課程設(shè)計---公路水泥砼路面加鋪方案設(shè)計

1、<p><b>　　課 程 設(shè) 計</b></p><p>　　課程:公路養(yǎng)護技術(shù)與管理</p><p>　　題目: 公路水泥砼路面加鋪方案設(shè)計</p><p>　　姓名: </p><p>　　班級: </p><

2、p>　　指導老師: </p><p>　　年 月 日高速公路水泥砼路面加鋪方案設(shè)計</p><p>　　1 項目背景 某高速公路是我省重要的交通主干道，承擔著重要的客、貨運任務(wù)。自1998年7月建成并正式通車至今，已經(jīng)歷時8年時間，隨著沿線經(jīng)濟社會的持續(xù)、快速發(fā)展，此高速公路的交通流量不斷增大，特別是超載、重載交通的增

3、加，給此高速公路路面造成了不同程度的破壞，使得養(yǎng)護維修工作變得日益嚴峻起來。 此高速公路原路面結(jié)構(gòu)：全線采用水泥砼路面，面層為25cm厚的水泥砼，基層為18cm厚的水泥穩(wěn)定砂礫基層, 底基層為15cm厚的水泥穩(wěn)定砂礫，路面寬度為24m，共雙向4車道。由于此高速公路路面設(shè)計使用年限為30年，為此，按照《公路水泥砼路面設(shè)計規(guī)范》（JTG D40-2002）的要求，在此期限內(nèi)，路面應該能夠滿足預測標準累計軸載承載力，并允許在該期限內(nèi)進

4、行一次恢復路表功能的維修（罩面）。 對于此高速公路而言，目前已經(jīng)通車7年半時間，路面出現(xiàn)了多種病害，該高速公路交通量逐年增大，加之超載、重載車輛增多，水泥砼路面出現(xiàn)了坑槽、裂縫、斷板、錯臺、唧泥等病害，嚴重影響了行車的舒適性、安全性、運營經(jīng)濟性。因此，受此高速公路有限公司的委托，某設(shè)計院承擔了此高速公路路面性能綜合評價及中長期</p><p>　　2 路面使用性能評價</p><p&g

5、t;　　2.1路面破損狀況評定指標和標準</p><p>　　根據(jù)《公路水泥砼路面養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》（JTJ 073.1-2001）和《公路水泥砼路面設(shè)計規(guī)范》（JTG D40-2002），水泥路面破損狀況采用路面狀況指數(shù)（PCI）和斷板率（DBL）兩項指標。路面破損狀況分為優(yōu)、良、中、次、差五個等級。按照《公路水泥砼路面養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》（JTJ 073.1—2001），高速公路及一級公路的路面破損狀況評定等級為中及中

6、以下，需對路面進行大修。</p><p>　　2.2路面損壞狀況調(diào)查</p><p>　　《公路水泥砼路面設(shè)計規(guī)范》（JTG D40-2002）規(guī)定，舊砼路面的損壞狀況采用斷板率和平均錯臺量兩項指標評定，根據(jù)現(xiàn)場的調(diào)查，斷板率分別為左幅行車道（4.95%）, 右幅行車道（4.6%）, 右幅超車道（1.2%），左幅超車道（0.9%）。左幅和右幅行車道已接近于優(yōu)良的下限，如不采取有效的措施，將

7、很快達到需要維修的狀態(tài)。</p><p>　　2.3路面結(jié)構(gòu)承載能力</p><p><b>　?。?）彎沉參數(shù)</b></p><p>　　本項目對路面結(jié)構(gòu)強度的評價是通過落錘式彎沉儀（FWD）測量路表彎沉來實現(xiàn)的。通過采集的大量彎沉盆曲線，利用彎沉盆參數(shù)來進行評價。通過大量的計算分析可以得出如下重要結(jié)論：</p><p&

8、gt;　　①從路面的彎沉盆參數(shù)D1（中央彎沉，反映路面面層結(jié)構(gòu)強度）統(tǒng)計平均值來看，其絕對值均不大，這表明此高速公路無論是路面面層（或水泥面板）還是下部基礎(chǔ)的承載能力總體上基本能夠滿足現(xiàn)有交通流量和軸載的需要。從車道之間的對比來看，右幅優(yōu)于左幅，超車道優(yōu)于行車道。</p><p>　　②從彎沉盆參數(shù)D1的變異水平來看，各彎沉變異水平較大。從總體上來看，變異水平基本為低或中等水平，這反映了此高速公路全線路面結(jié)構(gòu)強度

