沥青路面设计与养护技术发展.ppt

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1、沥青路面设计与养护技术发展,湖北交通工程检测中心刘 松,主要内容,沥青混合料结构设计国际沥青路面新技术及新进展沥青路面养护技术及新进展,一、沥青路面设计,沥青路面结构设计材料试验与质量控制沥青混合料配合比设计方法,1 沥青路面结构设计,交通量调查Ne容许弯沉LR地质、气候、水文调查确定路基弯沉和沥青面层设计指标路面结构组合设计各层设计控制指标路面结构厚度设计弯沉和弯拉应力确定我国规范规定以弯沉值和沥青面层层底拉应力为设计控制指标，必要时验算沥青面层剪应力。,沥青面层结构设计,厚度设计弯沉设计,选择路面结构层组合,计算交通量Ne,确定路面材料模量E1,选定某些路面结构层厚度,计算某一路面结构层厚

2、度,确定路面容许弯沉Lr,弯拉设计,弯拉设计,选择路面结构层组合,计算交通量Ne,确定路面材料弯拉模量Es,计算最大弯拉应力,路面结构层厚度,确定结构层容许弯拉应力,mR,调整厚度,m R,2、材料试验与质量控制,沥青、改性沥青碎石矿粉天然砂纤维,70号A级沥青技术指标,改性沥青技术指标,材料质量碎石,压碎值 25 洛杉矶磨耗损失 30 磨光值 BPN 42 视密度 t/m3 2.50 吸水率 2.0 对沥青的粘附性 4级 坚固性 12 细长扁平颗粒含量 15 泥土含量 1 软石含量 1,材料质量矿粉,视密度（g/cm3）2.5 含水量（）1 粒度范围 0.6mm（）100 0.15mm（）9

3、0100 0.075mm（）75100 外观无团粒结块 亲水系数 1 塑性指数 4 矿粉存放应搭棚，防潮,木质素纤维质量指标,3 热拌沥青混合料设计方法,马歇尔法 38州 1984年调查 维姆法 18州 Superpave法 40州 2002年调查 与性能相关的设计法 澳大利亚、英国、法国,1984年美国沥青混合料设计方法调查,混合料设计目标,抵抗永久变形 抵抗疲劳开裂 抵抗低温开裂 耐久性 抗损害能力 抗滑 施工和易性,3.1马歇尔混合料设计方法,马歇尔混合料设计方法,Bruce Marshall 在30年代末为密西西比州公路局开发WES 1943年为二战开始研究评价压实功击实次数锤重10磅

4、,双面50次交通碾压后4%空隙率建立最初标准,后随冷压和荷载增加而修订,马歇尔混合料设计方法,优点:-注意到了体积性质,强度及耐久性-设备简易价廉-很容易作为过程控制和接受(QC/QA)缺点:-冲击压实方法-没有考虑剪切强度-不适用于大粒径混合料,3.2维姆混合料设计,维姆于1920年代为加州公路沥青路面开发 有限使用1984年调查约10个州,主要在西部 设计考虑与马歇尔类似 考虑了集料的沥青吸收,试验设备,维姆搓揉压实机,维姆稳定度仪,维姆混合料设计,优点:注意到空隙性质,强度和耐久性搓揉压实类似于现场施工稳定度参数是剪切强度内摩擦角的直接指示缺点:设备昂贵,工地不易携带使用稳定度测试范围不

5、够宽,3.3 Superpave设计,美国战略公路研究计划（SHRP）重要成果历时5年，19881993年耗资1.5亿美元，1993年以后每年投入1000多万美元进行后期研究，包括养护技术。研究比较系统，技术路线合理。,Superpave 集 料 级 配,100,0,.075.3 2.36 12.5 19.0,通过百分率,设计集料结构,筛孔位于筛孔尺寸（mm）的0.45次方位置,Superpave 混合料体积设计,旋转压实机更接近现场的压实过程增加了混合料短期老化加大了试件尺寸（150mm直径）评价混合料的压实特性,Superpave 混合料体积设计步骤,（1）材料选择（2）集料结构设计（3）

