河北工业大学-某高速公路水泥砼路面的使用性能评定与改建设计研究-初稿_图文

1、河北工业大学城市学院毕业论文作者:学号:系:土木系专业:土木工程专业题目:某高速公路水泥砼路面的使用性能评定与改建研究指导者:宋金华教授(姓名 (专业技术职务评阅者:(姓名 (专业技术职务2013 年 6 月 1 日毕业论文中文摘要某高速公路水泥砼路面的使用性能评定与改建设计研究摘要:水泥混凝土路面是一种具有强度高和稳定性、耐久性好等优良特点的公路路面,我国国省干线、高速公路广泛采用该路面。然而近年来,由于大幅度增长的交通量和超重轴载的破坏,暴漏了以往水泥砼路面设计及施工中的一些漏洞,在许多地区,水泥混凝土路面破损的严重,路面服务质量极大地降低,需要对道路进行养护、维修乃至改建。对旧水泥砼路面

2、进行使用性能评定,乃至养护、维修和改造,提高其路面服务质量,已逐渐成为各地公路交通养护部门当前的一项重要任务。水泥混凝土路面使用性能包括功能性能、结构性能、结构承载能力、安全性能等几个方面。对高速公路水泥路面结构的使用性能进行评定一般采取明确和直接的使用性能评价分项指标。这些指标包括路面损坏状况指标、路面行驶质量指标、路面抗滑性能指标和路面结构强度指标。根据评定结果,对路面采取不同的养护措施。本文围绕水泥混凝土路面结构的使用性能评定与改建设计这一课题进行研究,加深对水泥混凝土材料的了解以及学习使用性能评定方法和路面设计方法。关键词:高速公路水泥砼路面路面使用性能评定改建设计English Ab

3、stracts of the Graduation thesis Certain Expressway of cement concrete pavement performance evaluation and design of reconstructionAbstract:Cement concrete pavement with high strength and stability, durability and other fine features, our national and provincial trunk highway widespread adoption of

4、the pavement. However in recent years, as substantial growth in traffic and overweight axle load of damage, storm drain in the past cement concrete pavement design and construction of some of the loopholes in many areas severely damaged cement concrete pavement, pavement greatly reduces the quality

5、of service , the need for roads maintenance, repair and even alterations. The old cement concrete pavement performance evaluation, as well as maintenance, repair and renovation, to improve their quality of service roads, road transport has become around the maintenance department currently an import

6、ant task.Cement Concrete Pavement Performance including functional performance, structural performance, structural bearing capacity, security, performance and other aspects. Cement pavement structure for highway use of performance to be assessed generally take clear and direct use of performance eva

7、luation sub-indicators. These indicators include road damage status indicators, quality indicators roads, pavement skid resistance pavement structural strength indicators and targets. According to evaluation results, on the road to take a different conservation measures.This paper focuses on the use

8、 of cement concrete pavement performance evaluation and reconstruction design of this research conducted to deepen the understanding of concrete materials and learn how to use performance evaluation methods and pavement design methods.Keywords:Expressway Cement Concrete PavementPavement Performance

9、Evaluation The Reconstruction Design目次1 绪论 (11.1 研究的目的及意义 (11.2 国内外研究现状. 错误!未定义书签。2 项目概况. 错误!未定义书签。3 检测方法及设计原则. 错误!未定义书签。3.1 调查、检测方法. 错误!未定义书签。3.1.1 调查与检测内容. 错误!未定义书签。3.1.2 调查与检测单元. 错误!未定义书签。3.1.3 调查与检测方法. 错误!未定义书签。3.1.4 调查与检测的数据记录. 错误!未定义书签。3.1.5 调查与检测设备. 错误!未定义书签。3.2 设计原则. 错误!未定义书签。4 路况调查、检测内容、结论.

