广东省高等级公路沥青路面预防性养护技术手册.pdf

广东省高等级公路沥青路面 预防性养护技术手册（试用）Technical manual for Preventive maintenance of Hig h-g rade Hig hway Asphalt Pavements in Guang dong Province广东省交通运输厅/a-5-刖 s为适应广东省公路建设发展的需要，提高路面建设和养护工程质量，广东 省交通运输厅于2005年立项开展了“广东省提高路面质量对策研究”（项 目编号：2005-01）课题研究。根据其子课题“沥青路面养护、维修关键技术 研究”的主要研究成果，有关单位编制了广东省高等级公路沥青路面预防 性养护技术手册，供广大使用者参考。本指南在系统总结广东省高等级公路沥青路面预防性养护维修方法及措 施的基础上，明确了各种养护措施的功能属性、养护路段划分、养护时机判 断、预防性养护需求分析及养护措施选择等，对维护广东省高等级公路沥青 路面使用质量、防止路面资产流失、实现养护资金最小化和路面性能最优化,以及进一步实现我省高等级公路沥青路面预防性养护工作的科学化、规范化 和制度化，具有一定的指导意义。本指南共九章，主要内容包括：预防性养护措施、路面状况检测与调查、预防性养护需求、养护路段划分、预防性养护措施选择、养护时机判断、预 防性养护方案设计流程等。各单位在使用过程中，若发现问题或提出意见、建议，请及时与主编单位华南理工大学）联系（地址：广州市天河区五山路381号，邮编：510641,电话：[phone],E-ma il：）,或登陆广东省交通科技 交流互动平台（http:/121.33.200.123:8081/bbs/index.jsp）在相关讨论 专区提交意见，以便修订时参考。主编单位：广东省高速公路有限公司华南理工大学广东华路交通科技有限公司广东省高等级沥青路面预防性养护技术手册-2-目录目录1总则.12术语及符号.32.1 术语.32.2 符号.53预防性养护措施.63.1 一般规定.63.2 预修补.73.3 雾封层.93.4 微表处.103.5 碎石封层.113.6 超薄磨耗层133.7 薄层热拌沥青混凝土.143.8 铳刨罩面.163.9 就地热再生.173.10 厂拌热再生.184路面状况检测与调查.204.1 检测与调查内容.204.2 检测与调查单元.204.3 检测与调查方法.204.4 检测与调查频率.215预防性养护需求.225.1 一般规定.225.2 预防性养护需求.226养护路段划分.256.1 划分目的.256.2 划分单元.251广东省高等级公路沥青路面预防性养护技术手册6.3 划分指标.256.4 划分步骤.257预防性养护措施选择.277.1 一般规定.277.2 预防性养护措施选择决策矩阵和决策树.277.3 效益费用分析.298养护时机判断.348.1 一般规定.348.2 养护需求时机.348.3 最佳养护时机.359预防性养护方案设计流程.369.1 短期预防性养护方案设计流程.369.2 中长期预防性养护方案设计流程.36附录A 封缝应用指南.391 描述.392适用条件.403 材料要求.424 施工要求.445 交工验收.506 质量控制手册.50附录B 雾封层应用指南.581 描述.582适用条件.593材料要求.624施工要求.655交工验收.696质量控制手册.71附录C 微表处应用指南.792目录1 描述.792适用条件.793 材料要求.804混合料要求.835 施工要求.856交工验收.897质量控制手册.90附录D 碎石封层质量控制手册.98附录E超薄磨耗层应用指南.1081 描述.1082适用条件.1083 材料要求.1094混合料要求.1105 施工要求.1116交工验收.114附录F薄层热拌沥青混凝土应用指南.1161 描述.1162适用条件.1163材料要求.1174混合料要求.1215 施工要求.1246交工验收.1317质量控制手册.132附录G养护路段划分方法.1401系统聚类法划分路段.1402动态聚类法划分路段.142附录H 预防性养护方案决策矩阵.1443广东省高等级公路沥青路面预防性养护技术手册4总则1总则1.0.1目的为维护广东省高等级公路沥青路面使用质量、防止路面资产流失、实现养护 资金最小化和路面性能最优化，以及促进我省高等级公路沥青路面预防性养护工 作的科学化、规范化和制度化，特制定本手册。