6、沥青用量设计（4）混合料料水敏感性评价,（1）材 料 选 择沥青标号,根据工程所在地区的气候，确定初始等级；重载交通提高12个等级慢速交通提高1个等级,（2）集料结构设计,使用Superpave旋转压实机评价至少三种试验级配，每种级配要准备4个试件，2个用于压实，2个用于测量最大理论密度分析混合料体积性质并与Superpave混合料设计标准进行比较，只要符合标准，就可选为设计集料结构。,（3）沥青用量设计,用各种不同的沥青用量来压实混合料，然后选定在设计压实次数时空隙率为4%的沥青用量作为设计沥青用量。,（4）混合料水敏感性评价,用AASHTO T 283“压实沥青混合料 抗水损害阻力”的试验

7、方法评价设计 沥青混合料的水敏感性6个试件按空隙率大小分成两组，一组 用真空饱水冻融循环加以处理，另一组 不处理，用两组试件的间接抗拉强度比 大于80%作为判断是否有水敏感的标准,Superpave 混合料要求,混合料体积性质空隙率矿料间隙率沥青填隙率混合料压实特性粉胶比水敏感性,混合料空隙率要求,胶结料%,空隙率,不管在任何交通量水平设计压实次数N设计时空隙率为4%,4,混合料VMA要求 矿料间隙率,9.515.0 12.514.0 1913.0 25 12.0 37.511.0,公称最大粒径(mm),最小 VMA%,胶结料%,VMA,最大值不宜高于最小值2个点,混合料VFA要求沥青填隙率,

8、3065-75,交通量106 ESALs,VFA范围%,胶结料%,VFA,混合料粉胶比要求,粗级配混合料粉胶比 0.81.6,Log 旋转压实次数,84,86,88,90,92,94,96,98,100,%Gmm,Nini 极限,Nmax极限,Nmax,Nini,混合料压实特性,%Gmm,Log 旋转压实次数,101001000,弱集料结构,强集料结构,集料压实性评价,Superpave评价,优点：沥青标号选择科学合理级配设计考虑了集料性质的影响旋转压实方法更接近施工实际情况缺点：缺少长期应用性能的评价设计空隙率4%的合理性西部环道试验失败,3.4 我国配合比设计,马歇尔方法,1、目标配合比设

9、计,设计原则：应根据各结构层的不同功能进行设计。设计方法：目标配合比设计采用马歇尔法。目标配合比确定后要进行水稳定性和动稳定度检验。,目标配合比设计指标,目标配合比设计试验,试验温度：根据沥青粘温曲线确定，对于改性沥青要求沥青供应商提供沥青混合料的拌和温度和击 实温度。所选择级配应在规范规定的级配范围内。应控制天然砂的用量，中下面层不宜超过6，上面层建议不用天然砂。,2、生产配合比设计,根据目标配合比、拌和机热料仓配置和材料 实际情况进行设计；生产配合比应尽量接近目标配合比，级配偏 差：0.075mm1.5；2.36mm、4.75mm及最大公称尺寸：3；其它筛孔5；生产配合比检验：OAC、OA

10、C0.3油石比的 马歇尔指标，OAC动稳定度和水稳定性。,3、生产配合比验证试验路施工,按照生产配合比进行试拌、铺筑试验段；取样进行马歇尔试验，检验马歇尔技术指标；现场钻芯取样检验空隙率和压实度；取样进行车辙试验和水稳定性检验；根据检测结果确定标准配合比，其合成级配中0.075mm、2.36mm、4.75mm以及最大公称尺寸筛网的通过率应接近工程设计级配范围的中值，并避免在处出现“驼峰”。经设计确定的标准配合比在施工过程中不得随意变更；当原材料时应及时调整配合比，重新进行配合比设计。,我国沥青路面设计存在的问题,早期结构性病害主要为车辙，小型病害为水损坏和路面裂缝，以及由此引起的其他病害。设计

11、规范与施工规范和试验规程脱节，主要反映在施工质量控制指标和试验检测指标不能反映设计要求。路面结构设计以弯沉控制，存在理论障碍。重视建设成本，忽视后期养护费用。交通管制不规范，存在轮胎气压、轴重明显偏高现象。,二、国际沥青路面新技术及新进展,1、长寿命路面2、沥青路面本构关系3、沥青性能研究4、橡胶沥青5、降噪排水路面6、温拌沥青混合料,长寿命路面在美国被称作长效性或永久性路面。美国沥青路面协会（APA）关于永久性路面的定义为：路面使用年限至少为35年，并且在使用年限内确保路面不发生结构性破坏，只需进行功能性养护，平均罩面时间不小于12年。关键是要树立全寿命周期费用新理念。,1、长寿命路面,美国

