公路路面工程发展趋势和施工新方法t58

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第二节节公公路路路面面施工工新方方法111.沥青路路面再再生利利用沥青路路面再再生厂拌热热再生生厂拌冷冷再生生就地热热再生生就地冷冷再生生复拌再再生加铺再再生沥青层层就地地冷再再生全深式式就地地冷再再生12厂拌热再生厂拌冷再生沥青层冷再生再生技技术应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沥青路路面厂厂拌热热再生生：将回收收的沥沥青路路面材材料运运至沥沥青拌拌和厂厂，经经破碎碎、筛筛分，，以一一定的的比例例与新新集料料、新新沥青青、再生剂剂等拌制制成热热拌再再生混混合料料铺筑筑路面面的技技术。。适用于于各等级级公路路回收收沥青青路面面材料料进行行热拌拌再生生利用用，再再生的的沥青青混合合料可可用于于各等等级公公路的的沥青面面层及柔性基基层。美国FHWA调查得得出：：利用用旧普普通沥沥青混混合料料进行行适合合的厂厂拌热热再生生，其其再生生沥青青混合合料路路面的的路况况条件件、病病害特特征、、结构构承载载能力力等指指标，，相当当于或或高于于同等等条件件下普普通热热拌沥沥青混混合料料路面面。厂拌热再生生14厂拌热再生生15厂拌热再生生(1)优点：再生生工艺易于于控制，再再生后的沥沥青混合料料性能比较较理想，适适用范围广广。(2)缺点：铣刨刨后的旧沥沥青混合料料需要来回回运输；RAP用量较少，，一般为10-25%，连续式拌拌和楼可为为30-50%。16厂拌热再生生17沥青路面就就地热再生生：采用专用的的就地热再再生设备，，对沥青路路面进行加加热、铣刨刨，就地掺掺入一定数数量的新沥沥青、新沥沥青混合料料、再生剂剂等，经热热态拌和、、摊铺、碾碾压等工序序，一次性性对表面一一定深度范范围内的旧旧沥青混凝凝土路面再再生的技术术。适用于仅存在浅层层轻微病害害的高速公公路及一、、二级公路路沥青路面面表面层的的就地再生生利用，比比如：路面面松散、泛泛油、磨光光等非结构构性损坏。。再生层可可用作上面面层或中面面层，处理理路面厚度度一般2cm-5cm。就地热再生生18就地热再生生19就地热再生生（1）优点：实实现了就地地的沥青路面再再生利用，，节省了材材料转运费费用。（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）破碎功效效高：速度度接近2m／s，而且是单单程破碎，，不需要反反复运行。。（4）原水泥混混凝土破碎碎到碎石和和拳石粒径径，不能利利用原有路路面的强度度，需要更更厚的加铺铺层。（5）表面破碎碎尺寸≤3cm。（6）可以用于于各种混凝凝土路面。。33共振式设备(RPB)34多锤头碎石类类设备(MHB)3536工艺流程（1）设计并布置置排水系统。。（2）摸清桥梁、、涵洞、各种种管线、排水水井等不宜振振动部位并做做隔离标志。。（3）试振、开挖挖并确定工艺艺参数后开始始振动破碎施施工。（4）破碎后应清清除传力杆、、接缝填充物物。（5）对部分已无无承载力软弱弱路基进行清清除和更换。。（6）根据实际情情况，铺撒石石屑或粗砂并并找平（也可可不做任何处处理采用压路路机直接碾轧轧）——钢轮压路机碾碾压2遍-——震动压路机震震动碾压2-3遍——钢轮压路机碾碾压2-3遍。在此过程程应持续洒水水保证路面湿湿润，促进破破碎层板结。。（7）沥青面层摊摊铺。（8）开放交通。。373.OGFC透水沥青路面面透水沥青路面(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）良好的透水水性能，可有有效减少路表表积水，避免免因积水而引引起的“水漂漂现象”；（2）粗糙的路路表面可得到到更大的构造造深度与摩擦擦系数，从而而提高了路面面的抗滑性能能；（3）由于透水水性沥青混合合料内部孔隙隙率较多，可可吸收汽车轮轮胎与路面摩摩擦所产生的的噪声，具有有良好的吸音音性能。38OGFC路面空隙率高高，稳定度低低，质量风险险高。存在以以下顾虑：高粘度改性沥沥青质量，现现已不存在问问题；环境影响：粉粉尘多，易堵堵塞路面空隙隙；车辙顾虑：奥奥地利试验结结果表明，细细粒式降噪路路面车辙比SMA-10高5倍，比SMA-16高10倍。394041424.半柔性沥青路路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：半柔性复合路路面具有与沥沥青路面相似似的柔性，又又具有水泥路路面的刚性，，刚柔并济。。在抗车辙、、抗推移、减减少伸缩缝、、提高路面材材料的应力松松弛性能等方方面改善路面面使用性能。。43武汉至孝感高高速公路桃园园集互通立交交路面44碾压后的大孔孔隙基体路面面水泥胶浆的灌灌注过程45碾压后的大孔孔隙基体路面面清洗表层砂浆浆后的半柔性性路面完成后的半柔柔性路面465.多碎石沥青混混凝土

