公路路面工程发展趋势和施工新方法

公路路面工程发展趋势

和施工新方法重庆交通大学李松青1主要内容：第一节公路路面工程发展趋势

第二节公路路面工程施工新方法

2第一节

公路路面工程发展趋势31.我国路面工程的成果

（1）柔性路面设计理论与方法:弹性层状体系理论。（2）刚性路面设计理论与方法:

弹性地基板体结构模型。（3）半刚性路面结构:一种主要的结构型式。（4）路面使用性能与表面特性:

路面的平整度、破损程度、承载能力及抗滑性能。（5）路面养护管理：路面管理网络系统、项目和路网级优化管理决策。（6）各种路面施工工法。4（1）特殊地区路面修筑技术（2）新型路面结构研究（3）路面早期损坏机理及防治措施研究（4）路面长期性能的研究（5）路面新材料研究（6）路面检测新技术研究2.路面发展趋势5“十一五”西部交通科技发展规划

研发重点及主要研究内容（一）公路基础设施建设与养护技术1.预期目标围绕西部地区国道主干线、国家高速公路网和农村公路通达通畅工程建设，在道路、桥梁、隧道等工程领域突破各种特殊条件下公路工程建设的技术瓶颈；以新材料、新工艺、新技术为重点开展建设养护技术研究，适应我国西部地区建设养护工作的技术需求。2.主要研究内容特殊地质条件下的公路建设技术/路面全寿命设计技术/公路工程新材料开发与应用/公路工程勘测与勘探新技术/桥梁结构全寿命设计技术/桥梁结构耐久性/桥梁加固新技术及新材料/大型桥梁结构安全监测与评价/特殊地质和环境条件下隧道工程技术/公路养护新材料开发与应用/公路养护技术及工艺/公路长大隧道安全监控与养护/农村公路建设技术（二）水路基础设施建设与维护技术（三）运输服务技术6“十一五”西部交通科技发展规划

（四）交通安全保障技术（五）绿色交通技术1.预期目标开展交通环境规划、生态保护与治理、生态恢复与重建、环境地质灾害防治、材料再生利用、船舶污染防治、节能运输装备等绿色交通技术研究、开发与应用，实现西部交通与环境的协调和可持续发展。2.主要研究内容节约型交通发展规划与设计技术交通基础设施建设生态恢复技术材料循环再生利用技术交通节能技术应用与推广港口和航运环境管理监控技术72010交通部重点研发方向相关项目投资情况8公路水路交通运输“十二五”科技发展规划

重点研发方向：1．公路基础设施建设与养护。围绕提高公路基础设施耐久性和安全性，开展结构、材料、设计、施工和养护等方面关键技术研发，为降低工程造价、养护成本和保障运营安全提供技术支撑。重点研究：高耐久路面结构设计与材料制备技术；持久稳定路基设计技术；高强复合纤维加筋混凝土桥梁设计与施工技术；高耐久桥梁结构表面防护材料与在役桥梁再涂装技术；山区公路建设与养护关键技术；冬季道路养护技术等。2．港口和航道建设与维护。3．内河枢纽通航。4．交通运输组织与管理。5．交通运输信息资源开发利用。9公路水路交通运输“十二五”科技发展规划

6．智能交通。7．交通运输资源节约与环境友好。为缓解资源与环境制约，开展资源节约、生态保护与恢复、污染治理等方面的应用基础及实用技术研究，为建设资源节约型和环境友好型交通运输行业提供技术支撑。重点研究：公路、港口建设集约节约利用土地和岸线技术；公路废旧材料循环利用及地方材料利用技术；运输装备清洁燃料、替代能源和可再生能源应用技术；运输装备节能环保应用技术；交通运输基础设施建设生态环境保护与修复技术；水上油品、化学品、危险品污染监测和处理技术；交通运输能耗及碳排放统计、检测与认证技术等。8．交通运输安全与应急保障。9．交通运输科学决策支持。