12、各州关于永久性路面的使用年限,日本长期使用路面研究概述,在日本，长期使用路面简称LSP，它的设计目标是拥有2倍于现行路面的使用性能，因功能破坏而维修的周期在15年以上，结构性寿命在4060年。,长寿命路面设计,综合相关国家的研究，长寿命路面是指路面设计寿命超过40年的路面结构。,长寿命路面主要特点,在设计寿命期间，不发生结构性破坏，路面的损坏只发生在表面功能层；路面性能大幅提高，早期病害明显减少；只进行日常养护，寿命周期内不需要进行结构性大修；初期建设费用可能偏高，但维修费用低，在寿命周期内最经济。,设计寿命,初期服务水平,使用期末服务水平,设计寿命,表面功能层,主要承重层,路面结构损坏,表面

13、功能层维修,长寿命路面寿命示意图,长寿命路面设计标准,表面功能层寿命应达到8年以上；主要承重层寿命应达到40年以上；各层强度控制指标选用相应规范进行验算。,长寿路面结构设计,表面功能层35cm沥青路面结构层1224cm联结层或柔性基层1524cm沥青面层总厚度2045cm半刚性基层3660cm路面结构总厚度76100cm,寿命周期费用分析（瑞典）,建设费、养护费、用户费用、安全费用和环境费用等建立在特定经济模型基础上的和PMS模型用来计算净值（NPV）,全寿命周期费用,全寿命周期内长寿命路面比普通路面建设费用提高2030%，总费用节约2040%。,2 沥青路面本构关系,建立在粘弹塑性理论基础上

14、的本构关系（英国）非线弹性和弹塑性3-D有限元进行计算分析（奥地利）采用重型车辆模拟器（HVS）进行车辙试验受控加荷条件，足尺道路试验的应变测量结论：（1）最大纵向拉应变在沥青层的底部；（2）最大剪应力在轮胎外缘路面5cm 处用非线弹性和粘弹性模型的有限元分析对柔性路面性能的预测，理论计算预测和实际结果十分一致,NCAT试验研究,（1）研究路面设计的季节特性和路面反应特性；（2）标定和验证路面的力学-经验模型；（3）快速评价聚合物改性和非改性胶结料、新混合料和RAP混合料等材料的特性；（4）研究修建更经济、寿命更长的路面结构等。,3 沥青胶结料性能试验方法评价（欧洲沥青协会),系统地提出了将来

15、欧洲评价与路面性能要求有联系的有关胶结料性质的不同试验方法 5种胶结料性能高温流变，永久变形流变与破坏，低温开裂短期与长期老化，路面表面开裂胶结料劲度模量，沥青结构强度胶结料断裂，沥青路面疲劳开裂,4 橡胶沥青路面：长期性能,橡胶沥青路面 20年回访橡胶沥青和胶结料性质现行RSA规范有关橡胶沥青条款对于重交沥青和破坏严重的路面SAMI是一种经济的罩面,橡胶沥青特点,耐久性好抗裂能力强合理结构设计抗滑性能好造价低有利于环境保护。可用于路面结构层结合料、罩面层、应力吸收层、桥面防水粘接层等，符合“两型社会”建设的国家大政方针，具有广阔的推广应用前景。,橡胶沥青的制备工艺,橡胶粉的粒度选择（1）20

16、目 粒度较粗，成本低，能保持橡胶的弹性，但易发生沉淀。适用于铺筑橡胶沥青薄膜；（2）80目 粒度细，易与沥青相融合，不会发生沉淀，但橡胶颗粒弹性性质较差；（3）40-60目，粒度适中，既能与沥青较好的融合，又能保持一定的弹性性质，不易发生沉淀。,粒度对橡胶沥青性质的影响,橡胶沥青粘度与高温保存时间和胶粉细度有关,橡胶沥青粘度与胶粉粒度的关系,由图可见，60目胶粉所制备的橡胶沥青粘度最高,橡胶粉的剂量,确定橡胶粉的剂量应根据用途、道路等级、基质沥青稠度等因素确定，其变化范围为1530（外掺），大致可分为：(1)橡胶沥青薄膜（封层），用量约为2530(2)间断级配（开级配）磨耗层，用量约为2025