10、 错误!未定义书签。4.1 路面破碎调查. 错误!未定义书签。4.2 结构强度、平整度及抗滑性能检测. 错误!未定义书签。4.3 路况调查、检测结论. 错误!未定义书签。5 病害治理设计方案. 错误!未定义书签。6 路面罩面设计方案. 错误!未定义书签。7 路面材料说明. 错误!未定义书签。7.1 沥青及沥青混合料材料要求. 错误!未定义书签。7.1.1 沥青及沥青混合料材料要求. 错误!未定义书签。7.1.2 SBS沥青防水层 . 错误!未定义书签。7.1.3 应力吸收层. 错误!未定义书签。7.2 沥青混合料组成设计试验技术要求. 错误!未定义书签。7.2.1 配合比设计. 错误!未定义书

11、签。7.2.2 沥青混合料性能试验. 错误!未定义书签。8 打裂压稳. 错误!未定义书签。结论 (30参考文献 (1致谢 (11 绪论水泥混凝土路面是一种具有强度高和稳定性、耐久性好等优良特点的公路路面,我国国省干线、高速公路广泛采用该路面。然而近年来,由于大幅度增长的交通量和超重轴载的破坏,暴漏了以往水泥砼路面设计及施工中的一些漏洞,在许多地区,水泥混凝土路面破损的严重,路面服务质量极大地降低,需要对道路进行养护、维修乃至改建。对旧水泥砼路面进行使用性能评定,乃至养护、维修和改造,提高其路面服务质量,已逐渐成为各地公路交通养护部门当前的一项重要任务。1.1 研究的目的及意义目前,我国很多水泥

12、混泥土高速公路路面普遍存在着损坏速度过快、大中修养护周期过短的问题,现实中路面的平均使用寿命不到设计寿命的一半,有的甚至刚到30%。针对这一现象,本次研究的主要目的就是希望通过学习和研究以往的理论和工作经验,了解和掌握一套对系统化、标准化、科学化的高速公路水泥砼路面的使用性能评定方法。进而再根据宣大高速路面使用性能的评定结果,来确定对路面要采取何种的维修或改扩建设计。科学化、精确化的高速公路水泥砼路面使用性能评定结果,可以使我们对旧的公路路面的受损情况得到更加准确、更加清晰的认识,从而可以得出科学准确的、切实可行的养护和改建设计方案,以缩短工期,节约工程经费,从而减少不必要的人力物力的浪费。希

13、望本次的论文研究可以对以后的高速公路路面养护和改建具有一定的建设意义。1.2国内外研究现状目前,比较流行的路面使用性能评价方法主要有以下三种:(1基于回归模型法的路面使用性能评价回归模型是在研究路况综合评价指标与各种影响因素的基础上,对大量的统计数据进行分析,建立它们之间的函数关系模型1。回归模型法有实测数据做为基础,具有一定的科学性和准确性。但是,路面状况是及其复杂的,在现实使用中存在着极大的随机性,数据具有偶然性,因此统计数据会存在比较大误差。次外,在路面调查检测中还会有一些主观因素干扰,所以,单单使用回归分析难以准确地表达路面状况产生的因素与结果,这样会使评价结果不够精准。其次,回归分析

14、一般采用的是最小二乘估计,计算过程复杂,操作繁琐。加拿大的路面质量指数PQI 与舒适性指数RCI、日本的路面养护指数MCI 与路面处治指数PRI 以及我国使用的PQI、PCI、RQI 都属于此类,本文研究的也是此类方法。(2基于系统分析法的路面使用性能评价法层次分析法将复杂问题中的各种因素划分为相联系的有序层次,使之条理清楚。模糊数学的方法则免了部分的含混与模糊性。这两种方法要用到专家调查评分,由于人为的因素,经常出现不同的人对相同路段的评价完全不同的结果,造成了判断结果的差异。评价的客观性不强,难以得出公正的路况评价。(3基于灰色理论的路面使用性能的评价方法灰色理论的引入与应用,较好地解决了

15、路面使用性能评价指标复杂、模糊的问题,这也是目前较为先进、科学的一种评价方法。但其权函数仍然要由各指标的经验范围来确定,评价结果是各个指标聚类分析的总和,存在着评价结果平均化的嫌疑,而且当各个聚类相差不大时,难以取舍。随着科学技术的高速发展,路面使用性能的评价方法也越来越多,日趋完善。目前,有人将集对分析、遗传算法、神经网络等方法引入到公路工程中,但这些方法侧重于路面结构的优化、路面使用性能的预测等方面,而且这些理论本身也存在着不足,尚未达到推广的高度,还需要更加深入的研究与改善。2. 项目概况宣大高速公路自宣化起,该路自宣化起,经化稍营镇、阳原市至山西省界,全里程127.8公里,概算设计投资