10第二节公公路路路面施施工新方方法111.沥青路面面再生利利用沥青路面面再生厂拌热再再生厂拌冷再再生就地热再再生就地冷再再生复拌再生生加铺再生生沥青层就就地冷再再生全深式就就地冷再再生12厂拌热再生厂拌冷再生沥青层冷再生再生技术术应用场场合沥青表层沥青层基层病害波及层位就地热再生再生类型全深式冷再生13沥青路面厂拌拌热再生：将回收的沥青青路面材料运运至沥青拌和和厂，经破碎碎、筛分，以以一定的比例例与新集料、、新沥青、再生剂等拌制成热拌拌再生混合料料铺筑路面的的技术。适用于各等级公路回回收沥青路面面材料进行热热拌再生利用用，再生的沥沥青混合料可可用于各等级级公路的沥青面层及柔性基层。美国FHWA调查得出：利利用旧普通沥沥青混合料进进行适合的厂厂拌热再生，，其再生沥青青混合料路面面的路况条件件、病害特征征、结构承载载能力等指标标，相当于或或高于同等条条件下普通热热拌沥青混合合料路面。厂拌热再生14厂拌热再生15厂拌热再生(1)优点：再生工工艺易于控制制，再生后的的沥青混合料料性能比较理理想，适用范范围广。(2)缺点：铣刨后后的旧沥青混混合料需要来来回运输；RAP用量较少，一一般为10-25%，连续式拌和和楼可为30-50%。16厂拌热再生17沥青路面就地地热再生：采用专用的就就地热再生设设备，对沥青青路面进行加加热、铣刨，，就地掺入一一定数量的新新沥青、新沥沥青混合料、、再生剂等，，经热态拌和和、摊铺、碾碾压等工序，，一次性对表表面一定深度度范围内的旧旧沥青混凝土土路面再生的的技术。适用于仅存在浅层轻轻微病害的高高速公路及一一、二级公路路沥青路面表表面层的就地地再生利用，，比如：路面面松散、泛油油、磨光等非非结构性损坏坏。再生层可可用作上面层层或中面层，，处理路面厚厚度一般2cm-5cm。就地热再生18就地热再生19就地热再生（1）优点：实现现了就地的沥青路面再生生利用，节省省了材料转运运费用。（2）缺点：a.再生深度通通常限制在在2-6cm；b.无法除去已已经不合适适进行再生生的旧混合合料，级配配调整幅度度有限。20就地热再生生21就地热再生生22沥青路面厂厂拌冷再生生：将回收的沥沥青路面材材料运至沥沥青拌和厂厂，经破碎碎、筛分，，以一定的的比例与新新集料、沥沥青类再生生结合料、、水泥、石石灰、水进进行常温拌拌和，常温温铺筑成路路面结构层层的沥青路路面再生技技术。回收及处理理后的再生生的沥青混混合料，可用于高速公路和和一、二级级公路沥青青路面的下下面层及基基层、底基基层，当用用于三、四四级公路的的上面层时时，应采用用稀浆封层层或微表处处。再生混混合料的压压实厚度不不大于16cm，不小于6cm。厂拌冷再生生23厂拌冷再生生拌和现场铣刨摊铺拌和现场24厂拌冷再生生(1)优点：a.再生工艺易易于控制，，再生混合合料性能较较好；b.适用范围广广；c.能耗低、污污染小。(2)缺点：a.再生混合料料强度的形形成需要较较长的时间间；b.需要加铺一一定厚度的的罩面层。。25厂拌冷再生生26沥青路面就就地冷再生生：采用专用的的就地冷再再生设备，，对沥青路路面进行现现场冷铣刨刨，经破碎碎、筛分，，以一定的的比例与新新集料、再生结合料料、活性填料（水泥、石石灰等）、、水进行常常温拌和、、摊铺、碾碾压等工序序，一次性性实现旧沥沥青路面的的再生技术术。