交通大课堂――路面养护技术讲座(主讲：黄颂昌1)【50 MB】

沥青路面维修养护新技术黄颂昌交通部公路科学研究院一、路面维修养护的概念和新理念二、沥青路面维修养护新技术一、路面维修养护的概念和新理念二、沥青路面维修养护新技术公路维修养护技术内容•路容路貌日常维护•路基维修养护•路面维修养护•交通工程设施的维修与安全保障•冬季养护•桥梁、涵洞、隧道等的养护维修沥青路面维修养护分类（1）小修保养（日常保养、小修）（2）中修工程（整段加铺面层、罩面）（3）大修工程（翻修、补强）（4）改建工程（提高等级、补强、加宽、改线）（5）专项养护工程高速公路路面维修养护（1）维修保养清除杂物、排除积水（雪、冰）（2）专项工程处理严重病害、整段罩面（3）大修工程整段改善工程、整段加铺面层沥青路面维修养护：（1）路面预防性养护（2）路面修复（矫正性养护）（3）路面翻修（4）路面重建预防性养护美国联邦公路局的定义：为了防止路面早期损坏和延迟路面损坏的进程而采取的措施，其目的是延缓路面的损坏，增加路面的使用寿命。预防性养护为了防止路面轻微病害的进一步扩展，以减缓路面使用性能进一步恶化与延长路面使用寿命为目的的养护作业。通常用于没有发生损坏，或只有轻微病害与病害迹象的路面。预防性养护技术的种类表面封层雾层封层还原剂封层碎石封层稀浆封层微表处cape封层薄层罩面超薄罩面裂缝灌缝路面修复用来修复路面的局部损坏或某种特定的病害的维修作业。路面修复通常用于已经发生损害，但还只属于局部损坏状态的路面。路面修复技术的种类路面坑洞修补车辙填补路面局部铣刨罩面（局部松散）路面翻修路面的损坏已发展到路面的大部分面积，使之发生全面性、结构性的破坏，从而需要在一定深度下进行面层的再生或铣刨重铺的维修作业。路面翻修技术的种类路面现场再生路面铣刨重铺路面重建路面的损坏由于没有及时进行翻修、补强而发展为路面各结构层的结构性破坏，这时不仅路面的面层，而且基层和底基层，甚至于路基也需进行翻修，这样的维修作业称为重建；或路面达到设计年限,路面需重建；或交通量迅速增长,路面需重建。路面重建技术的种类路面铣刨重铺路面深层再生（现场冷再生）路面的维修养护和新建道路一样，需要一整套先进的科学技术。沥青路面的维修养护技术（1）养护标准的确定（2）养护方案的选择（3）养护时间的选择（4）养护方案的实施（5）经济分析和敏感性分析（6）养护工程的后评估等国外对沥青路面维修养护技术进行了大量探索，形成了一套完整的维修养护方法和体系。道路维修养护技术高速公路沥青路面维修养护旧路面使用性能评定与检测平整度弯沉裂缝坑槽车辙抗滑路面残余寿命计算及补强设计确定维修养护方案表面粗糙度恢复表面打毛超薄罩面改性沥青稀浆封层罩面改性沥青SMA罩面相关技术普通沥青混凝土罩面技术标准施工安全夜间施工试验方法裂缝修补及灌缝设备高速公路沥青路面维修养护技术规范路面再生技术沥青路面损坏的现象及影响因素路面损坏状况传统的路面损坏类型龟裂纵向裂缝横向裂缝块状裂缝车辙波浪和拥包沉陷坑槽松散泛油路面损坏状况斑状泛油路面损坏状况内部松散新型翻浆路面损坏状况新型沉陷路面损坏状况新型沉陷路面损坏状况剥落路面损坏状况坑洞路面损坏状况新型龟裂纵向平行裂缝路面损坏状况鸡爪形不规则裂缝新型龟裂路面损坏状况Top-Down损坏路面损坏状况车辙路面损坏状况目前的损坏产生于路面使用初期与结构的整体抗力无正相关性重载的影响明显损坏起于面层，开裂向下传播雨水具有明显的影响发展速度很快传统的损坏产生于长期使用后与整体抗力关系明显雨水的影响明显开裂产生于结构层底部，向上发展损坏随累计ESAL增加缓慢增加伴随非荷载型损坏损坏比较路面损坏状况影响因素内因:1.设计2.材料3.施工外因:1.水2.荷载3.