16、35.34亿元,是我国晋煤外运的主要通道。全路段为四车道的高速公路,分期建设,1996年正式开工,历时四年建成通车,是河北省建设的第一条山区重载高速公路,同时也是是国家“九五”重点公路建设项目,是东北、华北连接西部地区以及晋煤外运的黄金通道。宣大高速公路三期路段自2000 年通车。由于交通量日益增大以及重载、超载车辆的增加,路面出现不同程度的病害,如纵向裂缝、横向裂缝、碎板、网裂、沉陷、错台等路面病害,尤其是北京方向(该方向车道一般均为拉煤的重载卡车,且超载严重,是该路的重车道路面病害更加严重,路面使用性能极大地降低,严重影响了道路的行车舒适与安全。为了恢复乃至提高路面服务水平,延长路面的使用

17、寿命,降低以后修补养护成本,经过评定和论证后,决定对原水泥混凝土路面进行加铺改性沥青混凝土层。3. 设计方法及原则3.1调查、检测方法3.1.1 检测与调查内容路面检测包括四项指标,分别为路面损坏、平整度、抗滑性能和结构强度。在这四项指标中,路面结构强度为抽样检测指标。3.1.2检测与调查单元(1本次检测的基本检测单元以1000m路段划分。(2路面使用状况数据按两个方向分别检测,两方向为上行方向(桩号递增方向和下行方向(桩号递减方向,以此记录。(3采用快速检测方法检测路面使用性能评定时,每个检测方向至少检测一个主要行车道。3.1.3 检测与调查方法(1路面损坏状况检测路面破损调查应选派有经验的

18、技术人员进行实地踏勘,结合皮尺测量,然后准确地描述出本项目段内的路面病害类型、位置、范围及程度,并将本路段的路面病害平面图现场绘制出来。调查时,调查范围为所有行车道,不能抽样检测,调查人员应按规定的损坏类型实地调查。调查及汇总数据,有标准的表格,数据应及时准确地记录在表格内。路面损坏检测数据以100m为单位长期保存。(2路面平整度检测路面平整度可采用快速检测设备,和高精度的断面类检测设备。路面平整度检测设备必须定期标定,每年至少标定一次,标定的相关系数应大于0.95。路面平整度检测数据以100m为单位长期保存。(3路面抗滑性能检测路面抗滑性能检测采用基于横向力系数的路面抗滑性能检测设备或其他具

19、有可靠数据标定关系的自动化检测设备。检测设备必须定期标定,每年至少标定一次。路面抗滑性能检测数据(横向力系数以20m为单位长期保存。(4路面结构强度检测路面结构强度检测采用自动检测设备检测。自动检测时,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,每年至少标定一次,标定的相关系数不得小于0.95。弯沉检测数据以20m为单位长期保存。因为是抽样检测,所以检测范围可控制在养护里程的20%以内。3.1.4 调查与检测的数据记录因为宣大高速公路为水泥路面,所以路面损坏分四大类。记录方式如下:(1水泥混凝土面层断裂类病害(一贯穿水

20、泥混凝土面层的断裂裂缝,按裂缝出现的方位和板断裂的块数,分为下列4中病害。1 平行或近于路面中心线的纵向裂缝。2 垂直或斜向路面中心线的横向或斜向裂缝。3 从板角隅到斜向裂缝两端的距离小于1.8m的角隅断裂。4 两条以上裂缝交叉,使板断裂成3块以上的交叉裂缝和断裂板。 (二纵向、横向或斜向和角隅断裂病害,按裂缝缝隙边缘碎裂程度和裂隙宽度,可分为下列3个轻重程度。轻微裂缝边缘无碎裂或错台的细裂缝,裂缝宽度小于3mm;填封良好、边缘无碎裂或错台的裂缝中等裂缝边缘中等碎裂或错台小于10mm的裂缝,且裂隙宽度小于15mm 严重裂缝边缘严重碎裂或错台大于10mm的裂缝,且裂隙宽度大于15mm(三交叉裂缝

21、和断裂板病害,按裂缝等级和板断裂的块数可分为下列3个轻重程度等级。轻微板被轻微裂缝分割成23块中等板被中等裂缝分割成34块,或被轻微裂缝分割成5块以上严重板被严重裂缝分割成45块,或被中等裂缝分割成5块以上(2水泥混凝土面层竖向位移类病害(一水泥混凝土面层的竖向位移,按产生原因的不同分为下列2中病害。1 沉陷2 胀起 (二沉陷和胀起病害,按其对行车的影响可分为下列3个轻重程度等级。轻微车辆以限速驶过时仅引起无不舒适感的轻微跳动中等车辆驶过时有产生不舒适感的较大跳动严重车辆驶过时产生过大的跳动,引起严重不舒适或不安全(3水泥混凝土面层接缝类病害(一水泥混凝土路面板接缝处的损坏,按损坏的形态和影响

