高速公路沥青路面养护技术课件

高速公路沥青路面养护技术庄传仪交通部高速公路养护技术重点实验室（济南）2015.04主要内容高速公路性能评价路面养护决策（路面管理系统）路面养护对策对现有路面结构的认识前言高速公路路面性能评价是路面养护维修决策、道路经济分析的基础。路面性能评价模块根据收集的路面数据，判断目前路面状况是否满足交通要求；所得结果将作为采取养护或改建措施以及采取何种措施的依据。高速公路养护管理系统辅助决策的好坏，很大程度上取决于养护管理系统对路面性能的评价。本世纪60年代初期，美国AASHO道路试验路的最重要的成果之一就是提出了道路使用性能的评价方法，建立了路面评价模型。这个模型的建立对世界各国路面管理技术的发展有着深远的影响。从此，许多国家和国际机构如加拿大、日本和世界银行等先后建立了相应的路面评价模型。1、路面服务性能指数PSI路面的服务能力这一概念是在AASHO道路实验时由Carey和Irick提出来，在这之前，路面设计中并没有人们普遍接受的关于使用性能的定义。把服务能力作为路面设计的一个因素，是AASHO设计方法的一个显著特点。路面服务性能指数PSI的基本方程式如式线性形式：

PSI=A0+(A1R1+A2R2+…)+(B1D1+B2D2+…)

式中R1、R2…为断面平整度的函数，D1、D2…为表面损坏的函数。对于柔性路面，方程式转化为

PSI=A0+A1log(1+)+A2+B1

系数A0、A1、A2和B1可用多元线性回归方法确定。根据AASHO的74个柔性路段的试验，最终得出著名的柔性路面PSI方程式：PSI=5.03－1.91log(1+)－1.382－0.01路面裂缝破损和车辙占很小比例，这两种因素的变化对PSI基本不产生影响。与此相反，路面平整度对PSI有显著的影响。所以可认为AASHO的PSI是道路使用者的评价模型。2、分项—综合指标评价方法对于路面使用性能，通常从行使质量、路面损坏状况、结构承载能力和安全性能这四个方面进行评价。概念及术语1、公路技术状况指数（MQI）2、路面损坏状况指数（PavementConditionIndex）3、路面强度指数（StructureStrengthIndex）6、路面使用性能指数（PavementQualityIndex）4、路面行驶质量指数（RideQualityIndex）5、路面抗滑性能指数（SkiddingResistanceIndex）平整度IRIRQI破损DRPCI强度LsPSSI抗滑性能SEC、BPNSRIPQI指标调查内容评价指标综合指标车辙RDRDI路面损坏状况评价一般采用路面状况指数PCI来对路面损坏状况进行评价。扣分法是确定路面状况指数PCI的常用方法。对不同的损坏类型、严重程度和范围规定不同的扣分值，按路段的损坏状况累计扣分值后，以剩余的数值表征路面的完好程度，评价路面的好坏。路面状况指数PCIPCI=100-15DR0.412DR=D/A×100=∑∑WiAi/A×100这种用扣分法评价路面损坏状态的方法，较早在美国Washington州路面管理系统中得到应用。后来在PAVER系统中得到进一步完善，从而促进了该方法在评价路面状况中的广泛应用。我国在“七五”国家攻关期间根据北京市和广东省的路面状况，也利用这种扣分方法开发了路面状况指数PCI模型。路面损坏状况评价指标作为评价路面质量的重要指标之一，无论在网级还是在项目级的管理系统中，它都起着重要的作用。在许多地方和城市的路面管理系统中，路面损坏状况指标通常作为唯一的路面质量评价指标。在这些地方因为设备、费用等原因而导致平整度、抗滑能力的检测比较困难。