沥青路面预防性养护和再生利用技术 刘振清

干线公路养护与改造技术高级研修班沥青路面预防性养护和再生利用技术公路养护技术国家工程研究中心（筹）中公高科养护科技股份有限公司2012年2月22日刘振清交流提纲5干线公路养护与改造技术背景与需求一沥青路面预防性养护技术一沥青路面再生利用技术一干线公路养护与改造技术背景与需求一交流提纲截止2011年底，我国公路网总里程达到408万公里，其中国省干线公路里程达到44.5万公里（含高速公路）。一、背景与需求327596338364358269359514359769360015325000330000335000340000345000350000355000360000365000200620072008200920102011里程(公里)年份全国普通国省道里程发展示意图《公路安全保护条例》(国务院令[2011]第593号)第四十四条：公路管理机构、公路经营企业应当加强公路养护，保证公路经常处于良好技术状态。要求：推进公路科学养护，实现预防性养护和周期性养护的良性循环，提高公路养护工程质量，延长使用寿命。一、背景与需求《中华人民共和国循环经济促进法》明确要求：各行业必须遵循“减量化、再利用、资源化”的发展原则，切实做好废旧材料的循环利用工作。一、背景与需求部发《“十二五”发展规划》、《十二五发展纲要》、《实施方案》以及《节能减排十二五规划》明确要求：1）加大预防性养护力度，树立全寿命周期养护成本理念，制定适合我国国情的预防性养护指导政策、技术标准，探索形成一系列预防性养护技术，列出一定比例的专项资金，全面实施预防性养护。2）研究推广符合资源节约、节能减排的绿色养护技术。重点推广沥青路面再生等循环利用技术和施工工艺，在养护施工作业中降低排放，减少对环境的影响。一、背景与需求部发《十二五发展纲要》和《实施方案》明确提出：1）每年国省干线公路实施大、中修工程（含预防性养护）的里程比重不少于17%.据统计，我国每年国省干线公路（包括高速公路和普通国省道）大中修里程占总里程的比例约为13%，故每年预防性养护里程不少于4%。在36万公里普通国省道路面中，若按30万公里沥青路面的5%计，则每年沥青路面预防性养护里程为：30×5%=1.5万公里。一、背景与需求）全国公路养护废旧沥青路面材料循环利用率达到40%，国省干线公路循环利用率达到70%，其中高速公路循环利用率达到90%；《实施方案》中还要求：路面旧料回收率达到95%以上，与2010年相比，实现万元养护工程主要资源消耗节约30%以上。一、背景与需求据统计，我国每年国省干线公路（包括高速公路和普通国省道）大中修里程占总里程的比例约为13%，按处理上基层和沥青面层的大修比例5%、处理沥青中上面层的中修比例8%。高速公路总里程：截止2011年底为8.5万公里，其中沥青路面约计8万公里，则沥青面层旧料：3801.6+3379.2=7181万吨大修：(8×5%)×1000×22×0.18×2.4=3802万吨中修：(8×8%)×1000×22×0.10×2.4=3379万吨一、背景与需求半刚性基层旧料：4048万吨大修：(8×5%)×1000×22×0.2×2.3=4048万吨普通国省道总里程：截止2011年底为36万公里，其中沥青路面约计30万公里，则沥青面层旧料：3600+5760=9360万吨大修：(30×5%)×1000×10×0.10×2.4=3600万吨中修：(30×2%)×1000×10×0.10×2.4=5760万吨半刚性基层旧料：6900万吨大修：(30×5%)×1000×10×0.2×2.3=6900万吨一、背景与需求全国每年高速公路和普通国省道可回收的沥青面层旧料为：7181+9360=16541万吨若按循环利用率70%，则每年沥青面层旧料利用量为：16541×70%=11578万吨一、背景与需求仅沥青面层旧料，若将其换算为1×1×1立方米的体积连续排列，则可绕地球赤道将近2圈。干线公路养护与改造技术沥青路面预防性养护技术二1、概述2、预防性养护决策技术3、预防性养护技术应用交流提纲、概述我国小修保养中修工程大修工程改建工程发达国家路面重建路面翻修修复性养护预防性养护我国养护分类是以养护规模划分，西方发达国家是以养护性质划分，分类方法的核心是作业的功能和目的，不仅在概念上十分清晰，而且有很强的目的性和针对性。国内外沥青路面养护分类对比：、概述预防性养护的提出及定义：上世纪90年代初，美国提出了路面预防性养护理念。是指带有保护路面、防止刚出现的轻微病害进一步扩展和减缓路面使用性能的恶化速率，以及以延长路面使用寿命为目的的养护措施，它通常用于没有发生损坏或刚出现轻微病害迹象的路面。因此，预防性养护不具备路面补强的功能，不应期望预防性养护具有改善路面强度和承载能力的作用。、概述2006年3月，美国AASHTO的调查报告显示，在美国和加拿大两国参与调查的34个州和5个省中，有91.3%的州（省）应用过预防性养护措施，另在法国、南非、澳大利亚等国家的应用也颇为广泛。