22、范围可分为下列6种病害。1 接缝填缝料损坏。2 纵向接缝张开3 唧泥和板底脱空。4 错台。5接缝碎裂。6 拱起。 (二接缝填缝料损坏,按填缝料出现老化、挤出、缺损的情况,可分为3个轻重程度等级。轻微整个路段接缝填缝料情况良好,仅有少量接缝出现上述损坏中等整个路段接缝填缝料情况尚可,1/3以上的接缝长度出现上述损坏,水和硬质材料易渗入或挤入严重接缝填缝料情况很差,1/3以上的接缝长度出现上述损坏,水和硬质材料能自由渗入或挤入,填缝料能立即更换(三纵向接缝张开病害,按接缝的张开量可分为2个轻重程度等级。轻微接缝张开10mm以下严重接缝张开10mm以上(四唧泥和板底脱空病害,可分为两个轻重等级轻微车

23、辆驶过时,有水从板缝或边缘外唧出,或者在板接(裂缝或边缘的邻近表面残留有少量唧出材料的沉淀物严重在在板接(裂缝或边缘的表面残留有大量唧出材料的沉淀物,车辆驶过时,板有明显的颤动和脱空感(五错台病害,按相邻板边缘的高差大小可分为3个轻重程度等级轻微错台辆小于5mm中等错台辆5-10mm严重错台辆大于10mm(六按缝碎裂病害,按碎裂范围和程度可分为3个轻重程度等级轻微碎裂仅出现在接缝或裂缝两侧8cm范围内,尚未采取临时补救措施中等碎裂范围大于8cm,部分碎块松动或散失,但不影响或危害轮胎严重影响行车安全或危害轮胎(七拱起病害的轻重程度等级,与4.2.2条相同(4水泥混凝土面层表层类病害(一水泥混凝

24、土面层的表层损坏,可分为下列5种病害1磨损和露骨2纹裂.网裂和起皮3活性集料反应引起的网裂4粗集料冻融裂纹5坑洞 (二磨损和露骨病害,按磨损或露骨的深度分为2个轻度程度等级。轻微磨损、露骨深度小于等于3mm严重磨损、露骨深度大于3mm(三纹裂、网裂和起皮病害,按是否出现起皮和起皮病害的面积,可分为3个轻重程度等级。轻微板的大部分面积出现纹裂或网裂,但表面状况良好,无起皮中等板出现起皮,面积小于等于混凝土板面积的10%严重板出现起皮,面积大于混凝土板面积的10%(四活性集料反应病害可分为三个轻重程度等级。轻微板出现网裂,面层可能变色,但未出现起皮和接缝碎裂中等出现起皮和(或接缝碎裂,沿裂缝和接缝

25、有白色细屑严重出现起皮和(或接缝碎裂的范围发展到影响行车安全或危害轮胎,路表面有大量白色细屑(五集料冻融病害可分为三个轻重程度等级。轻微裂纹出现在缝活自由边附近0.3m范围内,缝未发生碎裂中等裂纹出现在缝活自由边附近范围大于0.3m,受影响区内缝出现轻微或中等碎裂严重裂纹影响区内裂纹出现严重碎裂,不少材料散失(六坑洞病害不分轻重程度等级(七修补损坏病害按修补处再次出现的损坏情况,分为3个轻重程度等级。轻微轻微破损或边缘处有轻微碎裂中等轻微裂缝或车辙、推移,边缘处有中等碎裂和10mm以下错台严重出现严重裂缝、车辙、推移活错台,需重新进行修补3.1.5 检测与调查的设备(1路面抗滑性能检测车(Ri

26、CS,以车流速度(080km/h快速采集路面的横向力系数(SFC数据,是路面安全性评价的重要设备。(2路况快速检测系统(CiCS是交通部西部交通建设科技项目和国家高技术研究发展计划(863计划研究成果,该设备能以车流速度(0100km/h,快速、准确地采集路面损坏、路面平整度、路面车辙、纹理深度和前方图像等指标,与之配套的路面损坏识别系统(CiAS软件能自动识别CiCS检测图像。(3路况数据采集仪:用于快速记录路基、路面、桥隧构造物和沿线设施损坏(类型、数量、位置的便携式设备。3.2 设计原则1 在进行路面设计时应该认真做好现场资料收集,掌握其沿线路基特点,查明路基干湿类型,对地质状况不良的路

