芜宣高速公路路面破损调查及修补技术研究报告

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1、-芜宣高速公路路面破损调查及修补技术研究目录第一章绪论.11.1芜宣高速公路简介.11.2研究的目的及意义.11.3国内外研究现状.11.4研究的主要内容.5第二章芜宣高速公路沥青路面路况调查.6 2.1交通数据采集.82.2构造承载力.92.3行驶质量.102.4抗滑性能.102.5车辙.112.6沥青路面破损.11第三章芜宣高速公路沥青路面病害.223.1桥头跳车.223.2坑槽.233.3裂缝.263.4车辙.29第四章养护技术的分类.304.1裂缝封缝.304.2外表封层.314.3薄层罩面.34第一章 绪论1.1芜宣高速公路简介近年来，随着车流量急剧增加和超限车辆的破坏，沪渝高速公路

2、芜宣段病害不断出现，路面车辙、裂缝和桥头跳车等病害开展较快，并呈现出日益加剧的趋势。鉴于此情况，*交通集团已方案投入4000万元资金对芜宣高速公路进展维修。本次方案对芜宣路病害严重的芜宣方向沥青路面车辙、裂缝、唧浆等病害进展处治并罩面，铣刨罩面约43万平方；对局部病害严重路段沥青路面挖除重铺，约4。6万平方；对全线13处桥头跳车处进展处理，并对K0+000-K1+153段进展“白加黑改造，同时对施工影响的交通平安设施进展改造，本次养护工程施工招标分1个标段。本次养护工程施工方案分2年实施，2010年度施工时间为2010年5月1日9月30日，2011年度施工时间为2011年4月1日9月30日。目

3、前，芜宣高速公路养护施工招投标工作已全面完成，4月底，中标养护施工单位进场进展维修施工。 1.2研究的目的及意义高速公路在世界的开展已有半个世纪了，但在中国大陆只有十余年的历史。1988年10月31日，全长18.5公里的*至嘉定高速公路建成通车，标志着我国大陆高速公路通车里程实现了零的突破。随着我国国民经济的开展,公路建立突飞猛进,公路设施迅速增加。沥青混凝土路面由于具有良好的力学性能和较好的耐久性以及行车舒适性，越来越受到公路部门的重视。然而，高速公路沥青路面在经受繁重的轴载负荷和密集交通量反复作用的同时，还要经受气候、环境的影响，路面使用品质呈逐年下降趋势，有的已经出现裂缝、车辙、沉陷、龟

4、裂等破损病害，因此保持优良的路面使用品质是高速公路为车辆提供高速、畅通和舒适行车的重要保障。当路况变化到达一定限度或路面使用性能下降到最低效劳水平时，就要求及时采取现代化的养护对策，快速进展修复，使沥青路面的使用品质保持在良好状态。可见如何对路面的使用性能做出准确的评价和正确的预测，并采取可行的养护对策是保持路面使用品质良好状态的关键。由于我国高速公路养护历史较短，养护管理研究刚刚起步，传统经历一般是依靠路面状况的定性观察和工程师们的主观经历来确定养护路段和养护技术措施，缺乏一定的先进性和准确性。管理体制、养护技术的陈旧落后，不可防止地造成养护维修决策的盲目性和片面性，更无法到达有效利用资源的

5、目的，因而必须确定正确的维修养护技术经济组合，供养护决策人员和养护管理人员决策使用。1.3国内外研究现状1.3.1国外研究现状兴旺国家高速公路建立起始于上世纪30年代，美国和德国是北美与欧洲建立高速公路起步最早的国家，至70年代末，这些国家的高速公路建立规划根本完成，美国高速公路通车里程达9.3万公里，德国高速公路通车里程达1.2万公里。自70年代末期开场，早期修建的高速公路沥青路面临近使用中期，维修、罩面工程逐年增多，为了对高速公路开展科学的养护维修管理，美国德克萨斯大学汉德森教授(Hundson)等运用运筹学和系统工程学理论开发了“路面养护管理系统(PMS)。随后美国和加拿大的许多州和省相

6、继建立和实施网级路面管理系统，到80年代中期，约有35个州和省己经建成或根本建成路面管理系统。其中，较有代表性的有：美国加利福尼亚州路面管理系统(1978)，华盛顿州路面管理系统(1980)，亚利桑那州路面管理系统(1980)，美国陆军工兵团的PAVER路面管理系统(1983)，美国空军机场道面维护管理系统(1981)，加拿大阿尔伯达省的路面信息和需求系统(PINS，1983)、改建信息和优序系统(RIPPS，1984)及城市路面管理系统(MPMS，1987)。同时，其它国家也陆续开展并建立了路面管理系统，如丹麦路面管理系统(1980)，英国运输和道路研究所(TRRL)的公路养护评价系统(CH

7、ART，1980)等。至80年代末，高速公路管理部门利用不断完善的PMS系统确定养护对策，同时还产生了许多以PMS为经营主体的科技公司，协助政府或工程企业完成路面养护管理和决策工作。除了管理技术之外，高速公路沥青路面养护技术、养护材料与养护机械也逐步开发完善，形成成套的技术，如局部修补技术、罩面技术、稀浆封层技术、恢复抗滑能力技术、沥青再生技术等。因此在兴旺国家,由于有完善的管理系统和成套的养护维修技术，高速公路虽然使用年限较长,但路面使用品质始终保持在良好状态。1.3.2国内研究现状国外己形成了较为完善的全国网高速公路路面管理系统，但这些系统都是根据国外公路构造形式、材料性质和地理环境条件等

8、建立起来的，使用性能模型都是以其路面性能数据进展标定的。目前我国尚无法全部到达建立国外模型的试验和现场实施条件，故其性能评价指标和方法不适合我国高速公路路面构造和行车特点，也无法直接应用在我国高速公路。我国从1984年开场陆续引进英国的PMSSnaith,1984路面评价系统、芬兰FPMS路面管理系统及世界银行HDM-Wa tanatada,1987。1985年交通部在*引进英国的沥青路面养护管理系统BMS，1987年*省开发了适合该地区的路面养护系统。自此之后，*、*、*、*、*航空航天大学硕士学位论文*等省市也开发了适合自己地区的路面养护系统。1988年，交通部在*引进了世界银行的HDM-

