沥青路面养护与维修新技术

沥青路面养护与维修新技术2021年3月2021/10/10星期日1第三章沥青路面预防性养护实际与实际3.1预防性养护研讨及运用现状3.2沥青路面预防性养护时机3.3预防性养护措施决策2021/10/10星期日23.1预防性养护研讨及运用现状预防性养护作为一个完好的概念于20世纪80年代提出，是一种定期的强迫保养、维修措施，是在路面构造强度充足，仅外表功能衰减的情况下，为恢复外表效力功能而采取的一种养护措施。预防性养护的本质是在适当的时间，将适用的技术措施，运用在适宜的路面上。预防性养护的中心思想是要求采用最正确本钱效益的养护措施，强调养护管理的自动性、方案性、合理性。2021/10/10星期日31987年，美国SHRP方案中对养护费用效益的研讨结论：整个路面寿命周期内进展3-4次的预防性养护可延伸运用寿命10～15年，节约养护费用45％～50％.2021/10/10星期日42021/10/10星期日5预防性养护--犹如汽车的保养。汽车保养，5000公里左右做一次。道路预防养护，3～5年做一次。汽车不保养，可以继续开，但是平安性能降低、机械磨耗加快。道路不做预防养护，可以继续用，但是性能衰减加速，运用寿命缩短。?交通运输部“十二五〞公路养护管理开展规划〔征求意见稿〕?明确要求：“全面推行预防性养护。继续树立全寿命周期养护本钱理念，制定适宜我国国情的预防性养护指点政策、技术规范，探求构成一系列预防性养护技术，并列出一定比例的专项资金，全面施行预防性养护。力争到2021年，高速公路预防性养护比例到达8%，普通国道、省道预防性养护比例到达5%〞2021/10/10星期日6路面养护投入比例=小修:中大修〔130+93〕:〔103+109〕=223:2122021/10/10星期日7路面养护投入分配比例=小修:中大修〔11.3+4.2〕:〔8.1+7.7%〕=15.5:15.8美国全国情况2021/10/10星期日8路面保养的开展