27、段合理处理之后,进行路基路面综合设计。2 在满足预期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、方便施工的路面结构方案。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 设计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,积极推动旧面层和基层的再生利用,应保护施工人员的健康和安全。以上是设计路面的一般原则,在遵守上述原则的前提下,具体到本路段改建方案,重点是加铺层设计以及控制反射裂缝。加铺层在铺筑前应对旧水泥混凝土面板进行病害处理,更换破碎面板,修补和填封各种裂缝,

28、并将错台用机器磨平,对于底板脱空应回填灌浆封填脱空,清除水泥表面松散的碎屑和油迹,在接缝中有失效的填缝料和杂物的应剔除并重新封缝。在做沥青混凝土加铺层时,混凝土板的裂缝、缩缝、纵缝等病害常常反射到沥青混凝土面层上,因此防止和控制反射裂缝是沥青混凝土加铺层设计和施工的重点。反射裂缝的产生原因,是混凝土板块在温度或荷载作用的情况下产生水平或竖向位移,带动上方的沥青加铺层应摩擦力的作用产生应力集中造成的。旧水泥混凝土面板在温度影响产生位移是因为:旧是水泥面板因温度改变收缩膨胀时,沥青加铺层与旧水泥面层之间产生摩擦力,随之在摩擦力的作用下产生相应的变形,并形成裂缝。水泥板块的裂缝或接缝越大,板块的温度

29、改变频率越大,那么板块与加铺层之间摩擦作用越强,加铺层随之出现的应力就越大,裂缝就越容易产生。旧水泥混凝土面板在荷载影响产生位移是因为:当在裂或接缝处产生荷载时,板块边缘会随应力向下产生弯沉,荷载减少或消失后,板块则恢复向上位移,一下一上,周而复始,便在裂缝或接缝的两侧出现弯沉差,进而是上面加铺层产生较大的弯拉应力和剪切应力,也就是疲劳荷载,当改荷载过大时,沥青加铺层在裂缝或接缝处便会出现裂缝。针对上述分析,采取相应的预防和延缓措施:适当增加沥青混凝土加铺层的厚度。适当的厚度,一方面降低水泥混凝土板块的温度变化,减弱加铺层的拉应力;另一方面可以增加路面结构的弯曲刚度,减少弯沉差,减弱剪切应力。

30、再有对于较厚的加铺层,裂缝由底面扩展到顶面需要经历较长的距离,从而延长使用寿命。一般来说增加加铺层厚度可以降低弯沉量,每1cm厚密级配沥青混凝土加铺层约降低2%的弯沉量(最高可达4%5%。需强调,加铺层就是减缓反射裂缝、提高路面的使用功能而考虑的,加铺层下面的水泥混凝土面板还是对荷载起到主要的承载作用。4、路况调查、检测内容、结论本项目沥青/水泥混凝土路面状况调查与检测主要包括以下几方面内容:原路面破损调查;结构强度、平整度及抗滑性能检测;钻芯、挖探及相关试验等。4.1路面破损调查4.1.1路面损坏(PCI路面损坏用路面损坏状况指数(PCI评价,PCI 按式(1-2、式(1-3计算。PCI=1

31、00-a 0DR a1 (1-2i i ii 1ADR 100A= (1-3式中:DR 路面破损率(Pavement Distress Ratio,为各种损坏的折合损坏面积之和与路面调查面积之百分比(%; Ai 第i 类路面损坏的面积(;A 调查的路面面积(调查长度与有效路面宽度之积,; i 第i 类路面损坏的权重,水泥路面按表1-2取值 a0 水泥混凝土路面采用10.66; a1 水泥混凝土路面采用0.461;i 考虑损坏程度(轻、中、重的第i 项路面损坏类型; i0 包含损坏程度(轻、中、重的损坏类型总数;表1-2 水泥路面损坏类型和权重 4.2结构强度、平整度及抗滑性能检测4.2.1 路

32、面行使质量(RQI路面平整度用路面行使质量指数(RQI评价,按式(1-4计算。1a IRI0100RQI 1a e=+ (1-4式中:IRI 国际平整度指数(International Roughness Index,m/km;a 0高速公路和一级公路采用0.026,其他等级公路采用0.0185; a 1高速公路和一级公路采用0.65,其他等级公路采用0.58。表1-3 路面行驶质量的评价标准等级评价指标优 良 中 次 差IRI(m/km4.0(4.0,6.0 (6.0,8.0 (8.0,10.010.0>行驶质量指数RQI74.143.8,74.1 17.5,43.8 5.5,17.5