路面行使质量评价路面行使质量同路面的平整度、车辆的动态响应以及乘客对舒适性的要求和对颠簸的接受能力有关。行驶质量通常采用汇总众多乘客的主观评价意见计算出评分值。将各路段的评分值与各路段实测的平整度指标通过回归分析建立主观评分同客观测量的相互关系。因此，可以根据路面平整度的客观测量结果得到对路面行驶质量的统一评价。行驶质量指数RQIRQI＝100/(1+0.026e0.65IRI)在网级系统中，平整度并不需要很高的数据精度。通过对路网的平整度调查，可以进行整个路网的需求评估和制定养护维修资金的投资计划。而在项目级的系统中，就需要很精确的路面性能评估。在项目级的管理系统中，平整度数据通常作为养护维修质量控制、周期性路面性能预估和维修方案评估的依据。路面车辙评价路面车辙深度指数RDI100-2.0RDRDI＝60-4.0(RD-RDa)0路面结构性能评价路面结构性能评价的目的是评估现有路面的承载能力和确定路面的剩余寿命。所谓路面的剩余寿命实指路面在达到预定的损坏状况之前还能使用的年数和能承受标准轴载累计作用次数。依据剩余寿命的长短，可以判断路面结构的的完好程度及损坏发展的速率，可以确定是否需要采取改建措施并进行加铺层改建设计。结构三承载三能力三一般三通过三路段三代表三弯沉三与设三计弯三沉的三关系三变化三来进三行评三价。三对于三高速三公路三，路三段代三表弯三沉应三采用三自动三弯沉三检测三车进三行测三量，三各测三点间三的间三距通三常为10三0米。三通过三各测三点的三平均三值加2倍的三标准三差，三计算三出路三段的三代表三弯沉三值。我国三对现三有路三面的三承载三能力三可用三路面三结构三强度三指数PS三SI作为三评价三指标三，主三要与三设计三容许三弯沉三值、三路段三代表三弯沉三值和三年平三均日三交通三量(A三AD三T)有关三，如三下式三所示三。路面三结构三强度三指数PS三SIPS三SI＝10三0/三(1三+1三5.三71三e-5三.1三9S三SI)SS三I=三Ld三/L三0表8－1路面三强度三评价三标准利用三沥青三路面三设计三弯沉三公式三，可三以确三定当三代表三弯沉三值与三设计三弯沉三值相三等时三路面三所能三承受三的标三准轴三载累三计作三用次三数N,，即三如下三式。三通过三交通三调查三，可三分析三得到三弯沉三评定三之前三路面三己经三承受三过的三标准三轴载三累计三作用三次数N0。以N0与Ne相比三，便三可确三定路三面的三剩余三寿命(以标三准轴三载作三用次三数记)。按三当时三的交三通量三和对三今后三交通三量增三长的三预估三，便三可估三计出三路面三剩余三寿命三。相三反由三剩余三寿命三可判三断路三面结三构的三潜在三承载三能力三。路面三结构三承载三能力三同路三面损三坏状三况之三间存三在一三定内三在关三系。三路面三破损三状况三的评三价指三标PC三I可以三与路三段代三表弯三沉建三立回三归关三系式三，即PC三I=三f(弯沉三值)。通过三路面三损坏三状况三来评三价路三面的三结构三承载三能力三，免三去了三弯沉三测定三。但三是这三种损三坏状三况评三价带三有主三观性三，所三建立三的关三系式三具有三地区三局限三性。三此外三，它三只能三判断三路面三承载三能力三是否三足够三，而三无法三估计三路面三剩余三寿命三。路面三安全三性能三的评三价对于三路面三安全三性能三的评三价一三般只三考虑三抗滑三能力三。然三而影三响路三面安三全性三能实三际包三括以三下几三个方三面:1）抗三滑能三力，2）车三辙(因为三车辙三可以三造成三路面三积水三，使三得汽三车有三发生三水上三漂移三的危三险)，3）路三面的三反光三，4)车道三分界三，5)外来三障碍三物。影响三路面三抗滑三能力三的因三素包三括:路面三特性(粗构三造、三细构三造)、油三和水三对路三面的三污染三、车三辆参三数(主要三是轮三胎)和驾三驶因三素(行车三速度)等。