9、公路养护标准模型，开场了我国在公路养护领域经济分析研究。“七五期间我国在引进消化的根底上，通过国家重点攻关工程“干线公路路面评价养护成套技术的研究，建立了我国的干线公路路面评价养护系统，即路面管理系统CPMSChina Pavement Management。“八五期间，我国在14个省市推广使用CPMS系统。与此同时，交通部公路科学研究所与同济大学、*等地区联合开发了干线公路省市级路面评价养护系统PEMS。1998年东南大学和*机场高速公路联合开发了以养护管理为根底的道路设施管理系统。1.4研究的主要内容本论文结合*省芜宣高速公路养护问题，主要进展了如下研究：介绍了所调研高速公路的交通数据采集

10、、构造承载力、行驶质量、抗滑性能、车辙和沥青路面破损六方面路况数据的定义、指标、量测方法和采用的测量仪器，分析了该高速公路三种主要病害产生的原因、机理以及防护措施。第二章高速公路沥青路面路况调查路况数据包括路面病害、平整度检测、抗滑能力检测和弯沉检测等，这些路况数据是路面使用性能评价的根底和养护维修方案选择的主要依据。路面病害的调查往往是最先实施的，调查内容包括损坏类型、程度和破损面积或长度，通过对路面病害调查结果的分析不仅帮助判断路面损坏的原因，还可以进一步确定其它工程调查：如弯沉检测和钻芯取样的频率和*围等。路面状况数据是路面性能的直接反映，是编制道路养护和改建方案的依据。利用这些数据，可

11、以判别路面状况是否适应目前的交通和使用要求，并确定所管辖的路网内需要采取养护和改建措施路段。路面评价决策的恰当与否，在很大程度上依赖于能否及时而真实地采集到路面状况数据。近年来，随着交通量的急剧增长，路面状况迅速恶化，而用于养护和改建的资金和其它资源严重缺乏。在编制养护和改建方案时，更依赖于通过快速而客观的数据采集方法得到协调一致的路面状况信息，以便能利用这些数据建立合理的养护和改建工程的优先排序，选择最适宜的养护和改建对策。另外，高速公路上车流量大、车速快，为保证在全天候条件下的交通平安、畅通、高效的运营，必然要对高速公路的路面使用性能提出更高的要求，道路管理者和养护工程师对路面性能的关心，

12、侧重点从路面构造强度转移到如何保持路面使用品质上，即符合驾乘人员对道路的要求。因此，为了实现上述要求，根据路面状况对行车要求的满意或适应程度，将路面使用性能划分为两大类：功能性能和构造性能。进一步分为四小类：行驶质量、平安性、路面破损和构造承载力。因此各管理部门需采集的对应路面状况数据有：平整度、路面破损率、弯沉、横向力系数和车辙深度，数据采集的方法有传统设备和高效设备两种，如表2.1所示。其中，高速公路车辙现象从它产生的机理可划归路面破损类，但它又直接影响路面的行驶质量和平安性，所以将其单独列为一种路面状况。与此同时，还需采集交通资料对路面状况起关键作用的外界因素。这种分类考虑了数据检测、用

13、途和路面整体性能评价等因素，对于高速公路，传统的手工测量方法不仅影响交通、效率低、数据可靠度差，而且会带来很大的平安隐患，一般高速公路管理部门的首选方法是使用现代化的自动检测设备。表2-1路况数据采集指标及方法调查工程调查指标高效设备传统设备交通资料交通量交通量自动记录仪人工调查轴载轴重仪人工调查构造承载力路表弯沉路面自动弯沉车贝克曼梁行驶质量路面平整度平整度自动检测仪三米直尺路面状况路面破损路面病害摄影仪人工调查抗滑性能横向力系数横向力系数仪摆式仪构造深度激光构造深度仪铺沙法从理论上说，以上四种类型的数据均可通过自动检测设备收集，如通过自动弯沉仪检测路面构造性能，了解路面的承载能力；通过横向

14、力系数检测仪检测路面的抗滑性能；通过颠簸累积仪测量国际平整度指数IRI等。但目前最困难的是调查路面破损，国外研究开发了一些摄影摄像车等高速检测设备，提高了检测速度和野外调查的平安性。但由于本钱高，操作复杂，在我国还很难推广应用。因此，我国主要通过人工对高速公路沥青路面破损进展调查。2.1交通数据采集车辆荷载的作用，是使路面产生损坏的重要外界因素。为了分析路面损坏的原因和损坏的速率，建立路面使用性能预估模型，估算经济效益，确定工程的优先序列，需要采集路网内各路段的交通数据。交通数据包括日交通量、轴载组成和年平均增长率3个方面。2.1.1日交通量和年增长率该数据可直接从交通观测站或收费站取得，作为

15、路面设计的参考数据，但由交通观测站得到的日交通总量和不同车型的交通量数，对车辆分类较粗，一般仅分为五类小客、小货、中货、重货和大客，无法明确和清楚地表征不同轴型和轴重对路面破坏的影响，所以在路面养护中应将车型按轴型细化，而主要考虑轴载指标。2.1.2轴载为了考虑不同轴载大小对路面破损的影响，通常以当量标准轴载作用次数表示其累计破坏作用。为此，需利用称重站的轴载组成数据和相应的轴载换算系数进展计算分析。由于路面所关心的是使之产生损坏的较重轴载的作用，故可将小客车、单后轮的轻型货车数量忽略不计。目前我国*些地区尚未建立轴载称重站，无法得到各类车辆的轴载组成数据。为此，对没有轴重站的地区只能采用人工