1.0.2适用范围本手册适用于广东省高速、一级公路沥青路面预防性养护，其余等级公路可 参考使用。1.0.3路面预防性养护技术定义路面预防性养护是一种在路面没有结构性损坏，存着功能性缺陷的情况下，采取的对现有道路系统进行有计划的、基于费用效益的养护策略。预防性养 护在没有提高路面结构能力的情况下，延迟路面的损坏，维持或改善路面现有的 通车条件，通过延长原有路面的使用寿命来推迟昂贵的大修和重建活动。1.0.4路面预防性养护技术的内涵1预防性养护技术可修复路面功能性损坏，延缓路面结构性损坏预防性养护技术是一种“未雨绸缪”式的技术，用于路面状况良好或仅有少 量病害的路面，在路面某种病害出现或继续恶化之前即采取适当的养护技术恢复 路面的使用性能。预防性养护技术本身对于路面结构性能的提高没有任何帮助，但却可通过修复路面功能性损坏的方式延缓路面的结构性损坏。2预防性养护技术是科学的技术体系，而非单一的养护措施的应用在最合适的时间，将最合适的措施，应用在最合适的位置，是预防性养护措 施的核心理念。预防性养护技术并非指单一的养护措施的应用，而是指周期性、系统性的成套养护策略的应用。1广东省高等公路级沥青路面预防性养护技术手册3预防性养护技术仅针对项目级系统，不适用于网级系统预防性养护技术主要着重于路面的单一类型损坏，在修复某种路面损坏的同 时，兼顾其余路面损坏。预防性养护技术的针对性更强，着眼点更具体，仅针对 项目级系统，不适用于网级系统。1.0.5 基本要求路面预防性养护技术的应用应遵循下列原则：1实施预防性养护前应认真做好路面状况调查、掌握路面病害特点，严格区 分需实预防性养护技术和其它养护技术的路段。2在满足交通量和使用要求的前提下，应遵循因地制宜、合理选材、节约投 资的原则，选择技术先进、经济合理、安全可靠、方便施工的预防性养护方案。3应结合当地条件，积极、慎重地推广新材料、新工艺、新技术，并认真铺 筑试验段，总结经验，不断完善，逐步推广。4预防性养护方案应符合国家环境保护的有关规定，注意施工中废弃料的处 理，着重保护施工人员的健康和安全。5各有关单位应积极引进先进养护设备，组织人员培训，提高业务水平，使 路面预防性养护工作科学化、规范化和制度化。1.0.6相关标准沥青路面预防性养护工作，除应参照按本手册的规定执行外，尚应遵守国家 和行业现行有关标准、规范中的相关规定。2术语及符号2术语及符号2.1 术语2.1.1 沥青路面 a spha lt pa vement铺筑沥青面层结构称为沥青路面。2.1.2 路面预防性养护 pa vement preventive ma intena nce一种在路面状况良好的情况下，采取的对现有道路系统进行有计划的、基于 费用效益的养护策略。2.1.3 裂缝填封 cra ck filling主要针对活动性裂缝，首先根据裂缝的几何形状进行开槽，然后进行裂缝清 理、干燥，最后选择合适的填缝料进行封缝。2.1.4 裂缝密封 cra ck sea ling主要针对非活动性裂缝，无需对裂缝进行开槽，可直接采用热压缩空气清理 裂缝，再选择合适的密封剂进行封缝。2.1.5 雾封层 fog sea l一种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。2.1.6 微表处 micro-surfa cing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，并可以很快开放交通的具有 高抗滑和耐久性能的薄层。3广东省高等公路级沥青路面预防性养护技术手册2.1.7 碎石封层 chip sea l采用专用设备即碎石封层车将单一粒径的石料及沥青胶结料几乎同时洒布 在路面上，在胶轮压路机或自然行车碾压下，形成的保护原有路面的沥青碎石磨 耗层。2.1.8 超薄磨耗层 ultra-thin friction course采用专用机械将间断级配的热拌沥青混合料直接铺筑在改性乳化沥青粘结 层上，厚度约13cm,可快速开放交通的薄层结构。2.1.9 薄层热拌沥青混凝土 thin hot a spha lt concrete将密级配、开级配或间断级配的厂拌沥青混合料直接摊铺在路面上，厚度约 24cm的薄层结构。2.1.10 就地热再生 hot in-pla ce recycling采用专用的就地热再生设备，对沥青路面进行加热、铳刨，就地掺入一定数 量的新沥青、新沥青混合料、再生剂等，经热态拌和、摊铺、碾压等工序，一次 性实现对表面一定深度范围内的旧沥青混凝土路面再生的技术。