路面三的抗三滑能三力可三采用三摆式三摩擦三系数三测定三仪(摆式三仪)或横三向摩三擦系三数测三定车(S三CR三IM三)检测三。对三于高三速公三路宜三采用三横向三摩擦三系数三测定三车(S三CR三IM三)测定三。路面三抗滑三性能SR三ISR三I=三(1三00三-S三RImi三n)/三(1三+2三8.三6e-0三.1三05三SF三C)+三SR三Imi三n路面综合评价指标PQIPQI＝PCI’×P1＋RQI’×P2＋RDI×P3＋SRI×P4路面三性能三综合三评价路面三性能三评价三通常三有两三个主三要目三标:1）在三网级三系统三中，三进行三项目三和处三治对三策的三选择;2）在三项目三级系三统中三，确三定特三定的三养护三维修三需求三。对于三路面三综合三指标三，并三没有三一套三简单三的工三程公三式可三以利三用。三一般三根据三主观三经验三方法三或者三社会三科学三技术三来开三发综三合指三标公三式。三综合三指标三需要三考虑三路面三的各三种单三项性三能并三以加三权组三合的三形式三组合三各种三单项三特性三指标三。主要三内容高速三公路三性能三评价路面三养护三决策路面三养护三对策对现三有路三面结三构的三认识前言随着三我国三经济三建设三的快三速发三展，三公路三事业三的发三展更三是突三飞猛三进，三到20三03年底三，仅三山东三省公三路通三车里三程就三达到76三26三6公里三，其三中高三速公三路30三18公里三；一三、二三级公三路达25三00三0余公三里，三至20三07年底三高速三公路三突破40三00公路三。这三样对三于公三路管三理者三来说三，面三临的三养护三任务三越来三越重三，压三力越三来越三大，三如何三搞好三公路三的养三护管三理工三作已三是一三个不三可回三避的三现实三问题三。前三言在养三护资三金增三加有三限的三情况三下，三如何三合理三地评三价路三网状三态和三分配三养护三资金三，确三保高三速公三路路三网始三终保三持良三好的三行驶三质量三，将三成为三高速三公路三主管三决策三部门三不得三不解三决的三问题三。传三统的三经验三决策三和主三观臆三断仍三在我三国高三速公三路养三护管三理过三程中三占据三主要三地位三。管三理体三制、三养护三技术三的陈三旧落三后，三不可三避免三地造三成养三护维三修决三策的三盲目三性和三片面三性，三更无三法达三到有三效利三用资三源的三目的三。最重三要的三工作三之一三就是三建立三和实三施计三算机三化的三养护三管理三系统三，科三学有三效地三调控三各项三养护三维修三活动三，使三有限三的资三源获三得最三大的三社会三效益三。气候车辆荷载材料路面结构道路状况

影响三道路三性能三的因三素养护三的基三本原三理利用最合适的养护策略和方法……用在最合适的道路上在最合适的时间里……养护三费用三与时三间的三关系道路性能变化曲线2、路三面管三理系三统路面三管理三系统(P三av三em三en三t三Ma三na三ge三me三nt三S三ys三te三m，PM三S)各国三有不三同的三定义三，在三美国三各州三公路三和运三输工三作者三协会(A三AS三HT三O)的路三面管三理系三统指三南中三，把PM三S定义三为：三用于三决策三者在三公路三评价三养护三中寻三求投三资有三效分三配方三案的三工具三。澳大三利亚三道路三研究三所把PM三S定义三为：三用于三优化三利用三路面三养护三可用三资源三，包三含信三息采三集、三信息三分析三和方三案决三策的三管理三方法三。实三际上三，路三面管三理系三统是三以现三代管三理科三学理三论为三指导三，以三计算三机为三工具三，采三用系三统分三析方三法使三路面三管理三过程三系统三化。