16、调查的方法估测。首先，通过目测对各主要车辆类型按轴型分类，调查空车重、标准载重和实际载重，从而近似推算出该车轴型的前后轴载和平均空载、半载、满载、超载系数。这样根据轴型和实载状况，乘以相应的标准轴载当量换算系数，得到各类轴型车辆的单位标准轴载次数，从而计算出总标准轴载次数。车辆的实载状况按其实际载重量占额定载重量的百分比来表示。为了便于划分实载状况类型，以20%、80%、120%作为分界点，车辆的实载状况分为超载、满载、半载和空载。当车辆实载率超过120%时为超载，当车辆实载率超过80%而小于120%时为满载，当车辆实载率超过20%而小于80%时为半载，当车辆实载率小于20%时为空载。2.2构

17、造承载力路面构造的承载力是指路面在到达预定的损坏状况之前能承受的行车荷载作用次数。对于柔性路面，通常采用路外表无破损弯沉测定方法评定路面构造的承载力，即依据弯沉值的大小确定其剩余寿命。目前，常用的弯沉测量仪器主要有三种：贝克曼梁弯沉仪、自动弯沉仪和落锤弯沉仪FWD。本课题调研的高速公路采用的是丹麦DYNATEST公司开发的落锤式弯沉仪FWD，属于脉冲式动力弯沉仪。系统包括九个弯沉传感器和一个荷载传感器，弯沉传感器的精度为2%m。FWD是目前最能反映路面在车轮荷载下的受力与变形状况的一种检测设备，在国际上已得到广泛的应用。用落锤弯沉仪采集的数据，应建立与与贝克曼梁测定结果的对应关系。2.3行驶质

18、量 从路面状况的角度，影响路面行驶质量的主要因素是路面平整度。当平整度下降到*一限值，路面的行驶质量不能满足行车对路面的根本功能要求时，便需采取改建或重建措施改善平整度，以恢复路面的功能，将平整度作为判断路面行驶质量的指标。路面平整度检测设备及仪器，从测量方法上一般可分为两大类：断面类仪器和反响类仪器。本课题调研的高速公路采用丹麦DYNATEST公司开发生产的激光平整度仪RSP，属于先进的车载式激光断面仪。系统包括7个高精度的激光传感器、2个加速传感器和1个陀螺仪，可准确地按设定长度直接输出国际平整度指数IRI数值以及车辙RUTTING、转弯曲率等多项指标。系统采样频率16KHz，分辨率0.0

19、5mm，最大测试行驶速度110Km /h，是一种快速、高精度及信息量丰富的新型路面平整度仪，代表了平整度测试技术的最高水平及开展方向。1999年7月开场实施的?公路工程质量检验评定标准?已经采用了国际通用的路面平整度指标：国际平整度指数IRI，即以标准车1公里行驶距离车身纵向位移的累计值m来表示路面的不平整度。目前，国际平整度指数IRI作为道路平整度测量的标准尺度己被广泛采用：具有时间和空间稳定性；IRI与几乎所有的平整度仪器都有良好的相关性。我国的路面管理系统亦采用此标准，高速公路测得的平整度值，再建立与IRI之间的相关关系。2.4抗滑性能 路面平安性能的评价一般主要考虑路外表的抗滑能力。影

20、响路面抗滑能力的因素包括：路面特性粗构造、细构造、油和水对路面的污染、车辆参数主要是轮胎和驾驶因素行车速度等。目前，常用检测抗滑性能的仪器有横向力系数常规检测仪SCRIM和摆式摩擦系数仪。本课题调研的高速公路采用英国Findlay Irvine Ltd.公司设计制造的Griptester自动摩擦系数检测仪。它采用两个驱动轮和一个测试轮，驱动轮和测试轮大小不同，通过齿轮、链条的连接，使得测试轮在正常测试时既滑动又滚动，通过两个力传感器测得测试轮轴处的水平力和垂直力，即可得路面纵向摩擦系数。为了按照规*判别测试指标，所有数值已根据建立的比照关系转化为摆值和横向力系数。2.5车辙沥青路面的车辙被定义

21、为在道路延长方向，车轮集中通过位置所生成的连续的横向变形，是由于路面各层或地基永久变形产生的。产生永久变形的原因通常是因为材料受到车辆荷载作用的固结或侧向移动所至，车辙是在炎热季节沥青混合料产生塑力或在施工时压实度不合格所致，车辙过深导致路面构造严重破坏而发生水滑现象。车辙测定通常以100m为一个测定单位，间隔一定距离取23个有代表性的测点，求取平均值作为车辙。车辙的计算方法通常采用峰值法，以一个车道的两边标线的连线作为基准线，在此*围内的最高点与最低点之垂直距离，其差值即为车辙。目前常用的测量车辙深度的仪器有3种：横断面仪、横断面尺和路况自动测定车。本课题调研的高速公路采用横断面尺法，其长度

22、为一个车道，将其跨在车道上，沿横断面方向每隔20cm用游标卡尺量取横断面尺底面与路面的距离，绘成横断面图，读取波谷至波峰的距离，以最大者为车辙。路面车辙的调查，宜采用先进快速的采集方法，以提高检测速度，保证野外调查的平安性。但目前国内未见使用路况自动检测车调查车辙的报告。2.6沥青路面破损高速公路沥青路面破损数据的采集，与路面车辙调查一样，宜采用先进快速的采集方法，以提高检测速度，保证野外调查的平安。但由于本钱高，操作技术困难，在一般情况下仍采用人工调查的方法进展，然而调查人员的素质将决定破损调查数据的可靠性。为了提高调查的质量，制定完善的路面破损调查手册是非常必要的。构造性破坏涉及到路面承受

23、设计荷载的能力，而功能性损坏则影响到行驶质量和平安。构造性损坏累积到一定程度，同样会转变为功能性损坏。功能性破损是外表性的，易于认识，其破损原因也比较清楚。主要有以下几种：局部细状裂缝、波浪拥包、泛油、剥落、麻面、坑洞、磨光和修补。这些破损主要是导致道路的效劳水平下降，与路面构造性能没有直接关系。构造性破损是由于路面各层的应力增大引起，其结果反映到路面上就是各种形状的裂缝和位移。主要有以下几种：龟裂、网裂、纵横向裂缝、沉陷、松散和车辙。这些破损不仅导致道路的效劳水平下降，而且使路面构造承载力下降，破损加剧，最终导致路面破坏。此外，基层类型、面层构造、荷载类型、气候以及施工过程等都会影响路面的损

