公路路面工程發(fā)展趨勢和施工新方法

公路路面工程發(fā)展趨勢

和施工新方法重慶交通大學李松青1主要內(nèi)容：第一節(jié)公路路面工程發(fā)展趨勢

第二節(jié)公路路面工程施工新方法

2第一節(jié)

公路路面工程發(fā)展趨勢31.我國路面工程的成果

（1）柔性路面設計理論與方法:彈性層狀體系理論。（2）剛性路面設計理論與方法:

彈性地基板體結(jié)構(gòu)模型。（3）半剛性路面結(jié)構(gòu):一種主要的結(jié)構(gòu)型式。（4）路面使用性能與表面特性:

路面的平整度、破損程度、承載能力及抗滑性能。（5）路面養(yǎng)護管理：路面管理網(wǎng)絡系統(tǒng)、項目和路網(wǎng)級優(yōu)化管理決策。（6）各種路面施工工法。4（1）特殊地區(qū)路面修筑技術（2）新型路面結(jié)構(gòu)研究（3）路面早期損壞機理及防治措施研究（4）路面長期性能的研究（5）路面新材料研究（6）路面檢測新技術研究2.路面發(fā)展趨勢5“十一五”西部交通科技發(fā)展規(guī)劃

研發(fā)重點及主要研究內(nèi)容（一）公路基礎設施建設與養(yǎng)護技術1.預期目標圍繞西部地區(qū)國道主干線、國家高速公路網(wǎng)和農(nóng)村公路通達通暢工程建設，在道路、橋梁、隧道等工程領域突破各種特殊條件下公路工程建設的技術瓶頸；以新材料、新工藝、新技術為重點開展建設養(yǎng)護技術研究，適應我國西部地區(qū)建設養(yǎng)護工作的技術需求。2.主要研究內(nèi)容特殊地質(zhì)條件下的公路建設技術/路面全壽命設計技術/公路工程新材料開發(fā)與應用/公路工程勘測與勘探新技術/橋梁結(jié)構(gòu)全壽命設計技術/橋梁結(jié)構(gòu)耐久性/橋梁加固新技術及新材料/大型橋梁結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測與評價/特殊地質(zhì)和環(huán)境條件下隧道工程技術/公路養(yǎng)護新材料開發(fā)與應用/公路養(yǎng)護技術及工藝/公路長大隧道安全監(jiān)控與養(yǎng)護/農(nóng)村公路建設技術（二）水路基礎設施建設與維護技術（三）運輸服務技術6“十一五”西部交通科技發(fā)展規(guī)劃

（四）交通安全保障技術（五）綠色交通技術1.預期目標開展交通環(huán)境規(guī)劃、生態(tài)保護與治理、生態(tài)恢復與重建、環(huán)境地質(zhì)災害防治、材料再生利用、船舶污染防治、節(jié)能運輸裝備等綠色交通技術研究、開發(fā)與應用，實現(xiàn)西部交通與環(huán)境的協(xié)調(diào)和可持續(xù)發(fā)展。2.主要研究內(nèi)容節(jié)約型交通發(fā)展規(guī)劃與設計技術交通基礎設施建設生態(tài)恢復技術材料循環(huán)再生利用技術交通節(jié)能技術應用與推廣港口和航運環(huán)境管理監(jiān)控技術72010交通部重點研發(fā)方向相關項目投資情況8公路水路交通運輸“十二五”科技發(fā)展規(guī)劃

重點研發(fā)方向：1．公路基礎設施建設與養(yǎng)護。圍繞提高公路基礎設施耐久性和安全性，開展結(jié)構(gòu)、材料、設計、施工和養(yǎng)護等方面關鍵技術研發(fā)，為降低工程造價、養(yǎng)護成本和保障運營安全提供技術支撐。重點研究：高耐久路面結(jié)構(gòu)設計與材料制備技術；持久穩(wěn)定路基設計技術；高強復合纖維加筋混凝土橋梁設計與施工技術；高耐久橋梁結(jié)構(gòu)表面防護材料與在役橋梁再涂裝技術；山區(qū)公路建設與養(yǎng)護關鍵技術；冬季道路養(yǎng)護技術等。2．港口和航道建設與維護。3．內(nèi)河樞紐通航。4．交通運輸組織與管理。5．交通運輸信息資源開發(fā)利用。9公路水路交通運輸“十二五”科技發(fā)展規(guī)劃

