1、从大数据看我国沥青路面 典型病害及其养护对策,王 松 根,公路养护技术国家工程研究中心 中公高科养护科技股份有限公司 2018/10/10,前 言 一、干线公路沥青路面技术状况 二、沥青路面典型病害的种类及分布特性 三、沥青路面典型病害的养护对策 四、沥青路面预防性养护 结 语,目 录,前 言,前 言,改革开放以来，我国的公路建设得到了快 速发展，至2015年底，公路通车总里程已达 460万公里，其中，高速公路已超过12万公里 ，里程已远超过美国，跃居世界第一。但对沥青路面典型病害的调查统计、病因 分析及养护对策缺少系统研究。,前 言,关心的问题： “十二五”末，我国干线公路路面特别是沥青路面
2、的路况水平如何？ 各省的干线公路沥青路面路况水平如何？ “十二五”末与“十一五”末我国干线公路沥青路面的路况水平变化趋势如何？ 我国干线公路沥青路面的典型病害有那些？ 我国各区域干线公路沥青路面的典型病害有那些分布特点？ 对沥青路面典型病害有那些主要养护对策？ 如何做好沥青路面的预防性养护？,前 言,路况和面病害大数据： 数据来源：2012年-2015年部抽检数据；各省各年度检测评定数据。 数据范围：全国31个省份国省干线（含高速）公路。 数据里程：累计检测评定里程130万公里以上。 数据跨度：2007年-2015年。 数据类型：沥青路面（PQI、PCI、RQI等）,1、2015年路面技术状况
3、抽检情况2、“十二五”路面技术状况变化情况,一、干线公路沥青路面技术状况,根据本次检测的共计4.81万公里路 况检测数据，分别 对2015年全国普通干线公路和高速公路的路面使用性能指 数（PQI）进行了评定；普通干线公路：路面使用性能指数（PQI）= 0.6PCI+ 0.4RQI高速公路：沥青路面使用性能指数（PQI）=（0.35PCI+0.4RQI+0.15RDI）/0.9,1、2015年路面技术状况抽检情况,普通干线总体路况基于2015年度全国30个省份（西藏未参与全国总 体评定）共计2.15万公里普通干线公路路况抽检数据， 全国普通干线公路总体路况达到良等水平，路面使用性 能指数（PQI
4、）平均值为89.62，优良路率为87.72%， 次差路率为5.05%。全国普通干线公路总体路况达到交 通运输部“十二五”公路养护管理发展纲要中“力 争到2015年，国省干线公路（高速公路除外）平均PQI 大于80，且PQI值小于70的比重下降至12%以内”的要 求。,1、2015年路面技术状况抽检情况,普通干线沥青路面路况全国各省普通干线公路沥青路面参评里程共计18107.641km，占全国评定总里程的84.2%。全国普通干线公路沥青路面路面使用性能指数PQI均值为90.51，优良路率为88.83%，次差路率为4.62%。分项指标中，路面破损PCI均值为90.18，优良路率为85.18%，次差
5、路率为7.78%；平整度RQI均值为91.00，优良路率为94.39%，次差路率为2.50%。,1、2015年路面技术状况抽检情况,高速公路路面总体路况基于2015年度全国30个省份共计2.56万公里高速公路路况抽检数据，全国高速公路总体路况达到优等水平，路面使用性能指数（PQI）平均值为93.58，优良路率为99.31%，次差路率为0.11%。全国高速公路总体路况达到交通运输部“十二五”公路养护管理发展纲要中“力争到2015年，高速公路平均路面使用性能指数PQI大于90”的要求。,1、2015年路面技术状况抽检情况,高速公路沥青路面路况全国各省高速公路沥青路面参评里程共计24613.198k
6、m，占全国评定总里程的96.1%。全国高速公路沥青路面路面使用性能指数PQI均值为93.83，优良路率为99.68%，次差路率为0.03%。分项指标中，路面破损PCI均值为94.36，优良路率为97.37%，次差路率为0.63%；平整度RQI均值为94.05，优良路率为99.81%，次差路率为0.03%；车辙RDI均值为92.03，优良路率为99.02%，次差路率为0.06%。,1、2015年路面技术状况抽检情况,1、2015年路面技术状况抽检情况2、“十二五”路面技术状况变化情况,一、干线公路沥青路面技术状况,“十二五”与“十一五”国检路况变化与“十一五”国检相比，“十二五”国检各指标值均有