温度0123450306090120Speed（km/h）WaterHeight,m33002vP实测的水压动水压力损坏机理沥青在表面层内重新分布前后沥青分布沥青表面层沥青含量沥青含量前后损坏机理首次发现的沥青迁移现象沥青含量沿深度分布水上层中层下层前后沥青的迁移损坏机理沥青的迁移损坏机理动水头水压击穿整个沥青层时翻浆沉陷损坏机理翻浆沉陷损坏机理翻浆沉陷损坏机理空隙率与损坏2468101214空隙率（%）损坏路段正常路段损坏机理空隙率损坏机理-120-90-60-3003060901200.00.20.40.60.81.01.2外缘花纹第二花纹中间花纹接地压力值（MPa）走向轴（mm）-150-120-90-60-3003060901201500.00.20.40.60.81.01.2外缘花纹第二花纹中间花纹接地压力值（MPa）走向轴（mm）-200-150-100-500501001502000.00.20.40.60.81.01.21.41.61.8中间花纹第二花纹外缘花纹接地压力值（MPa）走向轴（mm）810kpa/1328kg810kpa/2500kg810kpa/5000kg-80-60-40-200204060800.00.20.40.60.81.01.2接地压力值（MPa）横向轴（mm）-100-80-60-40-200204060801000.00.20.40.60.81.01.2接地压力值（MPa）横向轴（mm）-100-80-60-40-200204060801000.00.20.40.60.81.01.21.41.61.8接地压力值（MPa）横向轴（mm）810kpa/1328kg810kpa/2500kg810kpa/5000kg典型测试结果：11.00-20走向花纹轮胎接地压力分布实测各花纹条走向压力分布接地面中心点处横断面压力分布荷载分布测定行驶以前行驶作用后剪切平面剪切破坏损坏机理损坏机理自上而下的开裂过程TOP-DOWN开裂开裂起始点轮载中心沿深度应力分布-0.50-0.45-0.40-0.35-0.30-0.25-0.20-0.15-0.10-0.050.00-0.80-0.70-0.60-0.50-0.40-0.30-0.20-0.100.000.100.200.30Stress(MPa)Depth(m)SXSZS1S3SHEAROCT损坏机理实际损坏损坏机理传统的龟裂Bottom-Up新龟裂（剪切）Top-Down龟裂分类损坏机理弯拉疲劳剪切疲劳龟裂分类损坏机理针对不同的路面病害情况，选择科学的、经济的养护方法和养护时间，是道路养护工作的核心。路况与使用寿命曲线路况与使用寿命曲线结构行为方程使用年数服务水平强基厚面弱基厚面强基薄面临界路面维修养护新理念1.加强预防性养护2.要养护良好的路面不要维修已损坏路面一、路面维修养护的概念和新理念二、沥青路面维修养护新技术沥青路面维修养护技术：（1）路面预防性养护（2）路面修复（3）路面翻修（4）路面重建预防性养护技术表面封层雾层封层还原剂封层碎石封层稀浆封层微表处cape封层薄层罩面超薄罩面裂缝灌缝路面修复技术路面坑洞修补车辙填补路面局部铣刨罩面（局部松散）路面翻修技术路面现场再生路面铣刨重铺路面重建技术路面铣刨重铺路面深层再生（现场冷再生）1.雾封层、还原剂封层雾封层雾封层还原剂封层还原剂封层2.微表处和稀浆封层微表处和稀浆封层，是采用专用设备将（改性）乳化沥青、集料、水和外加剂等拌和并摊铺到原路面上，形成的一层薄层结构。摊铺机V型车辙摊铺箱车辙摊铺现场微表处稀浆封层微表处技术七十年代在欧洲出现，八十年代进入美国，如今已经成为美国、加拿大、欧洲等很多国家高等级公路的主要养护手段之一。微表处在国外的应用情况国家名称年份稀浆封层(万吨)微表处(万吨)国家名称年份稀浆封层(万吨)微表处(万吨)美国加拿大199682.5069.15法国1996—13.751999101.2492.001999—25.00西班牙19965.7013.50澳大利亚19966.002.5019995.4014.0019997.003.00英国19961.203.50日本19960.0030.01219991.073.131999—0.31.