回收及处理理后的再生生的沥青混混合料，可可用于一、二级公路沥青路路面的下面层及基基层，对三级公路可用于于面层、基层层。冷再生处理理面层厚度度7.5cm-10cm，再生深度度可达到路路面结构产产生破坏的的地方。冷冷再生的沥沥青混凝土土路面不能能直接作用用车辆荷载载，用于上上面层时应应采用稀浆浆封层或微微表处做磨磨耗层，避避免水分蒸蒸发。冷再生也可可以全深度度再生，该该工艺的再再生深度通通常为10cm-30,此方式可用用于路面的的结构性损损坏，比如如波浪、车车辙、泛浆浆、推挤等等病害。就地冷再生生27就地冷再生生28就地冷再生生(1)优点：a.实现了就地地的再生利利用，节省省了材料转转运费用；；b.施工过程的的能耗低、、污染小；；c.适用范围广广。(2)缺点：a.施工质量控控制的难度度较大；b.一般需要加加铺沥青罩罩面层。29就地冷再生生化学稳定:水泥、石灰灰、粉煤灰灰沥青稳定:乳化沥青、、泡沫沥青青30就地冷再生生312.水泥混凝土土路面碎石石化碎石化法也称为破碎碎压实技术术，应用共振式设备备(RPB)或多锤头碎石石类设备(MHB)进行水泥混混凝土路面面的破碎，，因其破碎碎后的颗粒粒粒径小，，材料上更更趋向于级级配碎石，，而将其命命名为碎石石化。压实实后，作为为基层使用用。定义32特点：（1）这种工艺艺是延缓反反射裂缝的的最有效的的工艺。（2）具有相当当于新建路路面的使用用性能。（3）破破碎碎功功效效高高：：速速度度接接近近2m／s，而而且且是是单单程程破破碎碎，，不不需需要要反反复复运运行行。。（4）原原水水泥泥混混凝凝土土破破碎碎到到碎碎石石和和拳拳石石粒粒径径，，不不能能利利用用原原有有路路面面的的强强度度，，需需要要更更厚厚的的加加铺铺层层。。（5）表表面面破破碎碎尺尺寸寸≤≤3cm。（6）可可以以用用于于各各种种混混凝凝土土路路面面。。33共振振式式设设备备(RPB)34多锤锤头头碎碎石石类类设设备备(MHB)3536工艺艺流流程程（1）设设计计并并布布置置排排水水系系统统。。（2）摸摸清清桥桥梁梁、、涵涵洞洞、、各各种种管管线线、、排排水水井井等等不不宜宜振振动动部部位位并并做做隔隔离离标标志志。。（3）试试振振、、开开挖挖并并确确定定工工艺艺参参数数后后开开始始振振动动破破碎碎施施工工。。（4）破破碎碎后后应应清清除除传传力力杆杆、、接接缝缝填填充充物物。。（5）对对部部分分已已无无承承载载力力软软弱弱路路基基进进行行清清除除和和更更换换。。（6）根根据据实实际际情情况况，，铺铺撒撒石石屑屑或或粗粗砂砂并并找找平平（（也也可可不不做做任任何何处处理理采采用用压压路路机机直直接接碾碾轧轧））——钢轮压路机机碾压2遍-——震动压路机机震动碾压压2-3遍——钢轮压路机机碾压2-3遍。在此过过程应持续续洒水保证证路面湿润润，促进破破碎层板结结。（7）沥青面层层摊铺。（8）开放交通通。373.OGFC透水沥青路路面透水沥青路面(OGFC)是一种采用开级配矿料设计思想，具有大空隙率特点的新型沥青混凝土路面。