7、所下降，路况使用性能指数PQI下降4.29，路面损 坏状况指数PCI和路面行驶质量指数RQI分别下降5.40和2.48；各区域中，东部PQI下降幅度较小，为2.24；中西部PQI下降幅度较大，分别为5.09和4.75；路面类型，沥青路面和水泥路面的路面使用性能指数PQI分别下降3.80和6.17。,2、“十二五”路面技术状况变化情况,2、“十二五”路面技术状况变化情况,“十一五”国检与“十二五”国检干线公路路况水平对比（总体）,2、“十二五”路面技术状况变化情况,“十一五”国检与“十二五”国检干线公路路况水平对比（区域）,2、“十二五”路面技术状况变化情况,“十一五”国检与“十二五”国检干线公
8、路路况水平对比（路面类型）,2、“十二五”路面技术状况变化情况,“十一五”国检与“十二五”国检干线公路路况水平对比（按公路技术等级）,2、“十二五”路面技术状况变化情况,“十一五”与“十二五”全国各省干线公路路况对比,1、普通干线公路沥青路面主要病害类型2、高速公路沥青路面主要病害类型3、各类病害的区域分布特征,二、沥青路面典型病害种类及分布特性,1、普通干线公路沥青路面主要病害类型,龟裂是普通干线公路沥青路面的最主要病害，占比接近一半。2012年2015年抽检普通公路的沥青路面72927km，占全部抽检里程的81.4%。其中沥青路面损坏的主要类型中，龟裂占比最大，占全国沥青路面损坏的48.7
9、%；横向裂缝和纵向裂缝次之，分别占全国沥青路面损坏的23.3%和22.7%；修补及其他占比不到5.3%，见图。,1、普通干线公路沥青路面主要病害类型,全国普通干线沥青路面病害分布图,1、普通干线公路沥青路面主要病害类型,普通干线公路沥青路面病害区域分布,东、中、西部的病害面积，龟裂占比依次增大，而横向裂缝、 纵向裂缝和修补占比则依次减小。,1、普通干线公路沥青路面主要病害类型2、高速公路沥青路面主要病害类型3、各类病害的区域分布特征,二、路面典型病害种类及分布特性,高速公路沥青路面主要病害纵向和横向裂缝是全国高速沥青路面的主要病害。根据本次检测结果，全国高速公路沥青路面损坏的主要类型中，纵向裂
10、缝占比最大，占全国沥青路面损坏的37.15%；横向裂缝占比第二，占31.20%；修补及其他病害占比第三，占28.18%；龟裂病害占比第四，占3.47%。由各区域来看，东部和中部特点比较类似，修补所占的权重最大，纵向裂缝略多于横向裂缝；西部地区则是纵向和横向裂缝要多于修补所占权重，详见图示。由区域对比来看，由东部往西部纵向裂缝所占比例逐渐增多、修补所占比例逐渐减小，西部横向裂缝所占比例要明显高于东部和中部，东中部则基本持平，中部的龟裂所占比例则高于东部和西部。,2、高速公路沥青路面主要病害类型,全国高速公路沥青路面病害分布图,2、高速公路沥青路面主要病害类型,东中西部地区高速公路沥青路面病害分布
11、图,2、高速公路沥青路面主要病害类型,1、普通干线公路沥青路面主要病害类型2、高速公路沥青路面主要病害类型3、各类病害的区域分布特征,二、路面典型病害种类及分布特性,3、各类病害的区域分布特征,以秦岭淮河为界，将全国30个省份分为南方、北方两个片区，其中南方地区包括：江苏、安徽、湖北、重庆、四川云南、贵州、湖南、江西、广西、广东、福建、浙江、上海、海南；北方地区包括：山东、河南、山西、陕西、甘肃、青海、新疆、河北、天津、北京、内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江、宁夏。对比南北方各病害类型的数量可知，普通干线公路北方各病害数量高于南方，其中横向裂缝，北方（46.1条/km）为南方（17.5条/km）的2
12、.6倍，纵向裂缝，北方（111.9m/km）为南方（51.7m/km）的2.2倍。此外，从南北方各自病害组成来看，南方龟裂所占比达56.2%，同时北方龟裂占比亦达到46.0%，为主要病害。,3、各类病害的区域分布特征,“十二五”期间（2012年-2015）年南北方各类病害数量对比表表,病害分布与自然区划的关系,根据不同地理、气候、构造、地貌界线的交错和叠合，将我国划分为七个一级自然区，即：北部多年冻土区，东部温润季冻区，黄土高原干湿过渡区，东南湿热区，西南潮暖区，西北干旱区和青藏高寒区。,病害分布与自然区划的关系,2012年2015年路况检测路段分布在六大自然区划，各自然区划的病害统计结果：区