具有高抗磨耗和高抗滑性能，适用于交通量大的路面。2.铺筑厚度厚（6～15mm），可完成路面构造恢复、车辙填充等修复功能。3.具有很好的封层效果，可以有效防止水的下渗，保护路面结构。微表处之所以在国外得到了广泛应用，因为它具有以下的技术优点：4.在路基路面稳定的前提下，优质微表处使用寿命可达6～9年。5.开放交通快，可在施工后0.5～1小时内开放交通。6.可应用于沥青及水泥两种不同的路面上(在水泥路面上铺微表处，需洒粘层油)。从2000年开始进行微表处技术研究和推广应用以来，微表处技术的优越性已经得到广大公路工作者的认可，并在我国的全国二十多个省市，40多条高速公路的路面养护中得到应用。微表处在我国的应用止2003年底，微表处罩面面积累积已超过600万m2，具体情况见下表：施工路段微表处面积（万m2）施工时间太旧高速公路302000年四川内宜高速公路1102000年～2002年京沪高速公路天津段422001年沪杭高速公路上海段52001年江苏沪宁高速公路2302002年、2003年沈哈高速公路铁岭段42002年沪宁、沪嘉高速公路上海段62002年河北京石高速公路402003年山东东港高速公路32003年浙江沪杭甬、上三高速公路1002003年河北石太高速公路302003年成渝高速公路重庆段72003年累计607-2004年，微表处的推广面积进一步扩大，全年摊铺微表处约1000多万m2。期中:—福建（泉厦、福泉、厦漳等高速）240万m2—浙江（沪杭甬、上三、甬台温等）200万m2—广东（深汕、机荷等）150万m2—江苏（京沪等）100万m2—山东（济青等）50万m2—还有安徽、陕西、河南、甘肃等。2005年，微表处推广再上台阶，全国摊铺近2000万m2。江苏沪宁高速公路四川内宜高速公路上海沪宁高速公路辽宁铁四高速公路北京六环路浙江杭甬高速公路浙江上三高速公路福建泉厦高速公路车辙填补桥面微表处隧道微表处我国从1999年开始对微表处技术进行研究，2000年起逐步开始应用。ISSA《微表处技术指南》美国ASTM、AASHTO的乳化沥青标准国外技术标准：国外技术标准国外技术标准美国快凝型聚合物改性阳离子乳化沥青技术要求(AASHTOM316-98)项目单位快凝型CRS-2P规格值minmax赛波特粘度，50℃s100400贮存稳定性,24h％1反乳化点，35ml,0.8%％40颗粒试验，电荷阳电荷(＋)筛分％0.1蒸发残留物含量％65蒸发残留物：针入度，25℃0.1mm1001754℃延度cm3025℃延度cm125测力延度峰值比(f2/f1)4℃,50mm/min0.3弹性恢复％50聚合物含量％2.5溶解度*％97.5注：基质沥青的溶解度应大于99％。经过大量研究和实践总结,提出了我国的微表处技术要求。《公路沥青路面施工技术规范》--JTGF40--2004《微表处和稀浆封层技术指南》改性乳化沥青技术要求项目BCR筛上剩余量不大于（%）0.1电荷阳离子（+）粘度恩格拉粘度计E253～30沥青标准粘度计C25，312～60蒸发残留物含量不小于（%）60蒸发残留物性质（直接加热法）针入度（100g,25℃,5s）0.1mm）40～100延度(5℃5cm/min)不小于（cm）20软化点(环球法)不小于（℃）53（57）溶解度（三氯乙烯不小于（%）97.5储存稳定性1天不大于（%）15天不大于（%）5项目标准试验方法备注粗集料石料压碎值不大于（%）26T0316-2000洛杉矶磨耗损失不大于（%）28T0317-2000石料磨光值不小于（BPN）42T0321-1994坚固性不大于（%）12T0314-2000细集料坚固性不大于（%）12T0340-19940.3mm部分合成矿料砂当量不小于（%）65T0334-1994合成矿料中4.75mm部分我国微表处用集料技术要求微表处矿料级配范围级配类型通过下列筛孔（mm）的质量百分率（%）9.54.752.361.180.60.30.150.075MS-