80年代，一切的州际公路新建几乎完成；

1990年，欧洲研讨调查；

1992年，路面保养基金会在美国德州成立；

1995年，路况是用户最大关注〔美国质量学会〕；

1997年，美国地面运输系统现状：情况和性能提交国会；

1999年，FHWA资产管理办公室成立；

2003年，路面保养中心成立〔密西根〕；

目前，很多州交通厅设有路面保养工程师位置。

2021/10/10星期日9在1999年，对美国、加拿大50多个州、地域进展了一次预防性养护问卷调查，获41个部门的反响，结果阐明有以下特点：2021/10/10星期日10预防性养护施行的影响要素很多，包括：2021/10/10星期日112006年AASHTO调查报告显示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〕施行了路面预防性养护工程；69.6%的州〔省〕存在路面预防性养护技术指南；但大多还是根据工程师的阅历制定预防性养护方案时。2021/10/10星期日12在管理中划分为几个子区域以美国明尼苏达州为例：将养护分为四大类：日常养护预防性养护维修重建2021/10/10星期日13第一步：先确定预防性养护总需求。获得方式：经过“路面管理系统〞分析得到。2021/10/10星期日14第二步：根据总需求，引荐适宜的预防性养护年度支出预算。2021/10/10星期日15第三步：在预算框架内，确定预防性养护技术措施。采取方法：选择每种技术的合理比例，再根据费效比选择详细路段。2021/10/10星期日16上海市在20世纪90年代中后期，逐渐引进了“预防性养护〞的理念和技术，当时运用的预防性养护措施有稀浆封层、微表处等；2003年，上海市公路管理处结合同济大学对预防性养护技术的一些关键问题进展研讨，于2004年铺筑了4条实验路，并对其进展了跟踪观测和分析；2006年1月，上海市公路管理处组织编写了?上海市公路沥青路面预防性养护技术规程?，于2007年2月1日起正式施行；2006年7月，上海市公路管理处将预防性养护模块纳入到原有的公路路面管理系统，利用系统的决策树模型进展辅助决策。目前沥青路面的预防措施有：稀浆封层、微表处、碎石封层、复合封层、薄层罩面、灌缝或封缝、雾封层和沥青再生剂等8种。国内预防性养护开展及运用现状2021/10/10星期日17江苏省2001年将?乳化沥青稀浆封层技术运用研讨?工程列入江苏省交通科技方案，作为预防性养护的重点推行技术；组织编制了?乳化沥青稀浆封层技术运用指南?和?乳化沥青稀浆封层施工技术规程?；2002年以来，江苏省将稀浆封层预防性养护技术的推行任务纳入养护任务方案和考核目的，全省平均每年施行300多公里。自1998年，在全省各地累计施行了近1800万m2稀浆封层。2021/10/10星期日18陕西省2003年，开场铺筑薄层罩面实验段；2003-2004年，铺筑碎石封层实验段；在实验段的根底上，总结阅历，改良工艺，逐渐在全省推行预防性养护技术。2021/10/10星期日19华北高速1993-2000年，京津塘高速公路常用的预防性养护技术普通有裂痕填缝维修、表层铣刨加铺〔挖补〕；2000年，开场引入就地热再生技术；2001年以来，京津塘高速公路运用最多的预防性养护技术是就地热再生技术，几年来，已累计维修路面.9万平方米。2021/10/10星期日20山东省2000年，开场引进智能化、高性能沥青洒布和碎石撒铺设备，并研讨、推行沥青碎石封层预防性养护技术；2002年，大量配备运用高性能的灌缝设备和高质量的灌缝资料，每年全省沥青路面灌缝量平均在200万延米左右，起到了明显的预防性养护作用。以德州为例，2004年至2006年路面灌缝数量年均添加7.9万延米，而路面挖补数量年均下降3.6万平方米，总体上路面养护投资年均节省109.6万元；2005年，开场提出全方位多层次预防性养护新理念，并用于指点公路养护任务；目前，用于预防性养护的主要技术有：灌缝贴封、沥青碎石封层、就地热修补、稀浆封层、微表处、薄层罩面、复合罩面等。2021/10/10星期日21预防性养护资金的来源问题技术方面的问题经验方面的问题2021/10/10星期日223.2沥青路面预防性养护时机预防性养护时机评价目的路面沥青老化、路面渗水系数、路面行车平安、RQI/PCI路面行车平安〔抗滑性能和车辙〕预防性养护时机确定方法基于时间或路况的方法、排序法、费用效益评价法、生命周期费用评价法、决策树或决策矩阵2021/10/10星期日23路面运用性能预测交通荷载2021/10/10星期日24路面运用性能预测环境要素2021/10/10星期日25路面运用性能预测路面构造2021/10/10星期日26路面运用性能预测构造强度2021/10/10星期日27路面运用性能预测资料特性2021/10/10星期日28路面运用性能预测

2021/10/10星期日29路面运用性能预测

2021/10/10星期日30路面运用性能预测

2021/10/10星期日31基于时间或路况的方法基于时间的方法：每个路段大致都有一个需求进展预防性养护的时间

2021/10/10星期日32基于时间或路况的方法基于路况的方法：是根据路况的实践情况，选择适宜的评价体系，得出进展预防性养护的临界破坏点。基于路况的预防性养护要综合思索路面情况表观调查和无损检测信息的养护措施触发值〔Trigger〕，或称阈值〔Threshold〕。2021/10/10星期日33费用效益评价法：是根据效益与费用的比值来确定，公路养护效益是指在采取预防性养护后所带来的收益。路面养护所需费用是根据路面情况来确定的，按期资金投入的目的分为小修保养、中修、大修和改善四类，其目的是为了更准确的制定路面养护投资方案。