2.1.11 厂拌热再生 centra l pla nt hot recycling将回收沥青路面材料（RAP）运至沥青拌和厂（场、站），经破碎、筛分，以定的比例与新集料、新沥青、再生剂（必要时）等拌制成热拌再生混合料铺 筑路面的技术。2.1.12 裂缝率 cra cking ra te每lOOOn?路面的裂缝长度，单位为：m/1000m2o如果单条裂缝的长度均为 3.75m,则单车道每公里路面的裂缝率即为该公里路面的裂缝条数。4术语及符号2.2 符号PSSI路面结构强度指数PCI路面破损状况指数SFC横向力系数IRI国际平整度指数CR裂缝率RD车辙深度BPN摆值TD构造深度5广东省高等级公路沥青路面预防性养护技术手册3预防性养护措施3.1 一般规定3.1.1 高等级沥青路面常用的预防性养护措施主要有预修补、雾封层、微表处、碎石封层、超薄磨耗层、薄层热拌沥青混凝土、铳刨罩面、就地热再生和厂拌热 再生等。各种预防性养护措施的技术要求可参照本手册中的相关规定，同时应满 足国家有关行业标准、规范的要求。3.1.2 高等级沥青路面常用的预防性养护措施可按照厚度的大小和养护强度的 强弱分为四类，图3.1.2显示了常用预防性养护措施的分类情况。1 075mm,轻强度养护措施，主要包括雾封层、微表处和碎石封层。2 1030mm,中强度养护措施，主要包括超薄磨耗层。3 2040mm,重强度养护措施，主要包括薄层热拌沥青混凝土。4 2050mm,强强度养护措施，主要包括铳刨罩面、就地热再生和厂拌热3.1.3 应严格区分预防性养护措施和预防性养护技术的内涵。对于某些措施，既 6预防性养护措施可应用于预防性养护技术，也可应用于其它养护技术。但仅当该措施的应用方式 符合预防性养护技术的特点时，才可称该措施为预防性养护措施。3.1.4 各种预防性养护措施的特点不同，功能和适用条件也有很大差别。每种措 施均具有主要的功能属性和附属的功能属性，具体情况可见本章中其余各节的规 定。3.2 预修补3.2.1 预修补是指在路面实施养护措施前，针对原路面裂缝、坑槽、松散、老化 等病害的预处理技术，一般包括封缝、局部修补坑槽、雾封层和应力吸收层等措 施。3.2.2 封缝包括裂缝填封和裂缝密封两种处理方式。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行开槽，然后进 行清理、干燥工作，最后再选择填缝料进行填封。裂缝密封主要针对非活动性裂缝，无需对裂缝开槽，可直接采用热压缩空气 清理，然后填装密封剂。3.2.3 活动性裂缝冬天宽度较大，夏天宽度较小，典型的活动性裂缝夏天的宽度 一般大于3mm,而冬天的宽度一般可增长15%100%。非活动性裂缝的宽度一般小于3mm,处于裂缝发展的初期，且较多地出现 在冬季气候温和的地区。3.2.4 路面裂缝的密度，或裂缝的数量以及出现的频率可以采用裂缝率(cra cking ra te)表示。裂缝率为每lOOOn?路面的裂缝长度，单位为：m/1000m2o如果单条裂缝的 长度均为3.75m,则单车道每公里路面的裂缝率即为该公里路面的裂缝条数。7广东省高等级公路沥青路面预防性养护技术手册3.2.5 封缝常作为预处理措施用于其它预防性养护措施实施前，对路面的非结 构性裂缝，如横向裂缝、纵向裂缝以及轻微的块状裂缝进行修补，达到阻止水分 侵入路面，保护路面结构的目的。3.2.6 封缝措施适应于各种等级交通量和各种气候条件，但在气温相对较高、日 气温变化幅度较小、气候干燥的情况下应用效果最好。在重载交通下，封缝措施 的使用寿命较短。3.2.7封缝措施的主要功能属性为封水，其余各种附属功能属性见图3.2.7所示。图3.2.7封缝的功能属性3.2.8 封缝的应用指南见于附录A。3.2.9 在实施其它预防性养护措施前需对路面坑槽进行修补。坑槽修补的工序一 般为坑槽的成型、坑槽的清理和干燥、涂粘结层、修补材料的准备和摊铺坑槽 的压实和封边修整工作。3.2.10 当原路面出现较为严重的松散、老化现象时，会对原路面和新铺结构层 8预防性养护措施间的粘结性能造成不利影响，此时，宜采用雾封层作为预处理措施，以提高原路 面与新铺结构层间的粘结性能。3.2.11 当路面的裂缝密度严重时（裂缝率20CR54,BPN55,TD0.8o9广东省高等级公路沥青路面预防性养护技术手册3.3.5 雾封层的成本较低，使用寿命较短，其主要的功能属性是密水，其余各种 附属功能属性见图3.3.5所示。