24、坏类型。第三章芜宣高速公路沥青路面病害3.1桥头跳车 随着高速公路的迅速开展,车辆快速、平安、经济和舒适的要求越来越高,从已投入使用的高等级公路特别是高速公路来看,存在着不少问题,其中比较常见的道路病害就是桥头跳车,影响行车的平安与舒适以及公路使用性能和运输效益的发挥。如何解决台背回填处的跳车问题,已引起公路建立行业的重视,但并未获得满意的解决方法。本人参加了芜宣高速公路,现结合工程实践,就如何防治桥头跳车问题谈一些体会。.桥头跳车原因分析桥头跳车主要是由于桥台与台后地基沉降不均匀造成的沉降差引起。当沉降差超过2cm以上时,将使此处的路面断裂,形成错台,从而使行车产生明显的颠簸和不适。分析形成

25、沉降差的原因,主要由于高等级公路桥台根底一般采用桩根底,桩尖落到持力层,其沉降量甚小,设计控制工后的沉降量一般为2cm-3cm,而其后的台背回填因地基沉降和台后填料本身的压缩变形,从而使桥台和路基的沉降不均匀,造成路面和桥台的高程突变,形成桥头跳车。路基沉降的原因主要有以下几个方面:a. 地基沉降由于桥涵通常位于沟壑地段,地下水位较高,且多属于软弱根底,在路基自重及营运荷载的作用下,使地基产生压缩变形,形成地基沉陷。特别是软弱地基一般都具有天然含水率高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、渗透系数小的特点,地基沉降更为严重,并且需要相当长的时间才能趋于稳定。同时,由于高等级公路多为全封闭、全立交,

26、为了满足被交公路、航道等净空的要求,桥台后的路基高度一般都较高,路基自重非常大。因此,产生的地基应力相对较大,更容易引起地基沉降,从而导致桥台后的路基随地基在一定时间内逐渐下沉。b. 台后填料的压实问题一般工程中的台后回填要等到桥台施工完成后,才能进展填筑。因此,压路机要受到桥台的限制,碾压困难,对紧靠台后的填土难以碾压到位,尽管使用小型夯实设备补夯,也难以到达规定要求,因而增加了台后填料的压缩变形。c. 施工措施不当当前一些施工队盲目追求进度,没有严格按施工规程作业,台背填土速度过快,对地基造成扰动和破坏,没有充分时间固结,对台背挡土墙等构造物挤压力大,施工时没有按分层填筑、分层碾压、分层检

27、测“三分法施工。用料没有把好质量关,排水措施没有做好,压实度没有到达要求。这些人为因素使高填土引道不稳定,工后沉降大,且不均匀,是造成台后沉降较大原因之一。 台背过渡段的差异沉降是众多因素的影响而形成的。要解决这个问题,就必须从多个方面入手,对于不同的影响因素采用相应的方法解决 3.1.2桥头跳车病害的防治措施a.地基加固处理地基加固处理是最有效的防治桥台跳车的方法之一,尤其是软弱地基。地基处理有多种方法,如换土垫层法,可换填天然砂砾、碎石、工业废渣等,强夯法,湿喷桩、碎石桩、砂桩、塑料排水板堆载预压等,下面介绍采用湿喷桩加固桥头软基的方法。 湿喷桩是深层搅拌法的一种,是近几年用于加固软粘土地

28、基的一种新兴常用方法,它是利用水泥作为固化剂的主剂,利用专业工程钻机,将带有叶片的钻头往下旋转切割土体和钻进,至设计深度后,利用装在叶片上的喷嘴喷射水泥浆,同时保持一定的旋转速度向上提升。高压射流使一定*围内的土体构造遭到破坏,并与水泥浆液混合,胶结硬化后即在土基中形成具有一定强度、直径、比较均匀的圆柱体,使得软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基,从而提高桥头软土地基的承载力,减少沉降量(特别是工后沉降量),缩短固结期,提高边坡稳定性。 采用湿喷桩施工应对每批水泥进展抽样检验,保证水泥的各项指标满足要求;施工设备严禁使用非定型产品或自行改装设备,设备必须配备性能良好电流表、压力表

29、、水泥浆量监测记录仪和水泥浆密度记录仪,且该装备应经过计量部门标定,并按规*施工,以此来保证地基处理的施工质量。 b.以桩代柱,整体施工在进展路基填筑时连同桥头*围一并填筑,形成一体。然后直接在路基顶层上进展桩基放样、施工,并且取消立柱,直接用桩基替代立柱。因为路基填筑代替了台背填筑,抑制了台背单独回填时因施工场地(台背预留的*围)窄小无法用大型机械碾压、边角无法压实的弊病。路基填筑与台背填筑同时进展,可以保证台背回填*围内所有点的压实度真正到达设计、规*的要求,且其大大的延长了台背填土对原地面的预压时间。施工过程中加强动态观测,施工填土速率按1m/月控制,地面沉降10mm/d,侧向位移5mm

30、/d;路基填筑完成后,预压期末沉降速率连续两个月小于5mm/月才可铺筑底基层。d. 其他处理措施施工过程中,排水措施与土方填筑同时进展,使土体保持永久性枯燥状态,防止塑性变形和地基下沉。 为了使填方压实度到达要求,必须完善施工工艺、方法和强化施工质量管理,严格按照操作规程施工,加强建立监理工作,对台背施工的填土材料、压实机具、填土厚度进展检查,分层验收,层层把关,严格执行工序验收制度,这样才能确保桥台两端填土和路堤施工质量,防止桥头跳车。 综上所述,处理桥头跳车的方法多种多样,但每种方法都有其优缺点,施工时应根据实际情况选用适宜的处治方法,需要从设计、施工、养护各方面综合治理。芜宣高速公路养护