6．智能交通。7．交通運輸資源節(jié)約與環(huán)境友好。為緩解資源與環(huán)境制約，開展資源節(jié)約、生態(tài)保護與恢復、污染治理等方面的應用基礎及實用技術研究，為建設資源節(jié)約型和環(huán)境友好型交通運輸行業(yè)提供技術支撐。重點研究：公路、港口建設集約節(jié)約利用土地和岸線技術；公路廢舊材料循環(huán)利用及地方材料利用技術；運輸裝備清潔燃料、替代能源和可再生能源應用技術；運輸裝備節(jié)能環(huán)保應用技術；交通運輸基礎設施建設生態(tài)環(huán)境保護與修復技術；水上油品、化學品、危險品污染監(jiān)測和處理技術；交通運輸能耗及碳排放統(tǒng)計、檢測與認證技術等。8．交通運輸安全與應急保障。9．交通運輸科學決策支持。

10第二節(jié)公路路路面施工新方方法111.瀝青路面再生利利用瀝青路面再生廠拌熱再生廠拌冷再生就地熱再生就地冷再生復拌再生加鋪再生瀝青層就地冷再再生全深式就地冷再再生12廠拌熱再生廠拌冷再生瀝青層冷再生再生技術應用場場合瀝青表層瀝青層基層病害波及層位就地熱再生再生類型全深式冷再生13瀝青路面廠拌熱熱再生：將回收的瀝青路路面材料運至瀝瀝青拌和廠，經(jīng)經(jīng)破碎、篩分，，以一定的比例例與新集料、新新瀝青、再生劑等拌制成熱拌再再生混合料鋪筑筑路面的技術。。適用于各等級公路回收收瀝青路面材料料進行熱拌再生生利用，再生的的瀝青混合料可可用于各等級公公路的瀝青面層及柔性基層。美國FHWA調(diào)查得出：利用用舊普通瀝青混混合料進行適合合的廠拌熱再生生，其再生瀝青青混合料路面的的路況條件、病病害特征、結(jié)構(gòu)構(gòu)承載能力等指指標，相當于或或高于同等條件件下普通熱拌瀝瀝青混合料路面面。廠拌熱再生14廠拌熱再生15廠拌熱再生(1)優(yōu)點：再生工藝藝易于控制，再再生后的瀝青混混合料性能比較較理想，適用范范圍廣。(2)缺點：銑刨后的的舊瀝青混合料料需要來回運輸輸；RAP用量較少，一般般為10-25%，連續(xù)式拌和樓樓可為30-50%。16廠拌熱再生17瀝青路面就地熱熱再生：采用專用的就地地熱再生設備，，對瀝青路面進進行加熱、銑刨刨，就地摻入一一定數(shù)量的新瀝瀝青、新瀝青混混合料、再生劑劑等，經(jīng)熱態(tài)拌拌和、攤鋪、碾碾壓等工序，一一次性對表面一一定深度范圍內(nèi)內(nèi)的舊瀝青混凝凝土路面再生的的技術。適用于僅存在淺層輕微微病害的高速公公路及一、二級級公路瀝青路面面表面層的就地地再生利用，比比如：路面松散散、泛油、磨光光等非結(jié)構(gòu)性損損壞。再生層可可用作上面層或或中面層，處理理路面厚度一般般2cm-5cm。就地熱再生18就地熱再生19就地熱再生（1）優(yōu)點：實現(xiàn)了了就地的瀝青路面再生利利用，節(jié)省了材材料轉(zhuǎn)運費用。。（2）缺點：a.再生深度通常限限制在2-6cm；b.無法除去已經(jīng)不不合適進行再生生的舊混合料，，級配調(diào)整幅度度有限。20就地熱再生21就地熱再生22瀝青路面廠拌冷冷再生：將回收的瀝青路路面材料運至瀝瀝青拌和廠，經(jīng)經(jīng)破碎、篩分，，以一定的比例例與新集料、瀝瀝青類再生結(jié)合合料、水泥、石石灰、水進行常常溫拌和，常溫溫鋪筑成路面結(jié)結(jié)構(gòu)層的瀝青路路面再生技術。?；厥占疤幚砗蟮牡脑偕臑r青混混合料，可用于高速公路和一一、二級公路路瀝青路面的的下面層及基基層、底基層層，當用于三三、四級公路路的上面層時時，應采用稀稀漿封層或微微表處。