13、除修补及其他之外的各病害类型数量均低于其他区，区主要位于东南沿海湿热区，该区域经济较为发达，路况水平普遍较高。西部地区的和区路况相对较差，其中龟裂和纵向裂缝病害明显高于其他地区，特别是VI区的内蒙古和甘肃，龟裂分别为94.1m2/km、65.6m2/km，同时纵向裂缝也达197.2m/km、147.4m/km。,病害分布与自然区划的关系,普通干线公路自然区划沥青路面每公里病害量统计,病害分布与自然区划的关系,普通干线公路各自然区划沥青路面每公里病害量统计表,各省普通干线公路沥青路面主要病害分布统计,2012年2015年全国各省抽检普通公路沥青路面的每公里病害数量统计见表，其中龟裂及修补类病害统
14、计为每公里病害面积，横向裂缝统计为每公里裂缝条数，纵向裂缝统计为每公里裂缝长度。,各省普通干线公路沥青路面主要病害分布统计,全国各省普通干线公路龟裂病害数量等级分布图,将沥青路面龟裂病害 数量分为四个等级： 轻（010m2/km）、 中（1020m2/km）、 重（2040m2/km） 和特重（40m2/km）。 其中内蒙古、甘肃、 黑龙江、新疆、四川、 宁夏、贵州、云南、 河南、青海龟裂病害 较多，为特重级，如 图所示。,各省普通干线公路沥青路面主要病害分布统计,全国各省普通干线公路横向裂缝病害数量等级分布图,将沥青路面横向裂缝病害数量分为四个等级：轻（010条/km）、中（1020条/km
15、）、重（2040条/km）和特重（40条/km）。其中内蒙古、宁夏、新疆、甘肃、黑龙江、河南、青海横向裂缝病害较多，为特重级，如图所示。,各省普通干线公路沥青路面主要病害分布统计,全国各省普通干线公路纵向裂缝病害数量等级分布图,将沥青路面纵向裂缝病害数量分为四个等级：轻（020m/km）、中（2060m/km）、重（60100m/km）和特重（100m/km）。其中内蒙古、黑龙江、吉林、宁夏、甘肃、四川、河南、新疆纵向裂缝病害数量较多，为特重级，如图所示。,1、横缝与纵缝的养护2、龟裂与网裂的养护对策3、预防性养护,三、沥青路面典型病害的养护对策,裂缝是沥青路面各类破损中最常见、最易发生和最早
16、期产生的病害之一，它几乎伴随着沥青路面的整个使用期，并随着路龄的增长而加重。路面出现裂缝，应及时进行填封修补，否则雨水及其它杂物就会沿着裂缝进入下面层结构及路基，对路基及基层进行冲蚀，进而导致路面承载能力下降，加速路面局部或成片破损。路面裂缝的形式多种多样，其产生的原因也各有所不同，应采取对症下药的策略。,1、纵缝与横缝的养护,横缝与纵缝的养护策略：早养精修、横灌纵贴，定期维修、随时找补。早养（裂缝出现的第一时间养护）精修（材料与工艺）横灌（微型伸缩缝）纵贴（自粘式窄条贴缝带，防止渗水）定期（雨季前、入冬前）随时（常温灌缝胶）,1、横缝与纵缝的养护,对于半刚性基层产生的收缩裂缝和反射裂缝的养
17、护技术，还要采取三阶段裂缝维修策略。早期灌缝（优质灌封胶）中期贴缝（宽带）晚期切挖（附设排水盲沟）,1、纵缝与横缝的养护,一是灌封技术,适用条件：原路面基层和横断面良好，仅表面出现纵、横向裂缝。 使用年限：一般23年,沥青路面灌缝养护技术,沥青路面灌缝养护技术,沥青路面灌缝养护技术,二是贴缝技术,适用条件：原路面基层和横断面良好，仅表面出现纵、横向裂缝，伴随裂缝处有较多细微的扩展裂缝。 预处理：清理干净裂缝内杂物。 使用年限：一般23年,将路面、基层裂缝清理干净，并将裂缝两侧20cm范围内的路面同时清理干净。,用宽刷蘸取专用胶粘剂延裂缝均匀涂刷，以裂缝为中心线两侧各涂刷8cm以上。一般涂胶面积
18、比贴缝带宽度多出1公分。,剪取长度略长于裂缝长度的一段贴缝带，揭去隔离纸，有聚丙烯织物的一面朝上，以裂（接）缝为中心线将贴缝带平整的贴在路面上。,然后用滚筒用力碾压将贴缝带烫贴至路面，以确保贴缝带同路面结合为一体，不能有气泡，皱褶。,如遇不规则的裂（接）缝，可用剪刀将贴缝带切断，按裂（接）缝的走向跟踪粘贴。但在贴缝带的结合处，要形成80-100mm的重叠。,修补完成效果,三是全断面切挖-填补技术,台阶式切割，开槽深度至基层顶部或上基层的底部； 用透水性基层材料回填（同时起排水盲沟作用）； 沥青面层切割处涂刷黏结材料； 沥青混合料面层铺筑及外观整修。 适用于路面裂缝扩展严重，已产生明显变形、唧泥