31、主要采取的是 地基加固处理。3.2坑槽目前国内大局部高速公路路面都采用沥青作结合料铺筑面层的路面，即沥青路面，它是柔性路面。和其他材料的路面相比，虽然铺就沥青路面的本钱要相对高些，但是从环保的角度看，以及后期维护保养上，沥青路面比混凝土路面要具有优势。混凝土是不可回收的，大面积的使用混凝土路面在废弃后会加重环境负担，而沥青路面是要不发生化学反响，是可以反复进展利用的，有效的提高了资源利用率。在后期维护上沥青路面如果有局部损害，可以进展重建和补填，不需要像混凝土路面那样大规模修建。但是沥青路面不耐水，在我国南方和夏秋季多雨季节，沥青路面在出现坑槽之前会出现轻微的裂痕，这种现象多在雨后出现。沥青在

32、铺就过程中，由于操作原因等造成的空隙率达不到设计要求，致使沥青路面在投入使用后会出现透水现象，进而开展到出现坑槽，严重影响路面的平整度和行车的平安，假设不进展及时修补，破坏会进一步开展，造成养护面积的不断扩大并严重危及行车人员的生命平安，缩短了沥青路面的使用年限。沥青路面出现坑槽的原因分析a.沥青路面混凝土层透水：局部施工单位没有按照设计施工要求，为节省本钱在沥青路面混凝土层填充粗料，导致粗料多细料少，空隙率远远大于国家要求。在投入使用后，尤其是在多雨季节，会出现透水现象，这是路面形成坑槽的诱因之一。b.基层强度缺乏：在沥青路面施工过程中，由于机械故障或工人操作方法不当，致使基层混合料出现离析

33、，局部基层强度达不到设计和施工的要求。如果在一般路段上，碎石基层就会出现离析现象，就造成局部粗骨料过于集中，密水性太差。c.沥青混凝土层与基层之间局部出现干扰层：由于基层局部的浮土、浮浆清扫不干净，施工过程中，局部产生隔离层，如果相对应位置的沥青混凝土层漏水，就会形成泥浆包，导致路面的抗剪能力和抗压强度都达不到设计要求，在车辆压力的反复作用下就会导致泥浆喷涌出来。沥青路面坑槽修补方法沥青路面坑槽修补工艺大体可分为三种，冷料冷补工艺、热料热补工艺和热料冷补工艺，每种方法都有各自的特点，适应的情况也不同，施工人员要根据实际情况选择相应适当的方法。a.路面的冷料冷补工艺主要适用于应急性维修，首先要将

34、坑槽内的污物、泥浆等去除干净，将调配好的冷补料倒入坑槽，铺涂均匀，要保证坑槽内的冷补料材料充足，但不要漫出坑槽。再使用路碾机压实路面，比较深的坑槽要进展封层填补冷补料和分层压实。如果修补的压实度达不到要求，投入使用后会出现路面下沉现象，此时须将进一步填充冷补料再压实，所以在实际操作过程中为防止出现下沉的现象，通常用冷补料填充的坑槽要比周边路面高出510mm.冷补工艺操作时间短，修补10分钟后即可投入使用。它还有施工方便的优点，但是修补后的材料与原路面的粘结性不好，在雨水冲刷和行车载荷作用下，修补后的路面寿命通常2个月后要再次进展修补。这只是一种临时性的修补措施，可以及时解决影响平安的路面破坏。

35、 b.随着养护设备机械程度的开展，该地区逐步开场采用热修技术，热修补技术比冷个修补技术更能满足质量要求，热修补技术的原理是应用辐射加热的方式加热沥青路面坑槽处，使沥青材料回复熔融状态，使沥青再生，再填充新料，使用压路机将路面压实，能够到达比冷修补更好的修护效果。但是施工的时间要比冷修补周期长，而且本钱也相对高些。热修补技术通常需要配备昂贵的修护设备，原始性投资较大，但是每次修补的原料叫低廉，通常修补后的坑槽路面科再次使用一年以上时间，有些地方还可以到达永久修复的水平。这种修护技术适用于具有独立养护职能的高速公路养护单位，可以发挥长久优势。 c.热料冷补工艺适合雨季对相应的受损路面进展抢修，沥青

36、路面在投入使用后如果碰上雨季就会出现大量坑槽现象，如果不及时进展修补，这种坑槽就会恶化，严重影响路面的使用。热料冷补工艺的原理是暂时使用冷补料沿公路沿线填充坑槽，用压路机压实，使路面暂时满足通车要求，等雨停后再用热修补的技术设备-辐射加热的方式在坑槽处应用热修补技术原理修补沥青路面的坑槽。这种工艺结合了两种修补技术的优点，使路面的修补不受时间和温度的限制。沥青路面的坑槽修补与选择的修补工艺有很大的关系外，还与选择的修补材料相关，相关施工单位要根据告诉公路的实际情况适当的选择相应的修护方法，延长高速公路沥青路面的使用年限，高速公路是开展国民经济很重要的一局部，高速公路路面的破坏理应受到有关部门的

37、重视。本文提出的三种修补方法在实践中经过检验，是切实可行的修护技术，分别在芜宣高速养护中实施过。3.3裂缝横向裂缝原因分析横向裂缝是沥青路面病害的常见病害之一，导致路面裂缝的原因多种多样，主要有温度变化、地基变形、半刚性基层材料自身原因造成的温度反射裂缝、行车荷载、疲劳裂缝等因素。从横向裂缝的表现形式主要分为以下几种：1低温横向裂缝。就沥青混凝土自身材料性质而言，沥青混凝土是一种热胀冷缩型材料，在较高温度下具有良好的应力吸收功能，但在冬季，一次较大的温度变化产生的收缩变化已远远超出沥青混凝土的极限拉应力，从而，在沥青面层薄弱处就会产生裂缝，薄弱处越多，产生的横向低温裂缝就越多；2温度疲劳裂缝。

38、由于环境气温反复升降，特别是我国北方地区，冬夏温差变化较大，在*、*地区，在沥青面层中产生温度应力，温度应力的反复作用使沥青面层产生温度疲劳裂缝；3反射裂缝。高速公路路面基层如果采用半刚性基层材料，半刚性基层成型后明显或隐约存在裂缝，在行车荷载的作用下，特别是超重车辆较多的情况下，半刚性基层底部产生过大的拉应力，导致基层开裂，随着荷载的反复作用，裂缝会逐渐扩展到沥青面层。纵向裂缝原因分析沥青路面产生纵向裂缝主要有路基填筑质量、通车后地基的整体稳定性、路基填料本身原因等原因，比方*公路由于路基填方材料的不均匀性，影响了路基的整体性能。雨季两侧边沟积水的情况下，对外侧路基浸泡使粘土地基和路基含水量