再生生混合料的壓壓實厚度不大大于16cm，不小于6cm。廠拌冷再生23廠拌冷再生拌和現(xiàn)場銑刨攤鋪拌和現(xiàn)場24廠拌冷再生(1)優(yōu)點：a.再生工藝易于于控制，再生生混合料性能能較好；b.適用范圍廣；；c.能耗低、污染染小。(2)缺點：a.再生混合料強強度的形成需需要較長的時時間；b.需要加鋪一定定厚度的罩面面層。25廠拌冷再生26瀝青路面就地地冷再生：采用專用的就就地冷再生設設備，對瀝青青路面進行現(xiàn)現(xiàn)場冷銑刨，，經(jīng)破碎、篩篩分，以一定定的比例與新新集料、再生結(jié)合料、活性填料（水泥、石灰灰等）、水進進行常溫拌和和、攤鋪、碾碾壓等工序，，一次性實現(xiàn)現(xiàn)舊瀝青路面面的再生技術術?；厥占疤幚砗蠛蟮脑偕臑r瀝青混合料，，可用于一、二級公路瀝青路面面的下面層及基層層，對三級公路可用于面層、基層。冷再生處理面面層厚度7.5cm-10cm，再生深度可可達到路面結(jié)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞壞的地方。冷冷再生的瀝青青混凝土路面面不能直接作作用車輛荷載載，用于上面面層時應采用用稀漿封層或或微表處做磨磨耗層，避免免水分蒸發(fā)。。冷再生也可以以全深度再生生，該工藝的的再生深度通通常為10cm-30,此方式可用于于路面的結(jié)構(gòu)構(gòu)性損壞，比比如波浪、車車轍、泛漿、、推擠等病害害。就地冷再生27就地冷再生28就地冷再生(1)優(yōu)點：a.實現(xiàn)了就地的的再生利用，，節(jié)省了材料料轉(zhuǎn)運費用；；b.施工過程的能能耗低、污染染??；c.適用范圍廣。。(2)缺點：a.施工質(zhì)量控制制的難度較大大；b.一般需要加鋪鋪瀝青罩面層層。29就地冷再生化學穩(wěn)定:水泥、石灰、、粉煤灰瀝青穩(wěn)定:乳化瀝青、泡泡沫瀝青30就地冷再生312.水泥混凝土路路面碎石化碎石化法也稱為破碎壓壓實技術，應應用共振式設備(RPB)或多錘頭碎石類類設備(MHB)進行水泥混凝凝土路面的破破碎，因其破破碎后的顆粒粒粒徑小，材材料上更趨向向于級配碎石石，而將其命命名為碎石化化。壓實后，，作為基層使使用。定義32特點：（1）這種工藝是是延緩反射裂裂縫的最有效效的工藝。（2）具有相當于于新建路面的的使用性能。。（3）破碎功效高高：速度接近近2m／s，而且是單程程破碎，不需需要反復運行行。（4）原水泥混凝凝土破碎到碎碎石和拳石粒粒徑，不能利利用原有路面面的強度，需需要更厚的加加鋪層。（5）表面破碎尺尺寸≤3cm。（6）可以用于各各種混凝土路路面。33共振式設備(RPB)34多錘頭碎石類類設備(MHB)3536工藝流程（1）設計并布置置排水系統(tǒng)。。（2）摸清橋梁、、涵洞、各種種管線、排水水井等不宜振振動部位并做做隔離標志。。（3）試振、開挖挖并確定工藝藝參數(shù)后開始始振動破碎施施工。（4）破碎后應清清除傳力桿、、接縫填充物物。（5）對部分已無無承載力軟弱弱路基進行清清除和更換。。（6）根據(jù)實際情情況，鋪撒石石屑或粗砂并并找平（也可可不做任何處處理采用壓路路機直接碾軋軋）——鋼輪壓路機碾碾壓2遍-——震動壓路機震震動碾壓2-3遍——鋼輪壓路機碾碾壓2-3遍。在此過程程應持續(xù)灑水水保證路面濕濕潤，促進破破碎層板結(jié)。。（7）瀝青面層攤攤鋪。（8）開放交通。。373.OGFC透水瀝青路面面透水瀝青路面(OGFC)是一種采用開級配礦料設計思想，具有大空隙率特點的新型瀝青混凝土路面。