19、现象。,a开挖深度至基层顶部,b开挖深度至上基层底部,处理,裂缝养护的最高境界减少裂缝数量： 结构组合优化。采用柔性基层（级配碎石、沥青碎石）采用半柔性基层或连接层（厂拌冷再生）半刚性基层加柔性联接或过度层（LSPM）延缓裂缝时间：采用缓列措施。（碎石封层、纤维封层、加铺 玻璃纤维层等）,1、纵缝与横缝的养护,1、横缝与纵缝的养护2、龟裂与网裂的养护对策3、预防性养护,三、路面典型病害的养护对策,网裂与龟裂要分为强度足和强度不足两类，主要处 置类型有：1、直接加铺2、铣铇加铺3、功能性大修4、结构性大修具体如何选用，要通过养护方案设计，方案优选的项 目级决策程序来定。,2、龟裂与网裂的养护,路
20、面养护性质的划分,提出功能性大修的概念，完善路面大、中修养护工程的划分标准。,表面层,上、中、下面层,基层、路基,以修复路面局部损坏为主要目的养护作业活动，主要针对沥青表面层。,以恢复路面功能性服务能力为主要目的的养护作业活动，主要针对沥青上、中、下面层。,以结构补强为主要目的的养护作业活动，主要针对路面基层及路基。,中修,功能性大修,结构性大修,处理层位,2、龟裂与网裂的养护,2、龟裂与网裂的养护,力学指标保证路面结构的整体强度；使用性能指标保证设计期内路面性能维持在预定水平；经济指标保证养护资金的长期投资效益。,以经济指标作为优化条件，通过LCCA方法，选择技术可行（既满足力学要求又能满足
21、使用性能要求），同时最经济合理的路面养护方案。,从“结构、材料、荷载、环境、经济”等方面综合考虑，力求达到结构设计与材料设计的统一、力学性能与使用性能的统一，技术指标与经济指标的统一,2、龟裂与网裂的养护,养护设计方法,1、横缝与纵缝的养护2、网裂与龟裂的养护3、预防性养护,三、路面典型病害的养护对策,1）预防性养护的决策,预防性养护时机的把握在交通运输部2011年下发的“G108和G205国道改造 示范工程实施方案”中要求：加强预防性养护。重点对路 面使用性能指数（PQI）且路面损坏状况指数（PCI）在85 以上，实施大修或改建超过3年的路段实施预防性养护。,大中修及预防性养护决策标准,大修
22、路段,大修或中修,预防性养护,1）预防性养护的决策,PQI里程呈正态分布规律，A省路况优于B省。,1）预防性养护的决策,每年如不及时安排适量的大中修和预防性养护工程，则随着运营时间的增长，路况分布曲线将逐步的向右移动。,1）预防性养护的决策,2）沥青路面预防性养护技术,预防性养护的关键是如何根据路况、交通量、养护目标、资金情况和 其他综合因素来选择合适的预防性养护时机及合理的预防性养护技术。 预防性养护技术一般是指0-4厘米之间的表面处理技术，许多技术大 家也在经常使用，关键是要使用先进的专用设备和高质量的材料。 技术方案选定后，关键是如何组织实施来保证预防性养护工程的施工 质量。,中修、大修
23、,后期预防性养护措施,中期预防性养护措施,早期预防性养护措施,4cm,24cm,13cm,01.5cm,含砂雾封层、微表处、碎石封层、纤维封层等,超薄磨耗层（UTAC）； 薄层罩面（AC、SMA、OGFC）；双层微表处等,碎石封层+薄层罩面等,罩面、铣刨罩面、就地热再生、 补强加铺、结构翻修等,2）沥青路面预防性养护技术,各种预防性养护技术可按照加铺层厚度（也称养护强度）以及应用时间分为以下几类：,预防性养护质量控制,保证预防性养护质量的因素是多方面的。做好养护工程 的“四个要素” 先进的技术； 精良的装备； 优质的材料； 严格的管理；对预防性养护工程，还要加一条，就是: 合适的季节。因为所有预防性养护工程都有一个共同的作用，就是防 水和封水，因此实施预防性养护工程的季节必须是在当地的 雨季前或雨季结束一段时间后。,结 语,结 语,养护对策的选择要根据总体养护目标。针对整个 路网，合理确定养护投资规模，制定大中修和预防性养 护计划，确保总体路况水平逐年提高或保持稳定。养护技术的选择要根据当地实际情况。针对具体 病害种类、病害成度、病害原因，结合当地气候、地质 水文条件、交通量情况和具体养护目标，对症下药，提 高养护工程质量、提高资金使用效益，提高公路服务水 平。,谢 谢！,