VI密水j雾封层）图3.3.5雾封层的功能属性3.3.6 雾封层的应用指南见于附录B。3.4 微表处3.4.1 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。微表处混合料按矿料公称最大粒径的不同，可分 为MS-2型和MS-3型。3.4.2 MS-3型微表处，公称最大粒径为9.5mm,适用于高速公路、一级公路的 罩面和车辙填充。MS-2型微表处，公称最大粒径为4.75mm,适用于轻交通或中等交通（大客 车及中型以上的各种货车交通量3500辆/（d.车道）的高速公路，以及一、二级 公路的罩面。10预防性养护措施3.4.3 级配设计良好的微表处不仅具有卓越的密水性能，还具有良好的抗滑性 能，同时可修复路面的其它轻微损坏若微表处混合料的级配较细，则抗滑性能会衰减很快；若级配较粗，则会难 以满足密水性能的要求，同时会带来较大的行驶噪音。3.4.4 原路面裂缝、坑槽病害修复的完好程度会严重影响到微表处的使用性能。在路面裂缝较多的情况下（裂缝率5CR20）,宜考虑结合应力吸收层一起使 用。在气候过于炎热或过于寒冷的情况下施工会对稀浆混合料的破乳速度造成 不利影响。3.4.5 微表处措施的主要功能属性为密水，其余各种附属功能属性见图3.4.5所ZjXo图3.4.5微表处的功能属性3.4.6 微表处应用指南见于附录C。3.5 碎石封层11广东省高等级公路沥青路面预防性养护技术手册3.5.1 碎石封层是指用专用设备即碎石封层车将单一粒径的石料及沥青胶结料 几乎同时洒布在路面上，在胶轮压路机或自然行车碾压下，使胶结料与石料之间 有最充分的表面接触，以达到它们之间最大限度的粘结性，从而形成保护原有路 面的沥青碎石磨耗层。3.5.2 碎石封层可修复原路面的裂缝、松散、老化等病害，并提供抗滑性能优越 的罩面层。单层碎石封层不适宜修复原路面的车辙病害。3.5.3 设计或施工的不当，将会造成碎石封层出现碎石松散现象，影响行车安全。可使用碎石预裹覆技术提高碎石的粘结性能，同时也可与雾封层配合使用以避免 松散现象的出现。3.5.4 碎石封层用沥青必须具备足够的粘结性。碎石封层用集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，具有足够的强度和耐磨耗性，且应具有良好的颗粒形状和凹凸 不平的表面。3.5.5 碎石封层措施的主要功能属性为封闭裂缝，其余各种附属功能属性见图3.5.5所示。图3.5.5碎石封层的功能属性12预防性养护措施3.5.6 碎石封层质量控制手册见于附录D。3.6 超薄磨耗层3.6.1 超薄磨耗层是用专用机械将间断级配的热拌沥青混合料直接铺筑在改性 乳化沥青粘结层上，总厚度约13cm,可快速开放交通的薄层结构。具有代表性 的超薄磨耗层结构是UTAC-10和壳牌公司的专利产品Nova chip。3.6.2 超薄磨耗层可以提供卓越的抗滑性能，同时可修复路面的轻微裂缝、松散、老化等病害，并可减少行驶噪音，增强路面的横向排水能力。3.6.3 超薄磨耗层技术的关键在于薄层结构与原路面之间的沥青粘结层。要求沥 青粘结层具有很强的粘结性能和封水性能。3.6.4 原路面裂缝、坑槽病害修复的完好程度会严重影响到超薄磨耗层的使用性 能。在路面裂缝很多的情况下（裂缝率20CR50）,宜考虑结合应力吸收层一 起使用。3.6.5 超薄磨耗层措施的主要功能属性为功能恢复，其余各种附属功能属性见图 3.6.5所示。13广东省高等级公路沥青路面预防性养护技术手册图3.6.5超薄磨耗层的功能属性3.6.6 超薄磨耗层应用指南见于附录E。3.7 薄层热拌沥青混凝土3.7.1 薄层热拌沥青混凝土是将密级配、开级配或间断级配的厂拌沥青混合料直 接摊铺在路面上，厚度约24cm的薄层结构，具有代表性的混合料类型为 AC-13C,SMA-10 和 0GFC-10。3.7.2 AC-13c可修复路面车辙和其它轻微病害，提供优良的平整度水平，并具 有一定的抗滑性能，造价便宜，施工技术易于掌握。SMA-10具有优良的抗车辙和抗滑能力，能提供优良的平整度水平，密水性 能强，耐久性能好，外表美观。OGFC-10具有卓越的抗滑性能，能减少路面行驶噪音和雨天水雾，能提供 优良的平整度水平，具有抵抗车辙的能力。OGFC-10宜采用高黏度沥青，并需 要适时地清理路面孔隙。