33、5.5<4.2.2 路面抗滑性能(SRI路面抗滑性能用抗滑性能指数(SRI评价,按式(1-6、(1-7计算。1minmin a SFC0100SRI SRI SRI 1a e-=+ (1-6 SFC = 1.98*BPN-34 (1-7错误!未指定书签。式中:SFC 横向力系数(Side-way Force Coefficienf;SRI 标定参数,采用35.0;a 0模型参数,采用28.6; a 1模型参数,采用-0.105。表1-6 沥青路面抗滑性能指数(SRI评价标准等级评价指标优良中次差SFC5040,50 30,40 20,30<20SRI91.580.5,91.564.

34、2,80.5 49.1,64.2<49.14.2.3路面结构强度(PSSI路面结构强度用路面结构强度指数(PSSI评价,按式(1-8 、(1-9计算。1a SSI0100PSSI 1a e =+ (1-8dSSI l l =(1-9式中:SSI 路面结构强度系数(Structure Strength Coefficient,为路面设计弯沉与实测代表弯沉比; l d 路面设计弯沉(mm; l 0实测代表弯沉(mm; a 0模型参数,采用15.71; a 1模型参数,采用-5.19。河北工业大学城市学院本科毕业论文初稿表1-7 高速公路路面结构强度评定标准等级评价指标优良中次差强度系数SSI

35、 1.00.83,1.0 0.66,0.83 0.5,0.660.5<4.3路况调查、检测结论路面检测记录如下:河北工业大学城市学院本科毕业论文初稿18表3-1 路面破坏调查表代表路段病害面积3 4 5 67、89 10 11 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28裂缝类 龟裂 275.4 2 283 158 10 198 765.6 22 43 不规则裂缝1 2.2 101 182.5 4 623 534.5 82 45 纵裂 1.4 2.7 155.5 3.6 1 101.1 156.6 30.6 2 14.2 6.5 129.2 1

36、24.8 201.8 219.6 4.6 横裂 32.2 2.1 105 6.8 141 20.3 10.4 12.2 9 145.8 48.6 20.0 2.4 19.4 24.0 41.6 25.6 298.8 84.2 57 76.7 2.3 松散类坑槽0.40.53.3松散 3 40其他类泛油修补损失2029 6病害总面积 32.2278.9 107.7165.3146.8 20.3 10.813.2 494.1 642.989.222 20.6 25.6 24 991.8 3480604.6404.1 5781.342.3病害面积与调查面积百分比(%0.31 2.661.031.57

37、 1.400.19 0.100.13 4.71 6.120.85 0.210.20 0.25 0.23 9.45 33.14 5.76 3.850.54 0.770.40代表路段弯沉值测定结果平整度测定结果(IRIBPN测定结果弯沉平均值0.01mm偏差系数%代表值0.01mm最大值最小值平均值偏差系数%最大值最小值平均值偏差系数%3 10.951 38.21 17.833 行车道 2.2 0.761.42731.8664 51 56.6 4.858 超车道 1.0 0.66 0.8213.194 13.146 80.82 30.624 行车道3.250.96 1.9836.3959 47 5

38、3.2 5.175 超车道2.891.522.2319.995 19.268 33.17 29.781 行车道2.421.221.90722.6152 41 48.1 4.502 超车道1.020.740.82711.736 10.098 32.63 15.518 行车道1.91.121.47316.1742 33 39.8 4.324 超车道1.621.221.4279.647 10.707 27.44 15.113 行车道0.920.70.77310.74 42 33 36.4 3.665 超车道8 9.537 27.23 13.433 行车道1.00.640.83814.83 42 35

39、 39.0 2.923 超车道9 8.854 29.92 12.827 左幅1.840.721.19429.2648 42 43.2 2.440 右幅1.340.720.94720.8610 10.171 39.47 16.193 左幅1.260.861.04511.1459 45 52.4 7.974 右幅 2.5 0.781.34639.0411 9.634 35.46 14.758 左幅1.760.781.16227.5450 34 44.1 5.934 右幅2.461.421.84817.5414 左幅3.131.722.44319.8938 33 36.3 3.215 右幅2.621

40、.381.95618.8915 27.341 24.14 37.241 左幅1.781.381.6077.8528 21 24.5 2.741 右幅1.981.18 1.5619.3816 9.805 48.25 16.901 左幅2.180.961.42429.3350 31 40.5 9.924右幅1.920.861.24924.3417 15.707 38.8 24.849 左幅1.20.800.97615.1143 31 36.2 4.006 右幅1.420.94 1.1312.2918 18.146 29.63 26.211 左幅1.920.881.37624.2545 38 40.