17、(3)SMA路面，用量约为1520,橡胶沥青制备的温度,橡胶沥青制备需要在较高温度下进行，橡胶发生溶胀，并与沥青发生一定化学反应，但试验表明，温度太高，不仅浪费能源，而且橡胶会发生裂解，使粘度降低，同时沥青也发生老化。制备温度控制在170180范围内比较适宜。,橡胶沥青搅拌时间,橡胶沥青在制备过程中，适宜的搅拌时间为60-80min。时间再长则粘度反而下降，这主要是由于橡胶裂解所致。,橡胶沥青的性质,注：胶粉粒度60目，剂量15，拌和60min,温度175,橡胶沥青的粘温关系曲线,胶粉改性沥青的性能,橡胶沥青的生产,橡胶沥青路面施工，最重要的就是首先要加工橡胶沥青，总体来说它与SBS改性沥青生

18、产有所不同。橡胶粉在沥青中，需要在高温条件下充分溶胀，并产生复杂的物理与化学反应，胶粉发生部分脱硫、降解，恢复一定生胶性质，对沥青起到改性作用。橡胶粉在溶胀过程中，体积发生膨胀。橡胶粉在沥青中形成三维空间网络结构，橡胶沥青表现出高粘度、高弹性的优良性能。,橡胶沥青的生产工艺流程,橡胶沥青生产基本工艺流程,5 降噪路面,沥青路面声音性能试验的经验和研究 降低噪音和磨耗特性 丹麦双层孔隙性沥青路面和降低噪音 低噪音路面功能恢复机的研制降噪路面对抗车辙性能的影响,双层孔隙性沥青路面和降低噪音（丹麦）,轮胎路面接触和汽车发动机的噪音是交通两大主要噪音源，此外还有车辆行驶气动噪音。1999年丹麦研究项目

19、评价城市降噪沥青路面，修筑了面层细级配空隙性沥青路面，每年两次用高压冲洗和抽吸综合研究包括，声发射噪音，道路表面噪音吸收，内部噪音车辆渗透性，表面纹理，钻孔，摩擦力，社会调查和经济分析分析了近3年的实验结果，研究持续到整个生命周期,低噪音路面功能恢复机的研制（日本）,低噪音空隙性排水沥青路面可降低噪音35分贝，相当于交通量降低一半孔隙堵塞使功能损失高压冲洗和高真空抽吸的两用路面功能恢复机器,我国排水降噪路面OGFC,OGFC路面空隙率高，稳定度低，飞散损失大，质量风险高。存在以下顾虑：高粘度改性沥青质量，现已不存在问题；环境影响：粉尘多，易堵塞路面空隙；车辙顾虑：奥地利试验结果表明，细粒式降噪

20、路面车辙比SMA-10高5倍，比SMA-16高10倍。,6 温拌沥青混合料,温拌沥青是最近10年来在欧洲发展起来的,德国、挪威、法国都对其进行了研究。在美国,NCAT以及其他一些机构也对其进行了研究。温拌沥青混合料是一种绿色、节能、环保的路面新材料,施工温度介于热拌沥青混合料和冷拌沥青混合料之间。其力学性能和路用性能不亚于传统的热拌沥青混合料,但生产施工温度可以降低3050。北京公科院 完成了“温拌沥青混合料应用技术研究”，在国内8个省份完成了18条温拌沥青混合料实验路，均取得了圆满成功。与热拌沥青混合料相比，温拌沥青混合料可以降低温室气体排放50以上，降低沥青烟排放90以上，节约燃油20-3

21、0%。,温拌混合料性能与应用,WMA可以用于沥青路面的各结构层；适用于沥青路面维修养护中的薄层罩面和超薄罩面；适用于有更高环保要求的城市道路的建设和维修养护；适用于隧道道面的铺筑；适用于再生料比例较高的混合料。,几种温拌沥青技术,乳化沥青温拌技术Evotherm 有机蜡添加剂法温拌技术Sasobit 沸石降粘温拌技术Aspha-Min 泡沫沥青温拌技术WAM-Foam,Evotherm 温拌技术,Evotherm温拌技术由美国MeadWestvaco 公司研发。Evotherm Emulsion Technology(ET)制成成品高浓度温拌乳化沥青（沥青固含量70%左右）。可实现沥青混合料工