39、相对长时间处于饱和状态，造成地基承载力下降，路基整体强度降低，在重车荷载的反复作用下，产生路面纵向开裂。此类裂缝的位置通常处于外侧行车带附近，在雨季后开场出现轻微裂缝，随着冬季温度的下降，在温度应力作用下裂缝继续开展，经过几年的行车碾压和温度变化，裂缝逐渐加宽并且贯穿。3.3.3不规则裂缝原因分析公路沥青路面外表或早或迟都会出现局部小块的形变，形成网裂、龟裂、块裂等不规则裂缝，并且通常伴有盆状或槽状沉陷，产生不规则裂缝的主要原因有：1半刚性材料层之间或半刚性层下下部有一定厚度的素土夹层，素土夹层遇水潮湿后，使路面承载能力下降，载重车辆通过时容易产生“弹簧现象，经过不断的拉伸变化，从而引起沥青面

40、层混凝土产生疲劳破坏，在薄弱外表容易产生不规则裂缝。2半刚性基层厚度缺乏，而其下底基层又不是半刚性材料的路面构造，特别是在路基压实度不够或承载能力降低的情况下，也会产生不规则裂缝。3在沥青面层混凝土施工中，沥青混合料在间歇式拌合即拌的时间过长，拌合温度过高或贮存时间过长，都会使沥青混合料中的沥青氧化变硬，造成沥青对拉应变特别敏感，一旦在行车荷载的作用下拉应变超过了沥青混凝土的抗拉能力，就会产生不规则裂缝。公路路面裂缝病害的修补方法1、压浆法芜宣高速公路通车半年后就出现了纵向裂缝，且该段裂缝宽度达35mm，路基填土高达20米，如不进展彻底处治将严重危及路基稳定与行车平安。一开场采用了用普通沥青灌

41、缝处理，但裂缝仍有继续开展的趋势，最终对路面纵向裂缝采取了压浆处理。施工时压入水泥净浆，水泥为325*普通硅酸盐水泥，水泥剂量为350kg/立方米，注浆压力为1.5Mpa，压浆前用环氧砂浆对裂缝外表进展封堵，沿裂缝每隔15m预埋一注浆管，从一端开场，依次注浆直到相邻注浆管溢出浆液为止，压浆前移。如中间有压浆管不能溢出浆液，则将压浆泵移至相邻的下一孔管进展注浆，经施工，并且几年来的行车观测效果良好，未发生继续开裂和其它病害，起到了保护路基稳定和防止雨雪水的侵蚀作用。2、普通沥青灌缝灌缝用沥青采用重交通道路石油沥青AH-90*，一局部沥青采用了SBS改性沥青，施工工艺为：1缝宽在6 mm以内的，将

42、缝隙刷扫干净，并用46MPA空气压缩空气吹去尘土；缝宽在6 mm以上的，剔除缝内杂物和松动的缝隙边缘，或沿裂缝开槽后用46MPA空气压缩空气吹去尘土；2对普通沥青或SBS改性沥青进展现场加热，温度控制在150160；3用铁壶或专用容器将热沥青灌入缝内，一般需浇灌23遍；4待沥青温度下降至常温后即可开放交通。此种方法操作简单，使用设备和人员少，修补费用低，但缺点是由于普通沥青与缝隙粘结不结实，一般第二年都需重新灌缝；夏季气温高时，沥青体积膨胀溢出路面被行车粘走，粘结强度不高；每年必须对已经灌过的缝重新施工，累计费用增加；需要长时间的人工作业，机械化程度不高，危险性较大。3、溶剂型改性沥青材料灌缝

43、随着沥青路面病害的不断开展，裂缝的数量不断的增长，如果仍采用上述的普通沥青灌缝，工程量将大大加大。为此，采用了溶剂型改性沥青材料进展灌缝。施工工艺流程为：1先用46MPA压缩空气对裂缝进展清理，一般需二遍；2用竹片或铁铲去除缝中剩余杂物或松动的缝隙边缘；3用改装后煤气灌盛入2/3体积的溶剂改性沥青灌缝在普通沥青中参加SBR等三种改性剂，常温下具有流动性，并用气泵加压至4MPA向裂缝中灌入，一般需浇灌23遍，直至灌缝材料与路面平齐为止；4过筛细砂撒在灌缝外表，并用铲抹平，即可开放交通。此种方法所用灌缝材料为专用灌缝材料，具有良好的低温稳定性、渗透性，无需加热，设备比较简单，灌缝效果较好，但灌缝材

44、料较贵。3.4车辙随着高速公路建成交付使用，在行车荷载和环境因素的作用下，道路的行使质量和效劳能力逐渐下降。路面产生损坏的形式有很多种，对路面的性能有不同程度的影响，但是近年来对*省内高速公路病害调查显示，使用2年以上的道路出现水损坏、车辙的病害比较多。车辙已成为继水损坏之后，引起普遍关注的路面病害类型。车辙是沥青混凝土路面特有的一种破坏形式，它是在行车荷载重复作用以及气候高温等因素综合作用下产生的一种永久性变形，表现为沿行车轮迹产生纵向的带状凹槽，严重时车辙的两侧会有突起形变，造成路面使用性能更加恶化。车辙始终是沥青混凝土路面的主要病害之一，20世纪70年代末美国各州公路局曾作过调查统计，在