实际三上，三我国三目前三对路三面管三理系三统的三需求三还主三要集三中在三路面三养护三管理三方面三，即三路面三养护三管理三系统三。路面三养护三管理三系统三是指三最有三效地三利用三现有三资金三，使三公路三网中三的路三面处三于最三佳的三服务三水平三或产三生最三大的三经济三效益三。路三面养三护管三理系三统既三与路三面设三计和三施工三有区三别，三也与三传统三的公三路管三理不三同。三它是三综合三运用三路面三专业三知识三，用三系统三工程三等方三法，三借助三计算三机处三理与三路面三养护三活动三有关三的问三题。2、路三面管三理系三统路面三养护三管理三系统三可以三认为三是路三面管三理系三统的三子系三统，三两者三的最三终目三标足三一致三的。三两者三均可三以划三分为三网级三和项三目级三两种三系统三，分三别适三应不三同管三理层三次的三需要三，具三有不三同的三功能三和结三构。路面三管理三系统三可划三分为三网级三路面三养护三管理三系统三和项三目级三路面三养护三管理三系统三两类三，分三别适三用于三不同三的管三理层三次，三具有三不同三的功三能和三结构三。2、路三面管三理系三统网级三系统足涉三及整三个路三网的三、用三于指三定路三网养三护政三策、三确定三路网三养护三需求三和养三护费三用优三化分三配的三宏观三分析三系统三；项三目级三系统三则是三根据三网级三系统三的决三策，三以路三段为三对象三，从三技术三和经三济的三角度三分析三养护三方案三的系三统。网级三路面三管理三系统的范三围，三包括三一个三地区(省、三市)的公三路网三或一三大批三工程三项目三。它三的主三要任三务是三为管三理部三门进三行关三键性三的行三政决三策提三供对三策，三网级三路面三管理三系统三一般三由数三据库三、使三用性三能评三价模三型、三对策三分析三模型三、使三用性三能预三估模三型、三分析三模型三和优三化模三型等三部分三组成三。2、路三面管三理系三统3、研三究与三应用养护三管理三系统三是随三着路三面管三理系三统发三展而三得到三迅速三发展三的。三首先三在美三国、三加拿三大等三国得三到应三用。其中三较具三代表三性的三有:1、美三国的三亚利三桑那三州路三面管三理系三统(1三97三8)、华三盛顿三州路三面管三理系三统(1三98三0)、加三利福三利亚三州路三面管三理系三统和三陆军三工兵三团的PA三VE系统;2、加三拿大三阿尔三博塔三省的三路面三管理三信息三和需三求系三统(P三IN三S,三1三98三3三)、改三良信三息和三优序三系统(R三IP三PS三,三19三84三)以及三市政三路面三管理三系统(M三PM三S,三1三98三7)。同时三，英三国等三国也三陆续三开发三出一三些系三统，三如:1、英三国运三输和三道路三研究三所(T三RR三L)开发三的道三路养三护评三价系三统(C三HA三RT三,1三98三0三);2、世三界银三行通三过国三际合三作研三究开三发的三公路三设计三和养三护标三准模三型(H三DM三-I三H,三19三87三)等。3、研三究与三应用我国路面三养护三管理三系统三的研三究始三于19三84年。交通三部于19三84年在三辽宁三引进三英国三的BM三S系统三，这三标志三着我三国的三路面三养护三管理三系统三的研三究和三应用三的开三始。19三87年湖三南省三开发三了适三合本三地区三的路三面养三护系三统。三自此三之后三，广三东、三北京三、杭三州、三河南三、陕三西、三江西三等地三区也三开发三了适三合本三地区三的路三面养三护系三统。3、研三究与三应用19三88年，三交通三部在三云南三引进三了世三界银三行的HD三M-三II三I公路三养护三标准三模型三，开三始了三我国三在公三路养三护领三域经三济分三析研三究的三先例三，研三究成三果为CP三MS三(三C三hi三ne三se三P三av三em三en三tM三an三ag三em三en三t三Sy三st三em三)提供三了方三法和三经验三。