定义特点：（1）良好的透透水性能，，可有效减减少路表积积水，避免免因积水而而引起的““水漂现象象”；（2）粗糙的的路表面可可得到更大大的构造深深度与摩擦擦系数，从从而提高了了路面的抗抗滑性能；；（3）由于透透水性沥青青混合料内内部孔隙率率较多，可可吸收汽车车轮胎与路路面摩擦所所产生的噪噪声，具有有良好的吸吸音性能。。38OGFC路面空隙率率高，稳定定度低，质质量风险高高。存在以以下顾虑：：高粘度改改性沥青青质量，，现已不不存在问问题；环境影响响：粉尘尘多，易易堵塞路路面空隙隙；车辙顾虑虑：奥地地利试验验结果表表明，细细粒式降降噪路面面车辙比比SMA-10高5倍，比SMA-16高10倍。394041424.半柔性沥沥青路面面半柔性沥青路面是在沥青混合料基体路面中，灌入以水泥为主要成分的特殊浆剂而形成的路面。

定义特点：半柔性复复合路面面具有与与沥青路路面相似似的柔性性，又具具有水泥泥路面的的刚性，，刚柔并并济。在在抗车辙辙、抗推推移、减减少伸缩缩缝、提提高路面面材料的的应力松松弛性能能等方面面改善路路面使用用性能。。43武汉至孝孝感高速速公路桃桃园集互互通立交交路面44碾压后的的大孔隙隙基体路路面水泥胶浆浆的灌注注过程45碾压后的的大孔隙隙基体路路面清洗表层层砂浆后后的半柔柔性路面面完成后的的半柔性性路面465.多碎石沥沥青混凝凝土

多碎石沥青混凝土SAC是采用较多的粗碎石形成骨架，沥青砂胶填充骨架中的孔隙并使骨架胶合在一起而形成的沥青混合料形式。具体组成为：粗集料含量69%～78%，矿粉6%～10%，油石比5%左右。

定义特点：多碎石沥沥青混凝凝土面层层既能提提供较深深的表面面构造，，又具有有传统Ⅰ型沥青混混凝土那那样的较较小空隙隙及较小小透水性性，同时时又具有有较好的的抗形变变能力(动稳定度度较高)。换言之之，“多多碎石沥沥青混凝凝土既具具有传统统Ⅰ型沥青混混凝土的的优点，，又具有有Ⅱ型沥青混混凝土的的优点，，同时又又避免了了两种传传统沥青青混凝土土结构形形式的不不足。””475.多碎石沥沥青混凝凝土筛孔尺寸

混和料类型

19

16

13.2

9.5

4.75

2.36

1.18

0.6

0.3

0.15

0.075

AC-16I

100

95-100

75-90

58-78

42-63

32-50

23-37

16-28

11-21

7-15

4-8

AC-16Ⅱ

100

90-100

65-85

50-70

30-50

18-35

12-26

7-19

4-14

3-9

2-5

SAC-16

100

95-100

75-90

55-70

30-40

22-31

16-24

12-20

8-18

8-15

6-10

多碎石混混凝土和和普通混混凝土级级配比较较486.长寿命路路面欧洲长寿命路路面首先先在重载载交通道道路上提提出，以以期能获获得40年以上的使使用年限限。其设设计基本本理念是是：获得得40年使用年年限；结结构设计计要求考考虑设计计标准轴轴次、荷荷载及轮轮胎压力力及容易易维修、、施工适适应性及及施工速速度、安安全、耐耐久及可可再生性性能。美国长寿命路路面设计计理念是是欧洲长长寿命路路面设计计理念的的发展，，其内容容为：设设计的沥沥青路面面能使用用50年以上、采采用较厚的沥沥青层柔柔性路面面，降低了了传统沥沥青层层层底开裂裂和避免免结构性性车辙，，由于此此路面的的损坏仅仅限于路路面顶部部（25～100mm），因此此只需要要定期的的表面铣铣刨、罩罩面修复复，使得得沥青路路面在使使用年限限内不需需要大的的结构性性重建。。关键是是要树立立全寿命周周期费用用新理念念。49长寿命路面（Longlifeasphaltpavement，简称LLAP），是指路面设计寿命超过40年，相对于现有的路面其日常养护要求总费用更低的路面结构。