上世纪90年代，山东采用碎石封层处治出现表面早期病害的路面；上海逐渐引进了“预防性养护”的理念和技术，当时应用比较广泛的预防性养护措施有稀浆封层、微表处、碎石封层等，取得了良好的成效。2000年后，国内各省市开展了预防性养护措施的研究与应用，如江苏、陕西、广东、辽宁、吉林、山西、江西等省市应用稀浆封层、微表处、雾封层、碎石封层和薄层罩面。、概述预防性养护的效果美国对几十万公里不同等级公路进行跟踪调查，发现这些公路的使用性能和寿命有着共同的变化规律。优良中次差PCI性能下降40%性能下降40%使用寿命75％使用寿命12%时间(年)20100、概述1992年，美国SHRP计划中对养护费用效益研究的结论：路面使用寿命周期内进行3~4次的预防性养护，可延长使用寿命10～15年，节约养护费用45%～50%。保健更强壮保养更持久1、概述预防性养护——犹如人的身体保健。皇帝内经说，上医治未病。预防性养护——犹如汽车的定期保养。汽车保养，5000公里做一次。公路预防性养护，3～5年做一次。汽车不做定期保养可以开，但安全没有保障，而且机械磨损加速、车况很快下降。公路不做预防性养护可以用，但性能衰减加速，而且缩短大修周期（10年~15年）。预防性养护实施中涉及的问题：政策层面---在《公路养护工程管理办法》修订中增设预防性养护科目，制定指导、扶持政策；管理层面——在计划、养护、信息部门增加相应的职责；技术层面——引入公路养护科学决策技术，在《公路沥青路面养护技术规范》修订中增加预防性养护相关规定，并制定专项《公路沥青路面预防性养护技术指南》；实施层面——积极应用成熟的技术、材料、设备及工艺，培育施工专业队伍。1、概述、预防性养护决策技术预防性养护决策技术内容包括：预防性养护时机预防性养护措施公路养护科学决策要考虑两方面的需求，一是当路况指标达不到规定的技术要求时须采取的养护措施，二是路况指标虽达到了技术要求，但根据全寿命周期费用分析的需要而采取的预防性养护措施。科学决策结果最终要落实到养护规划和养护计划的编制上。、预防性养护决策技术预防性养护的必要条件：不属于大中修、专项养护和日常养护范畴，采用路况指标、大修或改建后使用年限、交通量等指标决策，但什么时候实施没有一个严格的时间表。编号路况指标必要条件1路面结构强度（PSSI）802路面平整度（RQI）80（IRI=3.5）3路面损坏（PCI）75（DR=3.5）4路面车辙（RDI）60（RD=20）中修、大修后期预防性养护中期预防性养护早期预防性养护≥4cm2~4cm1~3cm0~1.5cm雾封层、微表处、碎石封层、纤维封层微表处、碎石封层、纤维封层、复合封层薄层罩面（SMA、AC）、复合罩面铣刨重铺、厂拌和就地再生预防性养护时机与措施：2、预防性养护决策技术、预防性养护决策技术预防性养护决策方法：决策树法或决策矩阵法、预防性养护决策技术预防性养护决策流程：CPMS数据库大中修决策大中修养护路段列表专项养护决策预防性养护决策专项养护路段列表满足预防性养护条件养护标准预防性养护时机养护措施预防性养护方案预测模型路面性能预测养护费用预测费用模型用户费用预测决策模型寿命周期费用日常养护路段列表长期养护规划年度养护计划预防性养护路段列表NO预防性养护决策指标值：采用基于全寿命周期费用（全寿命周期费用包括预防性养护费用、后期养护费用和用户费用）的预防性养护决策分析方法，提出了预防性养护指标与触发值，以及预防性养护决策标准。2、预防性养护决策技术、预防性养护决策技术预防性养护模块整合入路面管理系统（NETPMS）使用年限含砂雾封层复合封层复合罩面薄层罩面微表处、碎石封层由路面质量、交通量和气候条件等因素决定。路面条件3、预防性养护技术应用预防性养护技术措施分为：各类封层含砂雾封层技术应用1）定义及作用含砂雾封层是指由改性乳化沥青或煤沥青基材料、陶土等添加剂、玄武岩或石灰岩细粒砂组成的混合料，采用专用的高压喷洒车，在沥青路面上喷洒形成的薄层。封闭路面微裂缝，阻止水分下渗的作用；防止松散石料脱落，保持路面抗滑性能；延缓路面沥青老化，降低沥青面层温度；显著改善路面外观，延长路面大修周期。定性定量技术指标值PSSI≥90（优）PCI≥90（优）SRI≥80（良）RDI≥90（优）RQI≥90（优）Yes!路面结构强度足够路面轻微破损、松散路面抗滑性能足够路面无明显车辙路面平整度较好3.1含砂雾封层技术应用2）适用范围及条件（早期）含砂雾封层技术应用3）喷洒工艺及设备由于掺入0.3~0.6mm的细粒砂，故需采用高压设备，分为大型喷洒车、中型喷洒车、小型手动喷洒设备。节省32%3.1含砂雾封层技术应用4）全寿命周期费用分析含砂雾封层技术应用5）工程实例：北京市平蓟路（市道）、东南路（县道）现场观测结果表明，施工后6个月抗滑性能稳定，施工后一直不渗水，显著改善了路面外观。实施前实施后