[01006803]高速公路沥青路面预防性养护关键技术

道路预防性养护概念是美国20世纪90年代初提出的，有别于传统道路养护理念，主要有两个观点：(1)让状态良好的道路保持更长时间，在不增加结构承载能力的前提下改善路面功能状况；(2)在适当时间，将适用措施，应用在适宜路面上，以保证路面服务功能。中国传统的路面养护理念是“重修理、轻预防”，养护维修方法主要是被动式的维修，即等到路面的破坏较严重以至影响行车时，安排大中修工程。预防性养护的理念虽已开始引入国内，但尚未能建立起系统的体系，更缺少有针对性的的预防性养护技术。因此开展预防性养护的研究有助于提高中国公路的养护水平、提升养护理念。该课题根据中国沥青路面的使用及养护现状，重点对预防性养护模式及预防性养护措施两个方面进行了系统研究。课题首先对国内外典型的预防性养护模式进行了广泛的调查分析，分别考察了较早引入预防性养护理念的美国明尼苏达州、科罗拉多州及中国的上海市、江苏省、山东省。分析结果表明，国内外发展预防性养护中面临的主要问题大致相同；但即使在国内的发达省份，在预防性养护的推广程度上也与国外有较大的差距，主要表现在政策、规划的完整性及技术的有效性。根据中国的预防性养护的现状，该课题重点对预防性养护时机的确定方法进行了研究，该课题依据决策库的选择→费用效益分析→最合适的预防性养护措施的系统分析方法，确立了预防性养护时机的计算模型，确定了适合预防性养护工程生命周期费用分析的费用框架。在具体的预防性措施的选择上，该课题根据中国高速公路早期病害的典型特点，重点选择了对车辙病害和水损害的预防与维修，分别对填补车辙的微表处技术、低噪音微表处技术、纤维微表处技术和雾封层技术进行了系统的研究。该课题依据路面车辙槽的断面形状及微表处施工中的集料分布规律，提出了“面积加权级配设计方法”，利用该级配设计方法，可以有效解决在变厚度断面上的级配骨架设计问题，并进一步引进了飞散试验，确定最佳沥青用量；室内试验和工程实际表明，利用该方法所设计的合成级配用于车辙填补时，其高温稳定性优于规范中的ISSAⅢ型级配。该课题对不同使用时间的微表处路面的防滑性能和噪音性能进行了现场调查，为降低微表处路面普遍存在的噪音较大问题，该课题利用正交试验，通过控制关键筛孔通过率，在不降低其防滑性能的基础上，制备出了低噪音微表处，并通过室内路用性能试验和试验路摊铺，表明其噪声比普通微表处要低2dB左右。针对路面早期渗水系数较大的问题，通过室内试验和现场调查，对雾封层的防水效果进行了研究，提出了雾封层预防性养护的适用条件是渗水系数的上限为100ml/min，雾封层的喷洒剂量应在0.30kg/m<'2>到0.40kg/m<'2>之间。该课题编写了《高速公路沥青路面预防性养护实施手册》，并已在河南、安徽等省分别进行了工程施工和技术推广。同时课题研究成果辅助出版专著2部，申报专利4项已通过初审，在核心期刊发表论文20篇，1篇为SCI收录，14篇被EI收录；培养硕博研究生各1名。课题鉴定达到国际先进水平。