22、作温度下降5060Evotherm DAT 是ET技术基础上的工艺升级。回避了沥青乳化供应环节，温拌化学包改由浓缩液加水稀释后与热沥青同时向拌和锅添加。由于引进拌和锅的水分减少了90%，节能效果更加明显。可实现沥青混合料工作温度下降4050。Evotherm 3G 在DAT技术的基础上实现了Evotherm温拌浓缩液无需用水稀释状态下的使用，可直接在拌和楼添加。可实现沥青混合料工作温度下降3040。,两代技术的比较（能耗和排放）,乳化沥青水汽,直投式水汽,Sasobit 温拌技术,南非Sasol Wax公司的产品。一种从煤气化中生成的石蜡化合物。Sasobit分子是含有40120个碳原子的长链

23、脂肪烃，沥青中的蜡分子只含有2240个碳原子。推荐掺量为沥青质量的3%。,熔点在100左右，当温度超过115时可以完全溶解于沥青中，降低沥青的粘度，使混合料的拌和及压实温度降低。在熔点之下，Sasobit在沥青中成网格结构，可以增加混合料的稳定性，提高路面在使用温度范围内的抗车辙性能。国内已有数条试验路 上海、辽宁、河北、广州、江苏、重庆等省份。,Aspha-Min 温拌技术,德国Eurovia公司研发白色超细粉末，内部为连通多孔结构，比表面积大，可吸收其质量21%的水分。Eurovia公司推荐掺量为沥青混合料质量的0.3%，可降低施工温度30。美国沥青专家Hurley试验结论:加入沥青混合料

24、质量0.3%的Aspha-Min可降低沥青混合料的拌和与压实温度2030。,WAM-Foam 温拌技术,壳牌国际石油公司和Kolo-Veidekke公司共同开发。一种两阶段法生产温拌沥青混合料技术。首先采用软质沥青与石料拌和，拌和温度110，使软质沥青完全裹附于石料表面，紧接着硬质沥青以泡沫沥青的形式喷入并迅速拌和。因为沥青发泡后体积增加数倍且粘度明显降低，因此，可在温度较低（90110）的条件下拌和均匀。技术的关键在于选择合适的软、硬沥青种类以及二者的比例，以满足混合料相应的路用性能要求。对配套的沥青发泡设备要求较高。,温拌沥青技术的优势,节能：可节省燃油30%以上。环保：减少废气排放，降低

25、废气控制成本，保护环境。延缓沥青老化：混合料温度低沥青早期老化程度轻，从而延缓路面发生低温开裂和疲劳开裂的时间。施工组织方便：容许较长运输距离，而不必担心过多温度损失。现场实施容易：生产基本可以使用现有热拌沥青混合料生产设备实现，对现行设备无过多改造要求。延长施工季节：温拌混合料施工在路表温度低于10情况下仍可进行。混合料性能良好：温拌混合料性能与热拌混合料相当，部分性能指标甚至优于热拌混合料。,温拌与热拌体积指标的比较,Evotherm温拌混合料和热拌沥青混合料性能比较,温拌改性沥青混合料推荐施工温度范围,三、沥青路面养护技术及新进展,沥青路面小修养护养护新材料预防性养护技术沥青路面再生养护

26、技术,沥青路面养护新理念,病害发现立足于“早”养护施工立足于“快”养护费用立足于“省”,养护受到各级领导高度重视,公路建设迅速发展，养护任务日益艰巨；张春贤部长在2005年全国交通工作会上提出“公路建设是发展，公路养护也是发展”的新理念；李盛霖部长在2006年全国公路养护管理工作会议上强调了交通发展要走可持续发展之路；交通部公路水路交通中长期科技发展规划纲要(2006-2020年)将养护材料再生技术和沥青路面快速养护技术列为重要研究重点。,养护目的,提高路面使用品质延长路面使用寿命节省在途时间节约养护资金方便人民群众安全便捷出行,高速公路沥青路面养护特点,养护要及时质量要求高不能中断交通为确保