在三“七三五”三国家三重点三攻关三期间三，交三通部三建立三了我三国自三己的三路面三管理三系统CP三MS三(三Vn三l.三O)。“八三五”三期间三，国三家在14个省三市推三广使三用CP三MS系统三。3、研三究与三应用近年三来，三因大三量高三速公三路投三入运三营，三各级三养护三管理三部门三对养三护管三理系三统的三迫切三需求三，我三国对三高速三公路三养护三管理三系统三的研三究发三展很三快。三但是三，已三有的三这些三系统三在理三论和三实际三应用三上还三有很三多缺三陷。3、研三究与三应用3、研三究与三应用山东三省于19三89年利三用世三行贷三款项三目，三与芬三兰国三家道三路管三理局三合作三进行三了路三面管三理系三统的三研究三开发三，为三以后三的CP三MS推广三应用三打下三了基三础。19三91年山三东省三作为三全国CP三MS第一三批推三广省三份，三全面三推广三应用CP三MS。但在三管理三方面三，由三于目三前各三级管三理机三构还三比较三习惯三于传三统的三管理三模式三，对三系统三运行三及分三析决三策结三果在三实际三工作三中的三应用三还没三有一三套有三效的三工作三制度三来加三以引三导和三规范三。4、影三响决三策的三理念a.建设三是发三展，三养护三也是三发展--三--建养三并重b.以人三为本三，以三车为三本--三--高水三平的三服务c.人与三自然三和谐三发展--三--可持三续发三展d.公路三养护三展示三文明--三--精神三文明4、影三响决三策的三理念e.预防三性养三护是三双赢在路三面使三用周三期内三，支三出的三养护三费用三最少三，取三得的三效益三（包三括道三路管三理者三和使三用者三）最三大是三最理三想的三结果三。f.养护三资金三分配三也是三科学养护三资金三优化三分配三不仅三是一三种权三力，三更是三一门三学问三。g.法律三责任三是第三一责三任一旦三发生三重大三事故三不会三因为三有足三够的三理由三（比三如说三缺少三资金三）而三减轻三公路三管理三者的三法律三责任三。主要三内容高速三公路三性能三评价路面三养护三决策路面三养护三对策对现三有路三面结三构的三认识4、典三型病三害对三策纵缝4、典三型病三害对三策原因三与对三策1、路基三或基三层沉三陷：三不再三沉陷三，可三通过三修补三面层三和贯三缝处三理；三如强三度不三足或三含水三量太三大等三，应三重新三施工三，然三后再三处面三层。2、施三工缝三质量三差：三对施三工缝三严重三的裂三缝，三应彻三底锯三除，三然后三修补三。对三轻微三裂缝三，应三加强三贯缝三处理三。3、结三构承三载力三不足三：重三新施三工，三加强三贯缝三养护三。4、沥三青混三合料三抗剪三性能三不足三，在三重车三的作三用下三，出三现沿三轮迹三带的三纵向三裂缝三：控三制超三重车三的通三行，三对沥三青混三合料三进行三抗剪三能力三的测三试。4、典三型病三害对三策横缝4、典三型病三害对三策原因三与对三策1、低温三缩裂三：对三于裂三缝较三细的三，夏三天一三般可三以恢三复，三如果三无法三自愈三，应三加强三贯缝三处理三；采三用性三能良三好的三沥青三。2、反三射裂三缝：三贯缝三处理三；在三加铺三沥青三层时三，采三用有三效的三措施三（如三应力三吸收三层）三；严三重的三应重三做基三层，三并严三格注三意半三刚性三基层三的设三计。4、典三型病三害对三策不规三则裂三缝--三--交错三裂缝4、典三型病三害对三策原因三与对三策1、温度三裂缝三或沥三青老三化：三贯缝三处理三；由三于沥三青老三化产三生的三裂缝三，应三该采三用冷三再生三或热三再生三等；三严重三的进三行挖三补处三理。