排序法：是目前世界各国的路面管理系统普遍采用的一个重要方法。排序就是在初步确定养护的工程和时间后，再思索资金等约束条件，根据路况、经济等数据计算出一定排序目的〔如路况目的、净现值或效益费用比等〕作为工程比较的根据。然后，根据排序目的对一切需求工程进展排序，最后根据整个排序次序进展一年或多年的工程选择决策。2021/10/10星期日34生命周期费用评价法：是在一定的时期内，经过分析某一路段的初建费用和以后的折扣费用来评价其经济价值的过程。在路面大、中修和重建时，经常用到寿命周期分析法。预防性养护推迟了昂贵的路面大修活动，但预防性养护要求提早支付养护费用。在不同时期支付同样多的费用有不同的经济价值，所以有必要进展经济分析。分析的方法是将分析期内不同时间支出的费用，按某一预定的贴现率转换为如今的费用现值。经过转换成单一的现值，可在等值的根底上比较各种方案。2021/10/10星期日353.3预防性养护措施决策决策原那么运用科学的决策方法确定养护对策针对主要影响要素确定养护对策查明病因确定养护决策结合养护费用优化养护对策分析确定养护对策的最正确费用效益选择适当的养护措施确保长期有效的资金支持注重新资料新工艺的开发研讨与推行加强公路水损坏的防备加强总结和反响机制的建立2021/10/10星期日36养护决策需求思索两方面的需求，一是当路况目的达不到规定的技术要求时须采取的养护措施，二是路况目的虽到达了技术要求，但根据全寿命周期费用分析的需求而采取的预防性养护措施。养护规划养护方案养护技术养护时机寿命周期费用分析2021/10/10星期日37路面全寿命周期全寿命周期路面本钱全寿命周期内路面年平均本钱平均车公里路面本钱平均车公里全本钱路面的实践运用寿命路面建立费用和养护费用的总和实践运用寿命内的年平均本钱每辆车行驶每公里的路面本钱道路管理者和道路运用者平均车公里本钱之和2021/10/10星期日38预防性养护的几个新概念路面全寿命周期：指路面的实践运用寿命，T〔年〕。路面的实践运用寿命：指路面从建成投入运用到下一次路面整体构造性补强大修或重建之间的时间段。全寿命周期路面本钱：是指在路面全寿命周期内的路面建立费用和养护费用的总和，A〔万元/公里〕。建立费用：指路面的实践建立投资，J〔万元/公里〕。养护费用：路面在T年内的日常保养、小修工程、中修工程费用的总和，Y。2021/10/10星期日39A=J+YY=T〔R+X〕+nZ〔万元/公里〕A=J+T〔R+X〕+nZ〔万元/公里〕式中：J——路面实践建立投资〔万元/公里〕T——路面全寿命周期〔年〕R——年平均日常保养费用〔万元/年公里〕X——年平均小修工程费用〔万元/年公里〕n——在全寿命周期内路面中修工程次数Z——一次路面中修工程的平均费用〔万元/公里〕2021/10/10星期日40全寿命周期内路面年平均本钱：全寿命周期内路面年平均本钱，B〔万元/年公里〕：B=A/TB=[J+T〔R+X〕+nZ]/TB=R+X+〔J+nZ〕/T〔万元/年公里〕式中：R:年平均日常保养费用〔万元/年公里〕X:年平均小修工程费用〔万元/年公里〕J:路面的实践建立投资〔万元/公里〕N:在全寿命周期内路面中修工程次数Z:一次路面中修工程的平均费用〔万元/公里〕T:路面全寿命周期〔年〕2021/10/10星期日41平均车公里路面本钱：平均车公里路面本钱是指全寿命周期内路面年平均本钱B〔万元/年公里〕除以该路段的年平均交通量〔H，换算为小客车，单位为：年万辆〕得到的每辆车行驶每公里的路面本钱，b〔元/辆公里〕。b=B/H〔元/辆公里〕平均车公里全本钱：路面运用全本钱应为道路管理者的建立、养护本钱与道路运用者的车辆、时间等费用本钱之和，平均车公里全本钱，q〔元/辆公里〕。q=b+c〔元/辆公里〕式中：b:道路管理者的平均车公里路面本钱〔元/辆公里〕。c:道路运用者的平均车公里费用本钱〔元/辆公里〕。2021/10/10星期日42全方位多层次的预防性养护以道路全寿命周期本钱实际为指点，不时拓展预防性养护的外延，丰富其内涵，构建涵盖路基路面、桥涵隧道以及防护工程在内的全方位和事前、事中、事后多层次控制的预防性养护体系。在道路全寿命运用周期内，支出的全本钱费用最少，获得的综合效益〔包括道路管理者和运用者〕最大是最理想的结果。2021/10/10星期日43预防性养护的期望目的也就是最理想的目的：在道路全寿命周期内道路管理者与道路运用者的全本钱费用最低。可用道路管理者与道路运用者平均车公里全本钱“q〞〔元/辆公里〕最低来实现。在保证道路运用者费用本钱最低的前提下，再来研讨全寿命周期的道路本钱目的，本钱目的可分三个层次：全寿命周期路面本钱“A〞最低；A=J+T〔R+X〕+nZ〔万元/公里〕全寿命周期内路面年平均本钱“B〞最低；B=R+X+〔J+nZ〕/T〔万元/年公里〕平均车公里路面本钱“b〞〔元/辆公里〕最低；b=B/H〔元/辆公里〕2021/10/10星期日44下面举例阐明全寿命周期费用分析技术在预防性养护决策中的详细运用。例：某条干线二级公路，根底资料为：路面宽度12米，路面造价为120元/平方米，那么:每公里路面造价J=12*1000*120=