27、养护质量和效率，需要专业化、机械化养护，更需要新技术新材料。,养护规范的缺陷,“预防为主，防治结合”的原则预防性养护条文不具体，缺乏可操作性养护质量评定标准偏低缺乏质量控制方法,1、小修养护工艺,裂缝,车辙,坑槽、松散、拥包翻浆,沉陷,流动性车辙,特殊路段应掺入路面增强材料等增强抗车辙能力的措施；,养护路面结构、材料尽量与原路面一致,按车道处理，经检测确定病害范围，坏到哪一层，处理到哪一层；,铣刨宽度按照层间两侧错开1520cm，两头错开50100cm；,施工工艺与沥青路面相同。,水损坏类病害原因分析,集料与沥青粘性不良集料含泥量偏高 沥青混合料拌和不均匀或沥青用量不足 沥青混合料离析 沥青混

28、合料中细集料偏多 油污染压实度偏低,空隙率与水稳定性的关系,动稳定度与压实度的关系,压实度与汉堡车辙的关系,压实度99%,压实度96%,养护质量标准,沥青路面养护质量建议标准,坑槽（松散）、拥包挖补法,确定范围，按“圆洞方补、斜洞正补”划轮廓线；挖除损坏的沥青面层，清理残渣，涂刷粘层油；根据坑槽大小，采取称重方法将适量的沥青混合料填入坑槽中，人工调平；纵横碾压密实；连片坑槽铣刨面层重新施工，方法与车辙养护方法一致。,坑槽（松散）、拥包养护车修补法,确定范围，将沥青路面加热到140160；清除部分损坏的沥青混合料；喷洒改性乳化沥青，加入适量的新料，人工拌和均匀；人工整平后，纵横碾压密实。,坑槽（

29、松散）、拥包冷补法,冷补法适用于临时修补，使用时间不宜超过6个月，厚度不宜超过10cm；挖除松散的沥青混合料，用养护车将坑槽处烘干；填入适量的冷补材料，人工整平，最后用压路机碾压密实；在条件允许时应采用热补法重新处理。,翻浆开裂引起处理,挖除损坏沥青面层，宽度不小于80cm；处理水泥混凝土板病害；清理缝壁残渣，进行灌缝；在槽壁和槽底涂刷改性乳化沥青粘层油；分层填筑沥青混合料，碾压密实。,翻浆路基地下水位高,检查路面状况和边沟状况；挖开损坏的沥青面层，宽度80100cm；对损坏的基层采用热拌沥青混合料或干硬性混凝土进行处理；对地下水位高的路段每20m设一横向盲沟；按照坑槽处理方法分层恢复沥青面层

30、；对地下管线损伤引起的翻浆，应采用水泥混凝土对管线进行保护。,沉陷处理,现场实测高程，每2m1点，两头各延长2050m；重新进行纵断面设计，属于软基沉降引起的沉陷，可预留部分沉降；根据测量结果进行变厚度铣刨，起点和终点铣刨深度4cm；根据沉陷深度分层填补，下层为调平层，挂线施工，上层等厚度施工；对于桥头沉陷，铣刨沥青面层后，对桥头搭板进行压浆，纵向3m一排，横向2m一个孔，梅花型布置。,调平层,等厚摊铺层,变厚铣区刨区,裂缝施工参数,采用有限元计算最大应力发生在上角点，与灌缝料模量成正比，深宽比有重要影响。无背衬比有背衬应力大1.41.7倍。,裂缝施工参数,灌缝材料的最大应力点出现在上部的两个

31、角点处，灌缝过程中对上部要特殊处理。深宽比越大，拉应力也越大，在保证封水的前提下控制深宽比在13之间比较合适；对于细小的沥青路面裂缝应采取扩缝灌缝措施。底部粘接将对材料表面应力提高1.41.7倍，施工时宜设置背衬材料进行脱粘处理。拉应力与模量成正比，因此应控制其弹性模量不超过0.4Mpa，同时经过定伸粘接试验无破坏。,裂 缝 填 封 的 方 式,裂缝扩缝灌缝法,采用开槽机沿裂缝进行开槽，深度4cm左右，宽度1cm左右；用高压空气吹尽松散的灰尘；将高弹性改性沥青加热到180左右，用灌缝机进行灌缝，或灌入灌缝料；灌缝后可填入部分3#料，待沥青温度降低到150左右时用木锤打入缝中。,直接灌缝法,用高