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

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

多碎石混凝土土和普通混凝凝土级配比较较486.长寿命路面欧洲长寿命路面首首先在重载交交通道路上提提出，以期能能获得40年以上的使用年年限。其设计计基本理念是是：获得40年使用年限；；结构设计要要求考虑设计计标准轴次、、荷载及轮胎胎压力及容易易维修、施工工适应性及施施工速度、安安全、耐久及及可再生性能能。美国长寿命路面设设计理念是欧欧洲长寿命路路面设计理念念的发展，其其内容为：设设计的沥青路路面能使用50年以上、、采用用较厚的的沥青青层柔柔性路路面，降低低了传传统沥沥青层层层底底开裂裂和避避免结结构性性车辙辙，由由于此此路面面的损损坏仅仅限于于路面面顶部部（25～100mm），因因此只只需要要定期期的表表面铣铣刨、、罩面面修复复，使使得沥沥青路路面在在使用用年限限内不不需要要大的的结构构性重重建。。关键键是要要树立立全寿命命周期期费用用新理理念。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。

定义设计思思路：：保证路路面足足够厚厚度，，将病病害限限制在在表层层，通通过定定期表表面修修复防防止病病害影影响路路面结结构稳稳定，，保证证长设设计年年限（（40年以上上）内内无结结构损损坏。。理论基基础：：采用“应变下下限”的理论论，随随着路路面结结构深深度的的增加加，结结构弯弯拉应应变逐逐渐减减小，，故只只有路路面表表层出出现破破坏。。50（1）在设设计寿寿命期期间，，不发发生结结构性性破坏坏，路路面的的损坏坏只发发生在在表面面功能能层；；（2）路面面性能能大幅幅提高高，早早期病病害明明显减减少；；（3）只进进行日日常养养护，，寿命命周期期内不不需要要进行行结构构性大大修；；（4）初期期修建建费用用很高高，日日常养养护费费用较较少，，总费费用效效益比比最大大。长寿命命路面面主要要特点点51设计寿寿命初期服服务水水平使用期期末服服务水水平设计寿寿命表面功功能层层主要承承重层层路面结结构损损坏表面功功能层层维修修长寿命命路面面寿命命示意意图52表面功功能层层3~5cm沥青路路面结结构层层12~24cm联结层层或柔柔性基基层15~24cm沥青面面层总总厚度度20~45cm半刚性性基层层36~60cm路面结结构总总厚度度76~100cm长寿路路面结结构设设计537.温拌沥沥青混混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可以用用于沥沥青路路面的的各结结构层层；适用于于沥青青路面面维修修养护护中的的薄层层罩面面和超超薄罩罩面；；适用于于有更更高环环保要要求的的城市市道路路的建建设和和维修修养；；适用于于隧道道道面面的铺铺筑；；适用于于再生生料比比例较较高的的混合合料。。54乳化沥沥青温温拌技技术—Evotherm®有机蜡蜡添加加剂法法温拌拌技术术—Sasobit®沸石降降粘温温拌技技术—Aspha-Min®®泡沫沥沥青温温拌技技术—WAM-Foam®®几种温温拌沥沥青技技术55节能：：可节省省燃油油30%左右。。环保：：减少废废气排排放，，降低低废气气控制制成本本，保保护环环境。。延缓沥沥青老老化：混合料料温度度低沥沥青早早期老老化程程度轻轻，从从而延延缓路路面发发生低低温开开裂和和疲劳劳开裂裂的时时间。。施工组组织方方便：：容许较较长运运输距距离，，而不不必担担心过过多温温度损损失。。现场实实施容容易：：生产基基本可可以使使用现现有热热拌沥沥青混混合料料生产产设备备实现现，对对现行行设备备无过过多改改造要要求。。延长施施工季季节：：温拌混混合料料施工工在路路表温温度低低于10℃℃情况下下仍可可进行行。混合料料性能能良好好：温拌混混合