定義特點：（1）良好的透水水性能，可有有效減少路表表積水，避免免因積水而引引起的“水漂漂現(xiàn)象”；（2）粗糙的路路表面可得到到更大的構(gòu)造造深度與摩擦擦系數(shù)，從而而提高了路面面的抗滑性能能；（3）由于透水水性瀝青混合合料內(nèi)部孔隙隙率較多，可可吸收汽車輪輪胎與路面摩摩擦所產(chǎn)生的的噪聲，具有有良好的吸音音性能。38OGFC路面空隙率高高，穩(wěn)定度低低，質(zhì)量風險險高。存在以以下顧慮：高粘度改性瀝瀝青質(zhì)量，現(xiàn)現(xiàn)已不存在問問題；環(huán)境影響：粉粉塵多，易堵堵塞路面空隙隙；車轍顧慮：奧奧地利試驗結(jié)結(jié)果表明，細細粒式降噪路路面車轍比SMA-10高5倍，比SMA-16高10倍。394041424.半柔性瀝青路路面半柔性瀝青路面是在瀝青混合料基體路面中，灌入以水泥為主要成分的特殊漿劑而形成的路面。

定義特點：半柔性復合路路面具有與瀝瀝青路面相似似的柔性，又又具有水泥路路面的剛性，，剛?cè)岵?。。在抗車轍、、抗推移、減減少伸縮縫、、提高路面材材料的應力松松弛性能等方方面改善路面面使用性能。。43武漢至孝感高高速公路桃園園集互通立交交路面44碾壓后的大孔孔隙基體路面面水泥膠漿的灌灌注過程45碾壓后的大孔孔隙基體路面面清洗表層砂漿漿后的半柔性性路面完成后的半柔柔性路面465.多碎石瀝青混混凝土

多碎石瀝青混凝土SAC是采用較多的粗碎石形成骨架，瀝青砂膠填充骨架中的孔隙并使骨架膠合在一起而形成的瀝青混合料形式。具體組成為：粗集料含量69%～78%，礦粉6%～10%，油石比5%左右。

定義特點：多碎石瀝青混混凝土面層既既能提供較深深的表面構(gòu)造造，又具有傳傳統(tǒng)Ⅰ型瀝青混凝土土那樣的較小小空隙及較小小透水性，同同時又具有較較好的抗形變變能力(動穩(wěn)定度較高高)。換言之，““多碎石瀝青青混凝土既具具有傳統(tǒng)Ⅰ型瀝青混凝土土的優(yōu)點，又又具有Ⅱ型瀝青混凝土土的優(yōu)點，同同時又避免了了兩種傳統(tǒng)瀝瀝青混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)形式的不不足?！?75.多碎石瀝青混混凝土篩孔尺寸