32、压空气吹尽灰尘，清理松散的颗粒；将双组分灌缝材料按配比拌和均匀；用灌缝机进行第一次灌缝；35分钟后进行第二次灌缝，直到接近表面0.5cm左右；灌缝后可填入部分3#料，用木锤敲打进缝中。,网状裂缝处理,属于中下面层损坏引起的网状裂缝，按坑槽修补法处理至损坏的中下面层；如果中下面层完好，强度最够，可用养护车加热墙将上面层加热到140160,耙松后清除部分混合料，然后喷洒改性乳化沥青，再加入新拌沥青混合料，人工拌和均匀后调平，碾压密实。,纵向裂缝处理,检查路基边坡状态，是否出现垮方或松动；沿裂缝进行钻孔，每12m1个，深度不小于3m，直径50mm，进行深层压浆，压浆过程中应注意观察路基边坡是否有水泥

33、浆流出，发现水泥浆流出应及时封堵，控制压力0.30.6Mpa。采用高弹性改性沥青或灌缝料将裂缝灌满。,2 养护新材料,抗车辙材料灌缝料冷补材料,重交通公路北段为山区，存在长大纵坡,最大坡率4%，1200m长。夏季气温高持续时间长研究开发新材料是解决路面车辙的有效途径,2.1、抗车辙材料,抗车辙材料要求,1、与沥青具有较好的相容性，能与沥青实现物理和化学结合，从而有效地提高沥青混合料的强度。2、在140160温度下能软化与沥青混合料混融。3、60以下不软化，不结团，分散性能好，施工方便；4、具有较好的抗老化性能，耐侯性能好，耐氧化，耐紫外线辐射。5、闪点高，不含有毒物质，不会造成环境污染。,国内

34、外抗车辙材料,材料配方,材料物理性能,抗水损坏能力和弯拉强度,抗车辙能力,动稳定度试验：从1340次/mm，提高到12600次/mm。,低温弯曲应变,交通部公路工程检测中心试验结果,施工性能,05年在K32K33等长大纵坡路段应用于中下面层进行车辙处理。,拌和机窗口直接添加；不需要延长拌和时间；不需要提高拌和温度；需要及时碾压。该产品已于2005年申报专利，受理过程中。,抗车辙材料应用效果,2.2、灌缝材料,沥青路面裂缝按产生原因分为结构型和温缩型，两种裂缝具有不同的特点。,结构型裂缝：一种原因是基层存在裂缝或基层承载力的差异，在车辆荷载作用下引起沥青面层开裂，这种裂缝一般自下至上的贯穿裂缝。

35、外观表现较规则，从行车道开始向两侧延伸，裂缝较宽。温缩型裂缝：由于温度降低，特别是猝然大幅降低引起沥青面层自然收缩而开裂，这种裂缝一般自上至下，逐步发展，严重的发展为贯穿裂缝。外观表现为不规则，裂缝宽度不大。,温缩裂缝开裂机理,温缩裂缝,反射裂缝开裂机理,当拉应力大于沥青面层强度或剪应力大于抗剪强度时沥青面层开裂。,疲劳裂缝开裂机理,沥青老化引起强度降低；荷载反复作用，应力大于疲劳强度时引起路面开裂。,灌缝材料技术指标,2.3、快速冷补材料,传统热态修补方式的弊端：1 维修成本高；2 施工时间长，路面病害得不到及时维修，延误最佳有效时机，不能有效遏制病害发展；3 受环境、气候限制，如春、冬季，

36、施工不便。,研究开发一种能随时可以用于路面维修的技术及材料十分必要。,冷补料技术要求,1 常温施工、施工工艺简单2 保质期36个月；3 强度成长速度快；4 后期强度高，抗车辙、抗水损害能力强。5 耐久性好，使用时间不少于6个月。6 适用于不同环境条件及高等级公（道）路。,3 预防性养护,认识到寿命周期费用分析（LCCA）在选择施工，养护和修复措施方面是有效的工具美国联邦公路局寿命周期费用分析方法将变成美国的标准1）预防性养护措施的判断和效益；2）寿命周期分析,3.1 拖刷封层,破坏类型,疲劳开裂线状或块状裂缝车辙松散泛油不平整抗滑丧失水损害,问题的程度,轻,重,3.2雾状封层（fog seal

