浅谈美国公路路面养护

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1路面翻新罩面美国人部分高速公路是在1955年到1980年这段时间建成的，美国高速公路沥青路而设计寿命是20年，如今，上个世纪修建的沥青路面基本上都过了设计寿命年限，普遍进入大、中修期。许多道路产生破坏后，都是通过罩面来恢复这些路面的使用性能的。沥青路面罩面维修非常重要，它可使道路结构始终处于一个完好的状态。美国沥青路面出现结构性损坏的主要原因是道路局部疲劳损坏和结构性车辙，虽然清除整个路面结构层可以彻底解上述决问题,但这种办法通常造价昂贵，而且耗时非常长。不管是州际公路，还是各州内普通公路，现在美国道路翻新维修采取最多的办法是先铳创，然后再罩面。2沥青路面再生在美国，沥青路面现场热再生应用得比较多，但厂拌热再生的应用则更为广泛。厂拌热再生能精确控制沥青混合料中各成分的配比，再生混合料可变性比较小，质量冇保证，因此,这种再生技术是美国沥青路面热再生的主流。现场热再生除了再生沥青混合料稳定性无法精确控制之外，还存在一定的环境污染问题。在环境保护要求较高的美国，这种技术只是在一些非常特殊的情况卜•或在一些特殊路段中应用。3长寿沥青路面的研究长寿沥青路面在美国是一个被广泛关注和讨论的问题，美国路血沥青路血联盟APA最早提出了永久性路面(Per2petualPavement)的概念，并由具组织美国国家沥青路面联盟NAPA、美国沥青协会AI及36个州的沥青联盟协会进行永久性路面设计方法研究，实际上是欧洲长寿命沥青路面设计理念的发展，冇些州也直接称为长寿命沥青路|ftl(Long-lifeAplhaltRoads)o冃前欧洲、美国及tl本等修建高速公路较早的国家，已经把沥青路面的设计寿命提高到40年至50年，从费用(包括建设费用、养护费用、使用延误费用等)和单位时间分担的费用來看，较长寿命的路面方案是经济的。美国的设计理念认为半刚性基层是加固路基的材料，强度不需要太高，越是重载交通越是采用柔性基层，因为柔性基层对重载交通的敏感性低而且不存在反射裂缝问题；沥青而层是主要承力层，根据最新的研究成果，当沥青而层达到一定厚度，层底就不会遭受疲劳破坏，便用年限内只会产生上表面的裂缝，只需要简单的罩面即可，维修费用低、延误少。增加沥青路面寿命的途径是增加沥青层特别是沥青混合料基层的模量，增加沥青混合料基层厚度。美国的加利福尼亚州、伊利诺斯州、密歇根州、威斯康星州、得克萨斯州、肯塔基州、俄亥俄州、弗吉尼亚洲都在进行长寿命沥青路而研究。从2002年起进行的试验，尽管还没冇确切的实验结果，但是从沥青路面结构上无一例外采用的沥青层厚度超过了20cm,个别试验路沥青层厚度达到了40cmo同时沥青层下绝大多数为无结合料的粒料类柔性基层。4路面维修对策和方案的选择4.1资料的收集美国工程师在制定路面维修方案时，首先要收集修复工程需要的各种信息资料：(1)设计资料。包括路面的结构类型、厚度、路面各层的材料组成、排水系统及以往进行 的修复活动。(1)施工资料。対原有路血施工过程的调查，便于了解当前路血的损坏情况，资料主要通过施工日志和外业记录获得。(2)交通量资料。通过对过去、现在和将來预期交通量的增长情况进行分析，有助于判断F1前路面剩余的结构性能和满足将来通行需要的服务性能。(3)坏境资料。主耍包括降雨量、气温和冻融情况，这些因索作用在路面材料和路面的各个面上，会影响材料的整体性、结构质量及行车感觉。(4)路面状况。主耍了解路面损坏的类型、数量、程度和位置，必要时可运用破坏性的和非破坏性的检测手段以确定路表以下的结构状况和材料性质。另外一些路面信息可视修复工程需要來进行调查，这些信息资料有路面防滑性能、事故发牛率、路基情况、早期养护情况等。4.2路面状况评价获得修复工程所需信息资料后就可据此对目前的路面状况进行评估，以确定路面损坏的原因，了解路而损坏的原因有助于找出更有效、更彻底的解决办法。路而状况评估内容包括:(1)结构状况和功能状况。在评估工作中，工程师首先应判定路面的结构状况。路面结构上的恶化会导致路面承载力的降低，水泥混凝土路面结构损坏表现为板角断裂、唧泥、连接失效等情况；沥青路面结构损坏表现为路面开裂、横纹、车辙等现彖。路而功能状况是表示路面的服务质量，最主要的是驾驶质量。这属于一种主观性的指标，功能性损坏包括那些影响驾驶质量的路面病害，如坑槽。但这并不意味着路面的结构性能有所下降。随着通车时间和累积荷载的增长，路面的承载力会不断下降，若路面的结构性能过多丧失，则需要进行较厚的表层翻修或路面重建。(2)材料悄况。材料问题，诸如硅一碱反应及混凝土D形开裂会显著降低混凝土而层的整体性，材料剥离和松散会影响沥青面层的整体性。(3)排水情况。评估路面的排水情况比较简单。边沟和排水系统泄水口的状况也是评估工作重要的参照。(4)车流分布均匀度。许多四车道公路的外侧车道要比内侧车道的损坏速度更快，修理工作也可只限于那些需要修理的车道，这将人大节省开支。4.3路面修复方案的最终确定经过评估后就可以着手制订修复方案。针对不同的路面病害,多年来美国工程师总结出成熟的养护対策。路面养护维修对策表，见表1(略)，推荐了路面各种损坏状况对应的处理方法，初步选择出一•些适用的修复方案后，下一步是要比较它们的使用期成本，这种比较涉及所有成本项目，包括建设成本、未来养护成本以及为了达到预期设计使用年限而需要进行 的翻新工程的成木。在对使用期成木进行分析后，进行成本比较，成本比较冇两种方法:“现值比较”和“年平均成本比较雹“现值”是指将所选修复方案的全部原始成木和未来成木以一定折现率换算为当前现金的数额，现值比较方法要求各利I修复策略所拟定的分析年限和同。“年平均成本”是通过现值除以分析年限所获得的，运用年平均成本分析方法可以比较那些服务期限不同的方案，这种方法对于路而修复工程来说是很适用的，因为各种修复方案的预期使用年限是不同的。通过进行成本比较就可最终确定合适的修复方案即最优化的方案。