混和料類型

19

16

13.2

9.5

4.75

2.36

1.18

0.6

0.3

0.15

0.075

AC-16I

100

95-100

75-90

58-78

42-63

32-50

23-37

16-28

11-21

7-15

4-8

AC-16Ⅱ

100

90-100

65-85

50-70

30-50

18-35

12-26

7-19

4-14

3-9

2-5

SAC-16

100

95-100

75-90

55-70

30-40

22-31

16-24

12-20

8-18

8-15

6-10

多碎石混凝土土和普通混凝凝土級配比較較486.長壽命路面歐洲長壽命路面首首先在重載交交通道路上提提出，以期能能獲得40年以上的使用年年限。其設計計基本理念是是：獲得40年使用年限；；結(jié)構(gòu)設計要要求考慮設計計標準軸次、、荷載及輪胎胎壓力及容易易維修、施工工適應性及施施工速度、安安全、耐久及及可再生性能能。美國長壽命路面設設計理念是歐歐洲長壽命路路面設計理念念的發(fā)展，其其內(nèi)容為：設設計的瀝青路路面能使用50年以上、采用較厚的瀝青層層柔性路面，降低了傳統(tǒng)統(tǒng)瀝青層層底底開裂和避免免結(jié)構(gòu)性車轍轍，由于此路路面的損壞僅僅限于路面頂頂部（25～100mm），因此只需需要定期的表表面銑刨、罩罩面修復，使使得瀝青路面面在使用年限限內(nèi)不需要大大的結(jié)構(gòu)性重重建。關鍵是是要樹立全壽命周期費費用新理念。49長壽命路面（Longlifeasphaltpavement，簡稱LLAP），是指路面設計壽命超過40年，相對于現(xiàn)有的路面其日常養(yǎng)護要求總費用更低的路面結(jié)構(gòu)。

定義設計思路：保證路面足夠夠厚度，將病病害限制在表表層，通過定定期表面修復復防止病害影影響路面結(jié)構(gòu)構(gòu)穩(wěn)定，保證證長設計年限限（40年以上）內(nèi)無無結(jié)構(gòu)損壞。。理論基礎：采用“應變下限”的理論，隨著著路面結(jié)構(gòu)深深度的增加，，結(jié)構(gòu)彎拉應應變逐漸減小小，故只有路路面表層出現(xiàn)現(xiàn)破壞。50（1）在設計壽命命期間，不發(fā)發(fā)生結(jié)構(gòu)性破破壞，路面的的損壞只發(fā)生生在表面功能能層；（2）路面性能大大幅提高，早早期病害明顯顯減少；（3）只進行日常常養(yǎng)護，壽命命周期內(nèi)不需需要進行結(jié)構(gòu)構(gòu)性大修；（4）初期修建費費用很高，日日常養(yǎng)護費用用較少，總費費用效益比最最大。長壽命路面主主要特點51設計壽命初期服務水平平使用期末服務務水平設計壽命表面功能層主要承重層路面結(jié)構(gòu)損壞壞表面功能層維維修長壽命路面壽壽命示意圖52表面功能層3~5cm瀝青路面結(jié)構(gòu)構(gòu)層12~24cm聯(lián)結(jié)層或柔性性基層15~24cm瀝青面層總厚厚度20~45cm半剛性基層36~60cm路面結(jié)構(gòu)總厚厚度76~100cm長壽路面結(jié)構(gòu)構(gòu)設計537.溫拌瀝青混合合料溫拌瀝青混合料(WarmMixAsphalt，簡稱WMA)，是通過一定的技術措施，使瀝青能在相對較低的溫度下進行拌和及施工，同時保持其不低于HMA的使用性能的瀝青混合料技術，也稱為溫拌瀝青技術。定義WMA可以用于瀝青青路面的各結(jié)結(jié)構(gòu)層；適用于瀝青路路面維修養(yǎng)護護中的薄層罩罩面和超薄罩罩面；適用于有更高高環(huán)保要求的的城市道路的的建設和維修修養(yǎng)；適用于隧道道道面的鋪筑；；適用于再生料料比例較高的的混合料。54乳化瀝青溫拌拌技術—Evotherm?有機蠟添加劑劑法溫拌技術術—Sasobit?沸石降粘溫拌拌技術—Aspha-Min?泡沫瀝青溫拌拌技術—WAM-Foam?幾種溫拌瀝青青技術55節(jié)能：可節(jié)省燃油30%左右。環(huán)保：減少廢氣排放放，降低廢氣氣控制成本，，保護環(huán)境。。延緩瀝青老化化：混合料溫度低低瀝青早期老老化程度輕，，從而延緩路路面發(fā)生低溫溫開裂和疲勞勞開裂的時間間。施工組織方便便：容許較長運輸輸距離，而不不必擔心過多多溫度損失?！，F(xiàn)場實施容易易：生產(chǎn)基本可以以使用現(xiàn)有熱熱拌瀝青混合合料生產(chǎn)設備備實現(xiàn)，對現(xiàn)現(xiàn)行設備無過過多改造要求求。延長施工季節(jié)節(jié)：溫拌混合料施施工在路表溫溫度低于10℃情況下仍可進進行?；旌狭闲阅芰剂己茫?/p>