念。 预防性养护分类：裂缝填封类、 封层类 和罩面类。发达国家 预防性养护优先 ：道路状况检测、服务寿命预测、养护项目确定 路面特性质量改善 ：提高摩擦阻力、降低噪声、提高承载能力 注重环境保护 公共服务效率高 在美国和加拿大两国参与调查的34个州和5个省中； 91.3%的州（省）实施了路面预防性养护项目； 89.6%的州（省）存在路面预防性养护技术指南。我国 缺乏技术支撑体系 养护机械化程度低 公众服务能力不足 ：不能满足日益增

10、长的个性化、多样化出行需求 1.4 沥青路面翻修及再生利用 路面破损严重，采用罩面等养护方法不能使路面恢复良好的工作状态时，为保证路面必要的服务功能，应进行翻修。 我国仅干线公路大中修工程中，每年产生的沥青路面废旧材料高达1.6亿吨，水泥路面废旧材料达3000万吨，但路面材料循环利用率尚不到 30%。 “十二五”公路养护管理发展纲要废旧路面循环利用率达到40%，国道和省道废旧路面循环利用率达到70% 。 旧沥青路面的再生利用，就是将旧沥青路面经过路面再生专用设备的翻挖、回收、加热、破碎、筛分后，与再生剂、新沥青、新集料等按一定比例重新拌和成混合料，满足一定的路用性能并重新铺筑于路面的一整套工艺。沥青面层材料与基层材料应分别回收并再生利用;路面大修工程回收的沥青面层材料应优先考虑厂拌再生;用于中、下面层的再生沥青混合料可优先选择厂