41、8 2.981 右幅2.770.86 1.4848.2819 18.67 35.37 28.576 左幅2.040.91.36628.3652 33 47.7 6.679 右幅 2.1 0.64 1.1237.9920 9.538 35.91 14.676 左幅2.340.821.16437.6152 35 43.3 7.593 右幅1.740.700.97432.2921 32.025 27.78 45.369 17-18左幅3.571.682.78219.143 33 37.4 3.266代表路段弯沉值测定结果平整度测定结果(IRIBPN测定结果弯沉平均值0.01mm偏差系数%代表值0.0

42、1mm最大值最小值平均值偏差系数%最大值最小值平均值偏差系数%22 37.75629.9954.74217-18右幅6.181.783.18436.3748 30 40.66.98823 33.37548.8657.83919-20左幅3.411.682.43318.6950 33 39.95.44924 35.87838.4356.56319-20右幅3.031.662.29216.7350 30 39.16.29125 9.39 30.24 13.65 左幅2.040.961.32222.757 38 47.17.291 右幅2.140.941.34429.6826 9.341 32.27

43、 13.864左幅1.920.961.34822.0552 37 46.85.598 右幅1.81.021.38217.3327 10.68327.7815.136左幅1.720.961.32722.0150 35 44.15.971右幅1.620.781.24222.6728 24.8 29.84 35.898左幅1.180.780.91815.066 49 55.96.861 右幅1.020.640.87816.96运用上述公式对以上数据进行处理并根据各项指标的评定标准来对各路段进行评定,得到下表:调查路段使用性能评定表路段路面状态指数(PCI路面强度系数(SSI路面行驶质量指数(平整度路

44、面抗滑(BPN路面综合评价PCI质量等级SSI质量等级RQI质量等级SRI质量等级PQI质量等级3 95.115 优 1.682 优93.832 优99.617 优95.747 优4 83.253 良0.980 良90.026 优99.167 优88.736 良5 89.265 优 1.007 优91.759 优97.399 优91.521 优6 87.004 优 1.933 优93.832 优86.218 良91.596 优7 87.650 优 1.985 优95.880 优76.931 中91.715 优8 87.650 优 2.233 优95.710 优84.776 良92.437 优9

45、 96.051 优 2.339 优94.652 优93.431 优95.821 优10 97.031 优 1.853 优94.130 优98.982 优96.495 优11 96.762 优 2.033 优92.045 优93.678 优95.046 优14 75.659 良88.713 优76.616 中69.627 次15 75.390 良0.806 中93.119 优31.922 差78.922 中16 90.319 优 1.775 优93.843 优87.377 良92.863 优17 95.834 优 1.207 优94.859 优75.591 中93.610 优18 96.024

46、优 1.145 优93.629 优89.224 良94.387 优19 95.582 优 1.050 优94.057 优96.803 优94.807 优20 94.602 优 2.044 优94.750 优92.773 优95.282 优21 69.524 中0.661 中86.311 优79.967 中76.802 中22 61.976 中0.548 次82.921 优87.410 良71.438 中23 76.017 良0.519 次88.777 优86.444 良78.028 中24 80.295 良0.530 次89.659 优83.865 良79.847 中25 91.956 优 2

47、.198 优94.137 优96.669 优94.504 优26 90.625 优 2.164 优93.999 优96.410 优93.956 优27 93.060 优 1.982 优94.198 优93.774 优94.619 优28 0.836 良95.491 优99.540 优60.595 次5. 病害治理设计方案综合上诉路段路面使用性能评定,结合实际经验,建议方案:对原路面各种病害进行有针对性的重点处治后,加铺改性沥青混凝土层。跟据路面破损调查和承载力平均弯沉值,参考现行规范,决定对旧水泥混凝土路面病害治理方案如下:原路面状况评价等级平均弯沉值(0.01mm修补方法路面破损状况优、良2