3.7.3 薄层热拌沥青混凝土作为预防性养护措施，不能提高原路面结构承载能 力，应应用在原路面结构性能良好，没有结构性损坏的路段。14预防性养护措施施工前必须认真修复原路面裂缝、坑槽、修补损坏等破坏，对于厚度大于1.5cm的车辙应预先填充，在混合料摊铺前需要喷洒粘层沥青。3.7.4 薄层热拌沥青混凝土在路面裂缝很多的情况下（裂缝率20KCRK50）,宜 考虑结合应力吸收层一起使用。3.7.5 SMA-10的主要功能属性为结构补充，其余各种附属功能属性见图3.7.5-1所示。OGFC-10的主要功能属性为结构补充，其余各种附属功能属性见图375-2所示。图3.7.5-1 SMA-10的功能属性图3.7.5-2 OGFC-10的功能属性薄层罩面：OGFC-10结构补充15广东省高等级公路沥青路面预防性养护技术手册3.7.6 薄层热拌沥青混凝土的应用指南见于附录F。3.8 铳刨罩面3.8.1 铳刨罩面是指将路面状况较差的沥青面层铳刨后，再加铺热拌沥青混合 料，以恢复路面的使用性能，铳刨厚度一般为25cm。3.8.2 铳刨罩面适用于不存在结构性损坏，且功能性损坏相对较为严重的路面，如 40KSFCK48、2.3KIRIK3.5、20CR50o3.8.3 应积极考虑再生利用的技术，对铳刨的沥青混合料进行处理，以节约资源,保护环境。3.8.4 铳刨罩面的主要功能属性为结构恢复，其余各种附属功能属性见图3.8.4 所示。铳刨罩面图3.8.4铳刨罩面的功能属性16预防性养护措施3.9 就地热再生3.9.1 就地热再生是采用专用的就地热再生设备，对沥青路面进行加热、铳刨，就地掺入一定数量的新沥青、新沥青混合料、再生剂等，经热态拌和、摊铺、碾 压等工序，一次性实现对表面一定深度范围内的旧沥青混凝土路面再生的技术。它可以分为复拌再生、加铺再生两种。再生厚度一般为25cm。3.9.2 复拌再生是将旧沥青路面加热、铳刨，就地掺加一定数量的再生剂、新沥 青、新沥青混合料，经热态拌和、摊铺、压实成型。掺加的新沥青混合料比例一 般控制在30%以内。加铺再生是将旧沥青路面加热、铳刨，就地掺加一定数量的新沥青混合料、再生剂，拌和形成再生混合料，利用再生复拌机的第一熨平板摊铺再生混合料，利用再生复拌机的第二熨平板同时将新沥青混合料摊铺于再生混合料之上，两层 一起压实成型。3.9.3 就地热再生适用于不存在结构性损坏，且功能性损坏相对较为严重的路 面，如 40SFC48、2.3IRI 20CR50o再生时原路面应具备以下条件：1原路面整体强度满足设计要求；2原路面病害主要集中在表面层，通过再生施工可得到有效修复。3原路面沥青的20针入度不低于20(0.1mm)o3.9.4 原路面上有稀浆封层、微表处、碎石封层、超薄磨耗层等养护措施时，应 经充分试验论证，判断是否适宜直接使用就地热再生技术。改性沥青路面的就地热再生，也宜进行专门论证。3.9.5 就地热再生的主要功能属性为结构恢复其余各种附属功能属性见图3.9.5 所示。17广东省高等级公路沥青路面预防性养护技术手册图3.9.5就地热再生的功能属性3.10 厂拌热再生3.10.1 厂拌热再生是将回收沥青路面材料（RAP）运至沥青拌和厂（场、站），经破碎、筛分，以一定的比例与新集料、新沥青、再生剂（必要时）等拌制成热 拌再生混合料铺筑路面的技术。3.10.2 厂拌热再生用于预防性养护技术时，适用于不存在结构性损坏，且功能 性损坏相对较为严重的路面，如40SFC 2.3IRI 20CR50o再生厚 度一般为25cm。3.10.3 应选择符合要求的回收沥青路面材料和适宜的掺配比例，混合料要求应 满足现行公路沥青路面施工技术规范（JTGF40 2004）中热拌沥青混合料的 相关技术要求。3.10.4 厂拌热再生的主要功能属性为结构恢复，其余各种附属功能属性见图3.10.4 所示。18预防性养护措施厂拌热再生的功能属性19广东省高等级公路沥青路面预防性养护技术手册4路面状况检测与调查4.1 检测与调查内容路面状况检测应遵守公路技术状况评定标准（JTGH20-2007）中规定，主要检测路面损坏、平整度、车辙、抗滑性能和结构强度五项指标。4.2 检测与调查单元4.2.1 路面状况检测与调查以100m路段为基本检测或调查单元。4.2.2 路面状况检测与调查按上行方向（桩号递增方向）和下行方向（桩号递减 方向）分别检测，每个检测方向至少检测一个主要行车道。4.3 检测与调查方法4.3.1 路面损坏状况检测路面损坏状况检测宜采用自动化的快速检测方法，条件不具备时，可人工检 测。