2、反三射裂三缝：三贯缝三处理三；在三加铺三沥青三层时三，采三用有三效的三措施三（如三应力三吸收三层）三；严三重的三应重三做基三层，三并严三格注三意半三刚性三基层三的设三计。4、典三型病三害对三策坑槽4、典三型病三害对三策总体三对策（1）按圆三洞方三补、三斜洞三直补三的原三则；（2）沿三轮廓三线开三挖直三坑底三稳定三处；（3）清三扫坑三底，三槽壁三，刷三粘层三沥青三；（4）填三入略三高于三原路三面的三混合三料并三压实三，并三注意三分层三压实三。4、典三型病三害对三策麻面三、磨三光4、典三型病三害对三策总体三对策主要三原因三是：三级配三不良三、沥三青用三量少三、老三化等三，主三要是三由于三混合三料原三因。对策三：（1）挖三补：三采用三良好三混合三料；（2）封三层或三罩面三；（3）表三层再三生。4、典三型病三害对三策脱皮4、典三型病三害对三策原因三与对三策1、层间三粘结三不良三：分三析结三合不三好的三原因三，采三取措三施，三增加三层间三结合三力。2、路三面泛三油期三间未三能及三时撒三布养三护料三，一三旦气三温略三降，三沥青三的粘三度增三加，三车辆三通过三时，三容易三将结三合不三好的三层次三粘起三，从三而造三成脱三皮：三在夏三天泛三油路三段，三及时三撒布三养护三料，三同时三，采三取措三施，三增加三层间三抗剪三切的三能力三。4、典三型病三害对三策沉陷4、典三型病三害对三策原因三与对三策1、路基三或基三层的三下沉三：如三基层三已经三稳定三，可三以只三修补三面层三；应三分析三原因三加固三基层三或路三基，三如采三用压三浆处三理或三换填三基层三。。2、基三层或三面层三的水三损害三：找三出原三因处三理相三应的三层位三，采三用良三好的三材料三。4、典三型病三害对三策车辙4、典三型病三害对三策原因三与对三策1、面层三混合三料稳三定性三不足：应三重做三面层三，采三用稳三定性三好的三混合三料；2、渠三化交三通车三辆作三用：三如稳三定，三找平三处理三，如三局部三铣刨三、微三表处三处理三。3、不三稳定三夹层三：挖三出不三稳定三层。4、基三层强三度不三足，三下沉三：处三理基三层。4、典三型病三害对三策拥抱三、波三浪4、典三型病三害对三策原因三与对三策1、面层三材料三抗剪三性能三差，三混合三料稳三定性三不好三：应三重做三面层三，采三用稳三定性三好的三混合三料；2、不三稳定三夹层三或层三间粘三结不三足：三处理三不稳三定夹三层或三层间三粘结三。3、重三复刹三车、三启动三：处三理整三平；三挖除三、重三铺抗三剪强三度高三混合三料。4、基三层局三部强三度不三足、三稳定三性差三：处三理基三层。4、典三型病三害对三策泛油—传统三泛油传统的泛油现象4、典三型病三害对三策原因三与对三策1、混合三料设三计中三，空三隙率三过小三和沥三青饱三和度三过高三都可三能导三致泛三油的三发生三：混三合料三设计三中要三处理三好空三隙率三和饱三和度三之间三的关三系。三在泛三油路三段撒三砂碾三压，三注意三撒砂三要均三匀，三掌握三薄而三匀，三先粗三后细三，无三堆积三空白三。2、混三合料三生产三中沥三青用三量控三制不三准而三过量三：生三产过三程中三严格三控制三沥青三用量三；局三部撒三砂处三理。4、典三型病三害对三策泛油—新泛三油现三象4、典三型病三害对三策原因三与对三策1、满三足规三范条三件下三难以三避免三的想三象，三主要三由于三压实三、集三料原三因，三并在三渠化三交通三下加三重：除采三用好三的集三料，三注意三压实三外，三还没三有完三善的三措施三。2、混三合料三设计三标准三相对三交通三量而三言较三低也三是重三要因三素，三目前三重载三标准三是以三前低三等级三的延三伸，三对目三前重三载程三度认三识不三足。3、水三