定义设计思路路：保证路面面足够厚厚度，将将病害限限制在表表层，通通过定期期表面修修复防止止病害影影响路面面结构稳稳定，保保证长设设计年限限（40年以上））内无结结构损坏坏。理论基础础：采用“应变下限限”的理论，，随着路路面结构构深度的的增加，，结构弯弯拉应变变逐渐减减小，故故只有路路面表层层出现破破坏。50（1）在设计计寿命期期间，不不发生结结构性破破坏，路路面的损损坏只发发生在表表面功能能层；（2）路面性性能大幅幅提高，，早期病病害明显显减少；；（3）只进行行日常养养护，寿寿命周期期内不需需要进行行结构性性大修；；（4）初期修修建费用用很高，，日常养养护费用用较少，，总费用用效益比比最大。长寿命路路面主要要特点51设计寿命命初期服务务水平使用期末末服务水水平设计寿命命表面功能能层主要承重重层路面结构损坏坏表面面功功能能层层维维修修长寿寿命命路路面面寿寿命命示示意意图图52表面面功功能能层层3~5cm沥青青路路面面结结构构层层12~24cm联结结层层或或柔柔性性基基层层15~24cm沥青青面面层层总总厚厚度度20~45cm半刚刚性性基基层层36~60cm路面面结结构构总总厚厚度度76~100cm长寿寿路路面面结结构构设设计计537.温拌拌沥沥青青混混合合料料温拌沥青混合料(WarmMixAsphalt，简称WMA)，是通过一定的技术措施，使沥青能在相对较低的温度下进行拌和及施工，同时保持其不低于HMA的使用性能的沥青混合料技术，也称为温拌沥青技术。定义WMA可以以用用于于沥沥青青路路面面的的各各结结构构层层；；适用用于于沥沥青青路路面面维维修修养养护护中中的的薄薄层层罩罩面面和和超超薄薄罩罩面面；；适用用于于有有更更高高环环保保要要求求的的城城市市道道路路的的建建设设和和维维修修养养；；适用用于于隧隧道道道道面面的的铺铺筑筑；；适用用于于再再生生料料比比例例较较高高的的混混合合料料。。54乳化化沥沥青青温温拌拌技技术术—Evotherm®有机机蜡蜡添添加加剂剂法法温温拌拌技技术术—Sasobit®沸石石降降粘粘温温拌拌技技术术—Aspha-Min®®泡沫沫沥沥青青温温拌拌技技术术—WAM-Foam®®几种种温温拌拌沥沥青青技技术术55节能能：：可节节省省燃燃油油30%左右右。。环保保：：减少少废废气气排排放放，，降降低低废废气气控控制制成成本本，，保保护护环环境境。。延缓缓沥沥青青老老化化：混合合料料温温度度低低沥沥青青早早期期老老化化程程度度轻轻，，从从而而延延缓缓路路面面发发生生低低温温开开裂裂和和疲疲劳劳开开裂裂的的时时间间。。施工工组组织织方方便便：：容许许较较长长运运输输距距离离，，而而不不必必担担心心过过多多温温度度损损失失。。现场场实实施施容容易易：：生产产基基本本可可以以使使用用现现有有热热拌拌沥沥青青混混合合料料生生产产设设备备实实现现，，对对现现行行设设备备无无过过多多改改造造要要求求。。延长长施施工工季季节节：：温拌拌混混合合料料施施工工在在路路表表温温度度低低于于10℃℃情况况下下仍仍可可进进行行。。混合合料料性性能能良良好好：：温拌拌混混合合料料性性能能与与热热拌拌混混合合料料相相当当，，部部分分性性能能指指标标甚甚至至优优于于热热拌拌混混合合料料。。延长长沥沥青青混混合合料料