路面损坏状况检测宜在雨后一至三天内进行，用以准确识别路面微裂缝。路面损坏状况检测数据应准确记录裂缝类型、长度、轻重程度及桩号。4.3.2 路面平整度检测路面平整度检测宜采用快速检测设备，检测设备应定期标定，标定的相关系 数应大于0.95。路面平整度检测数据应以20m为单位长期保存。20路面状况检测与调查4.3.3 路面车辙检测路面车辙检测宜采用快速检测设备，检测设备应定期标定，标定的相关系数 应大于0.95。根据断面数据计算路面车辙深度（RD）,计算结果应以10m为单 位长期保存。4.3.4 路面抗滑性能检测路面抗滑性能宜采用基于横向力系数的路面抗滑性能检测设备或其它具有 可靠数据标定关系的自动化检测设备，检测设备应定期标定，标定的相关系数应 大于0.95。路面抗滑性能检测数据（横向力系数）应以20m为单位长期保存。4.3.5 路面结构强度检测路面结构强度宜采用自动检测设备检测。自动检测时，宜采用具有可靠数据标定关系的自动化检测设备，检测结果应 能换算成我国相关技术规范规定的回弹弯沉值。自动检测设备必须定期标定，标 定的相关系数应大于0.95o弯沉检测数据应以20m为单位长期保存。当采用落锤式弯沉仪检测时，检测数量应不小于20点/（km.车道）4.4 检测与调查频率路面状况检测的最低频率应满足1年1次的要求。21广东省高等级公路沥青路面预防性养护技术手册5预防性养护需求5.1 一般规定5.1.1 预防性养护技术是一种“未雨绸缪”式的技术，用于状况良好或仅有少量 病害的路面，防止路面病害的出现，或阻止病害继续恶化。5.1.2 当路面存在以下情况时，不能应用预防性养护技术，而应考虑其它养护技 术。1路面出现严重的纵、横向裂缝。2路面出现严重的块状裂缝或龟裂。3路面出现大面积严重坑槽。4路面的承载能力不足。5路面排水性能不良。5.1.3当路面状况指标处于表5.1.3的范围时，不应采用预防性养护技术，而应 考虑其它养护技术。表5.1.3不属于预防性养护技术范畴的路面状况指标值域评价指标值路面结构强度指数PSSI80路面破损状况指数PCI80横向力系数SFC3.5m/km车辙深度RD25mm裂缝率CR50 m/1000m25.2预防性养护需求5.2.1 在确定某路段需要实施预防性养护技术后，采用SFC、IRI、RD和CR四 项指标进一步明确预防性养护需求。22预防性养护需求在条件许可的情况下，宜将路面渗水系数、松散程度、老化程度等作为判断 预防性养护需求的辅助指标。5.2.2 将明确预防性养护需求的指标划分为安全性指标和结构性指标两大类。安全性指标包括SFC,用以表征路面的行驶安全性。结构性指标包括RD、IRI和CR,用以表征路面破损的程度和发生潜在结构 性损坏的可能性。5.2.3 每种指标按照值域范围的不同，均划分为轻、中、重三类标准。轻，代表着无需采取预防性养护措施，或需采取轻强度预防性养护措施。中，代表着需采取中强度预防性养护措施。重，代表着需采取重强度预防性养护措施。轻、中、重强度预防性养护措施的定义见3.1节中规定。5.2.4 本节中规定的预防性养护需求标准可以作为初步判断预防性养护需求强 弱程度的标准，而非用来选取具体的预防性养护措施的标准。选择预防性养护措施，需要进一步考虑安全性指标和结构性指标的不同组合 方式，具体要求见本手册第7章的相关规定。5.2.5 高等级公路沥青路面预防性养护需求标准见表5.2.5所示。表5.2.5高等级公路沥青路面预防性养护需求判断标准指标值预防性养护需求强弱程度横向力系数SFC54无需养护或轻养护强度48-54中养护强度40-48重或强养护强度国际平整度指数IRI(m/km)1.6无需养护或轻养护强度1.6 2.3中养护强度2.3 3.5重或强养护强度车辙深度RD(mm)5无需养护或轻养护强度23广东省高等级公路沥青路面预防性养护技术手册515中养护强度15-25重或强养护强度裂缝率 CR(m/1000m2)I.6id K12 I 14 132222232222CR:20%50%1.62026212733广东省高等级公路沥青路面预防性养护技术手册8养护时机判断8.1 一般规定8.1.1 预防性养护时机可分为两大类，一类是养护需求时机，另一类是最佳养护 时机。8.1.2 养护需求时机是指在一定的时间内，根据路面使用性能的衰减情况，需要 采取合适的预防性养护措施恢复路面的使用性能。