48、045更换破碎板,修补开裂板块、脱空板灌浆,是处治后的路段代表弯沉值低于20(0.01mm,然后加铺沥青层中等及中等以下>45采取打裂活各种破碎技术将混凝土打碎、压实,加铺沥青层接缝传荷不足D6压浆填缝,或采取打裂工艺消除垂直、水平方向变形,然后加铺沥青层板底脱空灌浆或打裂工艺、压实,消除垂直、水平方向变形,是路面稳定,然后加铺沥青层结合现行规范和实际工程经验,从使用性能和养护管理、经济成本等多方面比较,应对旧路面混凝土面板进行有针对性的处治后加铺沥青混凝土罩面。6. 路面罩面设计方案根据以往高速公路沥青路面的建设经验,沥青加铺层厚度不宜小于10cm,综合考虑后,设计路面加铺层结构:4c

49、mAC-13C改性沥青混凝土SBS改性沥青防水层8cmAC-20C 改性沥青混凝土SBR改性乳化沥青粘层2cm应力吸收层2cmAC-10F细粒式沥青混凝土调平层(一般路段可不采用本层,在标高差异较大路段可采用本结构层乳化沥青透层冲击碾压后的水泥混凝土路面SBS改性沥青防水层经过以前工程的经验能有效的防治水渗入路基。应力吸收层采用的沥青是美国科氏沥青材料公司提供的STRATA专用聚合物改性沥青,其具有良好的消解水泥混凝土板块接缝处的应力集中现象,可有效地防止水泥混凝土面板由于温缩而引起的加铺层反射裂缝。其良好的弹性和抗疲劳性能可使水平位移在较宽的范围内分散,使裂缝不会很快失稳扩展,延缓裂缝反射的

50、速度。实验证明,STRATA应力吸收层+沥青混凝土结构形式能够很好地抵抗水泥混凝土面板的反射裂缝。细粒式沥青混凝土调平层一般路段可不采用,在标高差异较大路段可采用此结构层调平。7、路面材料说明7.1 沥青及沥青混合料材料要求7.1.1沥青及沥青混合料材料要求设计合理的沥青混合料是优质沥青路面工程的保证,而良好的原材料则是优良路用性能的根本保证, 为满足加铺层抗反射裂缝的要求,必须把好原材料的关。本研究采用的原材料与施工现场的原材料是完全相同的, 同时采用的沥青混合料级配也是一样的, 进一步对生产配合比的合理性进行验证。(1沥青宣广高速公路改建工程上面层采用SBS改性沥青,具体试验指标和技术要求

51、见表1。 (2集料集料上面层选用玄武岩, 而中下面层选用石灰岩, 其物理力学性质见表2表5。 (3矿粉矿粉选用石灰岩矿粉, 其技术性质见表6。 7.1.2 SBS沥青防水层SBS改性沥青具体技术指标应满足下表要求。 7.1.3应力吸收层本工程使用的是美国科氏沥青材料公司提供的STRATA专用聚合物改性沥青,其主要技术指标见表1。Strata应力吸收层混合料性质见表2。STRATA应力吸收层结合料技术指标表1 7.2沥青混合料组成设计试验技术要求7.2.1配合比设计(1混合料的级配在选定沥青混合料的原料后, 沥青混合料的路用性能,就主要决定于集料的级配组成, 沥青混合料由于集料的级配不同, 可以

52、形成不同的组成结构。对于沥青混合料, 参考大量的实际工程经验, 再结合旧路改建的特点, 根据规范要求,上面层推荐采用AC- 13C 型级配,下面层沥青混合料推荐采用AC- 20C 型级配。根据以往旧水泥混凝土路面加铺沥青面层的经验, 在铺筑下面层之前应该铺筑应力吸收层以防治沥青面层出现射裂缝,建议采用2cm 的STRATA专用聚合物改性沥青作为应力吸收层,另外在应力吸收层下根据需要可适当设置2cm的AC- 10F作为找平层。为了确保试验混合料性能的准确性, 试验之前将集料按照筛孔进行筛分, 在沥青混合料进行配合比设计和性能试验时, 应严格按照各筛孔的比例进行配料, 参照表7中列出了各种目标级配的级配范围及级配中值。 (2最佳油石比的确定按照公路沥青路面施工技术规范( JTJ F40- 2004 马歇尔设计方法确定沥青混合料最佳油石比, 最终上面层AC- 13C最佳油石比为4.6%, 下面层AC- 20C 最佳油石比为4.1%, 调平层AC- 10F沥青混凝