45、被调查的44条主要公路中有13条公路的破坏是由车辙引起的，占调查总数的29.5；日本的高速公路路面维修、罩面的原因，80以上是由于车辙引起的。对于我省的高速公路而言，道路交通量增长非常迅猛，往往远远地超过了设计预期增长速度，同时高速公路重车比例在不断提高，车辆超载超限现象非常普遍，这种交通条件对路面的破坏作用是非常严重的，尤其会导致路面车辙的产生。3.4.1车辙的形成原因分析通过对车辙路段现场钻芯、试验、查找相关设计资料等方式，我们分析车辙的形成主要受以下几方面因素的影响：道路交通条件、气象条件、路面构造、材料组成及施工方法等因。a. 道路交通条件由于高等级公路的修建及交通管制趋于成熟，车辆速

46、度大大提高，而且大量重车行驶在道路上，交通量的增加，重载车、超载车比例的提升，路面破损现状有逐步加重的趋势。车辆荷载越来越集中地分布于道路轮迹带处，引起交通渠化。轮载越重，轮胎气压越大，行驶速度越大，交通渠化越严重，则车辙就越容易产生。有研究统计说明：车辙的开展速度随荷载作用次数的增加而减小。但车辙深度随累计荷载作用次数的增加而增加，以至于道路丧失使用性能。b. 气象条件路面温度对车辙的产生有很大的影响。在寒冷地区，车辙出现的可能性较小，沥青类路面在一定气温条件下、日照及风力作用下，较灰白色或彩色路面吸收更多热量，因而路面温度较高，所以沥青类路面易于产生车辙，同样原因，南方易于产生车辙，而在北

47、方的夏季也容易产生。c. 路面构造及材料的组成目前柔性路面大多采用沥青混合料沥青混凝土、沥青碎石等作为路面材料，沥青层材料在路面构造中厚度越大，发生永久变形的变形量也愈大。其它粒料如土拌碎砾石。级配碎石土等也发生一定程度的永久变形。采用刚性基层或半刚性基层材料的沥青路面，由于具有较高的高温稳定性和抗剪变形能力，所以这类路面发生车辙主要是沥青层产生的，而刚性基层和土基发生车辙只占一小局部。我国现有沥青路面设计规*中，虽然对沥青混合料的配合比设计及厚度计算均作了较详细的规定。但在沥青混合料组成设计时所用的马歇尔试验，其稳定度还难于说明沥青混合料的高温抗车辙能力，更重要的是沥青混凝土的室内动稳定度与

48、实际道路上的车槽深度之间的关系目前还缺乏相关资料。对这几年来*省SMA沥青路面比方石黄高速SMA路段、京秦高速SMA路段、石安高速SMA路段调查来看，沥青混合料采用大粒径的骨架密实型配合比设计对提高沥青路面的抗车辙能力将有着重要作用。在中、下面层构造中采用大粒径集料配合比，可有效地提高沥青路面抗车辙的能力。而上面层采用改性沥青的抗滑表层AK13、AK16后，既有利于防止环境条件对面层的侵蚀，也改善了沥青混合料的施工性能，更有利于面层的压实，同时也提高了沥青面层的抗车辙能力，相反如果面层构造采用了不合理的构造组合形式或集料的强度、粒径大小、级配组成等不合理，将会大大降低沥青面层的抗车辙能力。所以

49、合理的面层构造及厚度的设计将对车辙的产生具有直接的影响。目前，我国的研究人员在大粒径沥青混合料配合比设计的研究中已取得了一定的成果，这无疑对提高沥青混合料的高温稳定性和沥青路面的抗车辙能力具有重要的意义。3.4.2预防沥青路面车辙的措施a.选用适宜的集料及矿粉选用坚硬、安定、外表粗糙、颗粒接近立方体的与沥青有较好粘附性的集料及采用石灰岩等憎水性石料磨细得到的矿粉，均可大大提高沥青混合料高温稳定性及沥青路面抗车辙能力。b.采用合理的沥青混合料配合比在沥青混合料的配合比设计中，对沥青路面车辙产生影响的因素，主要包括两个方面：一是集料的级配组成；二是各种材料的配比。这两方面均应按设计要求，以马歇儿实

50、验及车辙实验结果为依据进展确定，但对集料的极配组成在现有的规*围内尽可能地采用大粒径较多的骨架密实型构造。对沥青的用量则应选择最正确沥青用量*围的下限。因为沥青用量的大小对沥青混合料的高温抗车辙能力具有敏感性。c.采用新构造、新材料采用连续型级配沥青混凝土如SMA构造作为抗滑表层，面层采用连续级配的中粒式或粗粒式沥青混凝土以承担疲劳、耐久、防渗任务，这样就可满足抗车辙、抗裂、防水、抗滑、耐磨等要求。SMA构造作为最近引起人们注意的一种新型抗车辙外表层，不仅在欧洲得到推广应用，美国、澳大利亚、日本也已修筑了大量的SMA路面，我国在也首都机场和八达岭高速公路有使用，在保津高速、京秦高速也都有实验路

51、段，但还须继续深入研究，SMA是一种抗车辙能力强、耐久性能良好的面层混合料，主要用于重交通道路，而且多作为外表层。它是由轧碎集料和填充在骨架空隙的玛蹄脂(沥青、填料、纤维的整体)所组成的一种连续级配沥青混和料。值得补充的是，为了防止混合料流淌，以及能够增加沥青用量，减少粗骨科与玛蹄脂的离析，常在生产过程中添加纤维稳定剂和(或)使用改性沥育。SMA作为连续级配混合料外表层，其高的粗骨料含量增加了碎石之间相互嵌挤而形成矿物骨架，阻碍混合料发生永久变形，从而大大改善沥青路面抗车辙性能。首都机场高速公路外表层采用SMA构造，经现场取样重塑试件车辙实验发现其动稳定度值接近无穷大，远优于普通配构造。d.