8.1.3 最佳养护时机是指只有在最佳的时间点应用某种预防性养护措施，才能得 到最大的效益费用比。应用时间过早，将会增加成本，应用时间过晚，将会降低 效益。8.2 养护需求时机8.2.1 养护需求时机在一定程度上可等同于预防性养护需求，即某种路况指标在 一定时间内处于某种值域范围，即需要采取针对性的预防性养护措施，超过了这 段时间，则该指标将处于另一种值域范围，则需要采取其它的养护措施。8.2.2 可根据路况指标的值域范围，确定预防性养护需求时机。本手册对预防性 养护需求时机的规定见表8.2.2所示。表8.2.2高等级公路沥青路面预防性养护需求时机判断标准指标养护需求时机需采取的养护措施横向力系数SFC54无需养护或轻强度48-54中强度40-48重强度国际平整度指数IRI(m/km)1.6无需养护或轻强度1.6 2.3中强度2.33.5重强度车辙深度RD(mm)5无需养护或轻强度34养护时机判断5-15中强度15-25重强度裂缝率 CR(m/1000m2)5日常性养护或轻强度5-20中强度20-50重强度8.3 最佳养护时机8.3.1 最佳养护时机的理念是：在最佳的时机采取预防性养护措施将会花费最小 的养护成本而取得最大的养护效益。8.3.2 预防性养护技术是一种路面全寿命周期内的系统性养护技术，推荐采用全 寿命周期成本的方法判断最佳养护时机，步骤如下：1选取表8.2.2中的指标和养护需求时机触发值；2计算零养护措施时，各种路况指标衰减曲线的面积；3确定不采用养护措施时路面的预期使用寿命，当某个指标的衰减曲线最 早达到养护需求时机触发值时，此时即是原路面的预期使用寿命；4确定预防性养护措施预期的使用寿命，某个指标的预防性养护措施性能 衰减曲线最早达到养护需求时机触发值时，此时即是预防性养护措施的 预期使用寿命；5计算采取预防性养护措施后各路况指标性能衰减曲线的面积；6计算各单项路况指标的效益，即采取预防性养护措施和零养护措施性能 衰减曲线的面积差值；7计算各单项路况指标的权重，利用权重系数计算总效益；8利用业主成本，计算总费用，换算成各年的现时费用；9计算每年的效益费用比，其中，效益费用比最大的年份即是最佳的养护 时机。35广东省高等级公路沥青路面预防性养护技术手册9预防性养护方案设计流程9.1 短期预防性养护方案设计流程9.1.1短期预防性养护方案设计是指根据历史路况检测数据和当年路况检测数 据设计来年的预防性养护方案。9.1.2短期预防性养护方案设计应按图9.1.2所示的流程进行，主要内容包括：1调查现阶段路面状况，调查内容包括路面损坏、路面结构强度、平整度 和抗滑性能四部分内容。2分析调查数据，根据养护需求判断标准，区分其它养护需求和预防性养 护需求。3根据抗滑能力、裂缝率、平整度水平和车辙深度四项指标，划分养护路 段，明确各路段的预防性养护需求。4参考预防性养护措施决策矩阵和决策树，为各路段选择几种可行的预防 性养护方案。5进行技术经济比较，确定短期预防性养护方案。9.2 中长期预防性养护方案设计流程9.2.1 中长期预防性养护方案设计是指根据历史路况检测数据设计3年及3年后 的预防性养护方案。9.2.2 中长期预防性养护养护方案应按图9.2.2所示流程进行，主要内容包括：1分析历史路面状况数据，建立路面状况结构性衰减曲线和功能性衰减曲 线。2判断分析期内结构承载能力，区分其它养护需求和预防性养护需求。36预防性养护方案设计流程图9.1.2短期预防性养护方案设计流程图3初步选择三种不同养护强度的方案，使用全寿命周期成本法确定三种养 护方案的最佳应用时机。4使用效益成本分析法确定最佳养护方案。5将最佳养护方案的应用时间作为分析期零点设计下阶段预防性养护方 案。37广东省高等级公路沥青路面预防性养护技术手册图9.2.2中长期预防性养护方案设计流程图38封缝应用指南附录A封缝应用指南1描述封缝是最常用的沥青路面预防性养护措施。封缝措施可以防止水分进入基层 和路基，进而保护路面结构，还可以减缓裂缝边缘材料的破碎，进而阻止更为严 重的损坏。封缝措施应在路面裂缝出现的初期使用，处置越早，越能保护路面结 构。根据文献报导，封缝措施的使用寿命最少为2年，最长为10年，较多文献 报导的使用寿命为4年，在重载交通条件下，使用寿命为2年。1.1 封缝基本原理封缝措施主要包括填封和密封两种处置方式。封缝措施可以推迟路面破坏，延长路面使用寿命。在裂缝密度处于较低和中等的水平时，封缝措施能取得良好 的应用效果。路面裂缝密度较大时，必须采用铳刨或加铺等方式加以修复。