37、）,封路面阻止松散防止沥青硬化和氧化,少量稀释的慢凝乳化沥青，无集料,问题的程度,轻,重,雾状封层允许的路面状况,破坏类型,疲劳开裂线状或块状裂缝车辙松散泛油不平整抗滑丧失水损害,不合适,无效,阻止松散的表面氧化改善表面抗滑充填车辙/较小的路面不平整封路面表面,3.3 微表处(microsurfacing),高质量的集料和改性乳化沥青的混合料,微表处允许的路面状况,破坏类型,疲劳开裂线状或块状裂缝车辙松散泛油不平整抗滑丧失水损害,问题的程度,轻,重,不合适,无效,封路面防止沥青硬化/氧化延缓HMA罩面层上的反射裂缝改善表面抗滑,3.4石屑封缝(chip seal),将沥青和集料碾压到路面上,石

38、屑封层允许的路面状况,不合适,无效,破坏类型,疲劳开裂线状或块状裂缝车辙松散泛油不平整抗滑丧失水损害,问题的程度,轻,重,石屑封层寿命调查,SHRP SP5;5 years澳大利亚:8-15 years新西兰 8-15 years南非:8-12 years,3.5 Novachip,采用高粘度改性沥青和开级配集料；功能：封水、延缓裂缝发生、提高抗滑性能、降低噪音、减少水雾,施工程序,喷洒Nova结合料 摊铺沥青混合料 压实,Nova结合料,Novachip,破坏类型,疲劳开裂线状或块状裂缝车辙松散泛油不平整抗滑丧失水损害,问题的程度,轻,重,不合适,无效,3.6、智能养护技术,采用一批自动检测

39、设备定期对路面进行检测，根据检测结果对路面病害进行分析诊断，并提出科学合理的养护对策、工程量及养护费用，为领导科学决策提供依据。,系统简介,平整度RQI弯沉SSI路面破损PCI摩擦系数SFC,预防性养护小修养护中修养护大修养护,地质雷达取芯,路面综合评价PQI,工程量清单养护计划,自动检测系统,专家诊断系统,科学决策系统,4 沥青路面再生技术,节约大量的沥青及砂石材料。有利于缓解土地、公路建筑材料等资源压力。有利于降低工程造价，具有显著的经济效益。有利于创建资源节约型、环境友好型社会，实现可持续发展。,再生技术选择,再生技术分为五个大类：1、厂拌热再生（HR）2、厂拌冷再生（CR）3、就地热再

40、生（HIR）4、就地冷再生（CIR）5、全深再生（FDR）借鉴发达国家的经验，选择质量可靠，实用范围广的厂拌热再生和厂拌冷再生作为研究重点。,国际经合组织对11国路面再生利用调查表,4.1、厂拌热再生,路用性能最好；应用广泛，可用于高速公路中下面层及其他各级公路各个结构层次；,再生沥青混合料的动稳定度,再生沥青混合料有较好的高温稳定性，且随旧料掺量增加而提高，各个方案都好于新料，掺入再生剂会降低再生料的高温稳定性。,再生沥青混合料的低温抗裂试验结果,再生沥青混合料的低温抗裂性能,改性沥青再生料比重交沥青再生料具有更高的破坏应变，都随旧料掺量增加而降低；掺入再生剂能提高再生料的开裂应变，说明再生

41、剂能够有效改善再生料的低温抗裂性能。,厂拌热再生拌和工艺流程,RAP筛分,RAP破碎,RAP称重,RAP加热,热RAP称重,热新料称重,新料加热,新料称重,出料,拌缸搅拌,沥青添加,RAP细料添加,再生剂,4.2 厂拌冷再生,RAP利用率高；施工方便可用于高速公路下面层及柔性基层，以及其他等级公路表面层以下各结构层。,力学性能,乳化沥青冷再生泡沫沥青冷再生,泡沫沥青与乳化沥青冷再生混合料的性能对比,4.3 现场热再生,功能性养护，只用于表面层主要有两种形式：复拌工艺和层铺工艺施工速度快，12km/d使用寿命35年,4.4 现场冷再生,适用于公路基层或下面层施工效率高成本低4050%,湖北交通工程检测中心二八年十二月,谢谢！,