52、施工质量沥青路面在施工中，除了应严格按施工规*要求进展施工外，最重要的有两点：一是沥青混合料施工温度的控制；二是沥青路面的施工碾压。沥青混合料施工温度控制包括料半温度、出厂温度、到场温度、初压温度，应严格按施工规*控制，尤其是拌和时要分别控制沥青温度、集料温度，任何一个温度控制不到位，都会影响混合料的性能。沥青混合料温度过高，易导致沥青的老化，过低时又会给摊铺碾压造成困难。而及时有效压实更是沥青路面施工的最后一道工序，也是防止或减轻路面车辙的最重要的一个环节。所以，沥青路面压实机具的配备不仅要满足施工的根本要求，而且要有足够的数量和压实功能的机具，以确保沥青混合料摊铺完毕后进展及时有效的压实。

53、3.4.3沥青路面车辙的治理措施近几年我公司先后为石安、石黄、京秦、京沪、京石等*省内高速公路进展病害治理设计。针对车辙病害主要是根据其深度分别采用以下措施：路表有明显车辙，经测量车辙深度深度15mm的段落,采用铣刨中上面层重新铺筑的方案，车辙深度30mm的局部段落采用铣刨面层重新铺筑的方案，车辙15mm的路段结合其附近路面情况考虑治理方案，如果附近没有其他病害，考虑经济原因，暂不治理或结合以后的罩面设计进展。高速公路建成通车后的病害治理是目前公路建立管理的任务之一，在加强日常养护的情况下，也不能无视道路的维修，如何在设计、施工、养护各个环节严密控制确保减少道路病害，增加其使用寿命将是每一个参

54、与公路建立的技术人员应该思考并注意的问题。第四章养护技术的分类当前我国的公路养护技术主要有：1裂缝封缝 、 2外表封层、3薄层罩面4.1裂缝填封：主要针对活动性裂缝，首先根据裂缝的几何形状进展开槽，然后进展裂缝清理、枯燥，最后选择适宜的填缝料进展封缝。裂缝密封：主要针对非活动性裂缝，无需对裂缝进展开槽，可直接采用热压缩空气清理裂缝，再选择适宜的密封剂进展封缝。开槽、灌缝：具体的操作流程如下：第一步，用开槽的专门工具沿裂缝开小槽，开的小槽必须具有适宜的宽度以及适宜的深度：第二步，利用灌缝机这种专门工具灌入小槽特定的热熔型聚合物。优势：开槽工具是专门的，具有灵活性，而且用来灌缝的材料有很强的封闭性

55、能，便于施工。开槽 灌缝清理沥青裂缝准备粘快速贴缝带沥青路面铺设贴缝带通车后的效果在沥青路面铺设贴缝带沥青路面出现的裂缝4.2外表封层：外表封层技术就是在路面上铺设一层保护层来保护原有路面来处置路面的病害，到达公路养护的目的。外表封层技术可以根据具体的实施材料分为雾封层、稀浆封层、微表处、碎石封层技术等。 4.2.1雾封层：将乳化沥青稀释液或特制的路面保护剂喷洒到现有沥青路面上的养护技术。以形成一层严密的防水层将路面封闭，起到隔水防渗、保护路面的功能，最大限度的减少路面的水破坏，增大路面集料间的粘结力，延长路面使用寿命。雾封层设备施工雾封层材料：普通乳化沥青类雾封层使用材料是普通乳化沥青稀释液

56、，由普通沥青、乳化剂和水稀释而成，它能改善路表状况，增强路面密水性能。含再生剂类雾封层使用材料是含“再生剂类的沥青乳液，由石油溶剂、改性沥青、沥青活性再生剂特制而成，它在发挥普通沥青雾封层作用的根底上，能对老化路面中的沥青进展再生，恢复其局部路用性能。雾封层优点：(1)具有良好的防水性，可以减少路面的水损害； (2)具有良好的渗透性，可以填补路面细微裂缝和外表空隙； (3)增强沥青外表层集料间的粘结力，起到沥青再生剂作用并可保护旧氧化沥青路面； (4)雾封后可以使路面黑色化，能增加路面色彩比照度，增强驾驶员的视觉舒适度； (5) 对0.3mm以下的裂缝起到自动愈合的作用； (6) 大幅提高道路

57、的使用寿命和降低维护本钱，有资料证明：一般情况下，雾封层能延迟病害24年出现，提高了道路的使用寿命。适用性和局限性：考虑到雾封层材料的渗透性及其作用，雾封层施工的路面和气候使用性和局限稀浆封层：微表处是采用专用机械设备将聚合物改性乳化沥青、粗细集料、填料、水和添加剂等按照设计配比拌和成稀浆混合料摊铺到原路面上，并很快开放交通的具有高抗滑和耐久性能的薄层。微表处开放交通时间的长短依工程所处环境的不同而变化，通常在气温为24，温度为50%或更小的状况下可以在1h 内开放交通。分类：按照矿料级配以及罩面厚度的不同，稀浆封层可以分为细封层、中封层和粗封层，分别以ES-1、ES-2、ES-3表示；按照开

58、放交通的快慢，稀浆封层可以分为快开放交通型稀浆封层和慢开放交通型稀浆封层；按照是否掺加了聚合物改性剂，稀浆封层可以分为稀浆封层和改性稀浆封层。 工艺： 将乳化沥青、符合级配的骨料、水、填料及添加剂按一定的设计配比搅拌成稀浆混合料，均匀地摊铺在待处理的路面上，经裹复、破乳、析水、蒸发和固化等过程与原路面结实地结合在一起，形成密实、稳固、耐磨和道路外表封层，大大提高路面使用性能。微表处Micro-surfacing：微表处由聚合物改性乳化沥青、100%轧碎石料、矿物填料、水和必要的添加剂组成，使用专门的施工设备边拌和边摊铺到原路面上，施工时厚度一般在1cm左右。它适用于重要交通道路的预防性养护如高速公路、城市干线、机场跑道等。功能：可以提高路面的抗滑能力阻止水分下渗、防止路面的老化与松散，从而有效地延长路面的使用寿命。微表处的使用可根据路面状况实施单层或双层摊铺，微表处还可以填补已经稳定的车辙。微表处混合料摊铺后可在较短的时间内开放交通，具体的时间因各个工程的实际情况而有所不同。通常12.7mm厚的封层在24以上、湿度50%以下时可在1小时内开放交通，承受车轮碾压，但不可有刹车、起步或转弯。微表处材料要求： 石料必须稳固、耐磨而且是清洁的，石料的级配通常采用中粒式或粗粒式JTJ E32/ES3，成型