附图 A-1所示的情况即不适合采用封缝措施。附图A-1路面的裂缝密度较大时不适宜采用封缝措施1.2 裂缝填封裂缝填封用来处置活动性裂缝，此类裂缝冬天宽度较大夏天宽度较小。典型 39广东省高等级公路沥青路面预防性养护技术手册的活动性裂缝夏天宽度一般超过3毫米，而冬天宽度一般可增长15%100%。裂 缝填封首先需要根据裂缝的几何形状进行开槽，然后进行清理、干燥工作，最后 再选择填缝料进行填封。开槽宽深比大于1时有助于提高封缝效果。1.3 裂缝密封裂缝密封主要用于处置非活动性裂缝，此类裂缝宽度一般小于3mm。非活 动性裂缝一般处于裂缝发展的初期，且较多地出现在冬季气候温和的地区。裂缝 密封无需对裂缝开槽，可直接采用热压缩空气清理，然后填装密封剂。裂缝密封 技术最适合于气候温暖且交通量较小的地区。1.4 裂缝填封和密封结合裂缝填封和裂缝密封可以结合起来使用：纵向裂缝采用填封，横向裂缝采用 密封。这两种方法的综合运用，可以提高封缝处理的效果，减少路面的破坏。2适用条件当路面出现裂缝，首先要评定现有路面状况，同时还要根据裂缝的类型，当 地的气候条件，路面的结构，交通量的大小，维修计划等各类因素，综合确定最 佳的封缝措施。2.1 路面状况应采取哪种封缝措施，首先要根据路面的破损状况来确定，路面破损状况以 路面状况指数(PCI)作为评价标准。封缝措施只适用于以下两种情况：a)有足够的结构强度，能达到设计使用要求的路面；b)路面病害较轻的路面。在路面投入使用3至5年内，路面出现较小宽度的裂缝时应选择封缝措施进 行处理。当路面裂缝宽度超过20mm,不论密度如何，都不再适合再采用封缝措40封缝应用指南施。假如这些裂缝继续扩张形成坑槽，则应该选用其它类路面养护措施。附表A-1是裂缝宽度和密度的分级情况。附表A-1裂缝宽度和密度分级裂缝等级描述宽度轻微宽度处于2-10mm之间的单独裂缝，裂缝边缘未出现凹陷等变形现象。中等宽度处于10-20mm之间的单独或多重裂缝，以及宽度在10mm以下边缘出现凹陷等变形现 象的裂缝。严重单独或多重裂缝，有凹陷或或变形。裂缝宽度超过20mm,或低于20mm但边缘出现破碎 现象的裂缝。密度间歇裂缝率小于20%,横向裂缝间隔在30-40m之间。频繁裂缝率处于20-50%之间，纵向裂缝局部存在或分布于整个路面，横向裂缝间隔在20-30m 之间。严重裂缝率大于50%,横向裂缝间隔为10-20m。2.2 气候因素沥青路面封缝效果的好坏，主要由原始路面状况、密封剂质量和封缝工艺3 个因素决定。影响封缝工艺的因素主要有空气的温度和湿度、路面表面的温度和 湿度，以及密封剂的性能等。空气温度的改变将会造成裂缝水平位移发生周期性变化，从而导致密封剂受 到拉伸和挤压产生形变。在空气温度季节性差异较大的地区，沥青路面的裂缝是 活动性的，裂缝最大宽度出现在2月，最小宽度出现在6-8月。密封剂冬天被压 缩，夏天被拉伸，水平位移随着时间的不同在5mm至25mm之间变化。因此，封缝措施的施工最佳时期应为春季的4月至5月初，此时气候温和，密封剂受到 的拉、压应力均较小。在春季进行封缝施工，也有助于利用夏季的高温天气使密 封剂完全渗入裂缝内部和浸润裂缝表面。为防止密封剂填装受到露水的影响，封缝施工宜于早晨9:00之前完成。采 用热空气吹扫可较大程度上提高封缝效果。热空气吹扫是利用温度较高的压缩空 气吹扫裂缝，它可以有效地吹净裂缝中的灰尘、碎屑和杂物，而且还能将裂缝内 的潮气、水分蒸发掉，使裂缝完全干燥，同时还可进一步地加热裂缝壁面材料至41广东省高等级公路沥青路面预防性养护技术手册较高的温度，甚至可使被加热壁面材料至粘性状态。此时再进行密封剂填装，可 以大幅提高密封剂与壁面材料的粘结效果。2.3 裂缝密封和裂缝填封的确定原则裂缝密封和裂缝填封是两种不同的封缝工艺。“裂缝填封”主要应用于活动性的裂缝。裂缝填封的施工工序为：裂缝的开 槽，裂缝的清理和干燥，填装密封剂，封边修整。参考国外资料，“裂缝填封”的密封剂的选择以及封缝措施使用寿命的预判可参考如下：1在中等交通量情况下，对于中等宽度的活动性裂缝，可采用普通密封剂 进行填封，封缝有效期一般为1-3年。2在重交通量的情况下，对于中等宽度的活动性裂缝，可采用聚合物改性 沥青作为密封剂，封缝有效期一般为3-5年。3对于中等宽度的活动性裂缝，若采用改性的低模量橡胶沥青作为密封剂,封缝有效期一般可达到5-8年。“裂缝密封”主要应用于非活动性的裂缝。裂缝密封可以不开槽，利用