9、的不均勻性。</p><p>　?。?）水泥砼路面接縫傳荷能力</p><p>　　接縫是水泥砼路面的重要組成部分，也是整個路面結(jié)構(gòu)中最薄弱的環(huán)節(jié)，實際使用中的砼路面，絕大多數(shù)的破壞都發(fā)生在接縫的附近。本項目采用《公路水泥砼路面設(shè)計規(guī)范》（JTG D40-2002）中的基于相鄰板塊縫邊彎沉比的接縫傳荷系數(shù)作為評價標準。 </p><p>　　分析表明：此高速公路水泥

10、砼路面接縫傳荷能力屬于“中”等級。但部分路段只達到了次等級水平。對比接縫傳荷和脫空可以發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)脫空板的接縫傳荷能力較為低下，這進一步說明了傳荷和脫空的相互影響，也從反面說明了傳力桿鋼筋對于接縫傳荷能力的重要性。由于接縫傳荷能力偏低，造成路面應力不能有限的擴散而過分集中，加劇了接縫破損，錯臺等病害的發(fā)生。</p><p>　?。?）水泥砼路面板底脫空</p><p>　　水泥砼路面板底

11、脫空改變了砼板的受力狀況，是造成水泥砼路面板產(chǎn)生早期斷裂的主要原因之一。因此水泥砼路面板底脫空狀況也是評定路面結(jié)構(gòu)承載能力的重要指標，本調(diào)查利用路用探地雷達和FWD相結(jié)合的辦法，得到此高速公路路面板底脫空狀況為：左幅行車道（22.26%）,右幅行車道（15.9%）, 左幅超車道（4.8%），右幅超車道（4.7%）,左幅脫空狀況比右幅要嚴重。由數(shù)據(jù)可知，行車道的脫空率已比較嚴重，而且這是在近幾年進行大規(guī)模壓漿換板后測得的脫空率。在汽車荷載

12、下，如此高比例的板底脫空將會對結(jié)構(gòu)承載能力的和路面狀況造成潛在的負面誘導效應，因此此高速公路的養(yǎng)護工作形勢十分嚴峻。</p><p>　　2.4路面行駛質(zhì)量調(diào)查</p><p><b>　　（1）路面平整度</b></p><p>　　路面平整度是道路用戶所熟悉和關(guān)心的重要路面指標。平整度不良的道路會影響乘車舒適性、降低汽車速度、加速車輛零部件

13、損壞、提高車輛運營費用，而且不平整的道路使車輛產(chǎn)生的沖擊荷載反過來增加路面不平整性，加劇路面破損。</p><p>　　本次對平整度的檢測采用的是LDP-20型累積顛簸儀。從檢測評定結(jié)果來看：</p><p>　?、倨胀ㄋ囗怕范斡覀?cè)行車道路面平整度評定等級為良，左側(cè)行車道平整度評定為中，兩超車道評定等級也為良。超車道平整度比行車道平整度略好。</p><p>　　

14、②此高速公路路面平整度已處于良的范圍，隨著交通量的迅速增加，道路的平整度將會繼續(xù)下降，如不采取大規(guī)模的處理措施，此高速公路將很快降至需要大型維修的“中”等水平。</p><p><b>　　（2）路面抗滑性能</b></p><p>　　路面抗滑性能直接關(guān)系到行車安全。本次對此高速公路路面抗滑性能的檢測是對其路面宏觀摩阻力的檢測。采用先進的Griptester全自動滴

15、水型摩擦系數(shù)儀。從評定結(jié)果來看：①普通水泥砼路段兩行車道、兩超車道評定等級為優(yōu)；②路面抗滑性能在相對較長的時間內(nèi)能滿足道路行駛的要求。 </p><p>　　2.5 路面性能綜合評價</p><p>　　根據(jù)設(shè)計院對此高速公路路面調(diào)查與檢測結(jié)果表明，此高速公路路面結(jié)構(gòu)強度基本能夠滿足目前交通流量和軸載的需要，但情景不容樂觀，路面依然已出現(xiàn)以下問題： </p><p>

16、;　?、購慕煌拷y(tǒng)計可以看出，重型貨車已出現(xiàn)逐年快速遞增的趨勢；</p><p>　?、诘缆菲茡p狀況形勢較嚴峻，部分路段病害已很嚴重；</p><p>　?、勐访嬉殉霈F(xiàn)承載力不足的情況，全線部分路段出現(xiàn)了強度明顯偏低、水泥砼面板破損嚴重、水泥砼面板板底脫空率高、斷板錯臺情況較嚴重，部分路段部分指標已達到需要大中修的程度，整體接縫傳荷能力偏低，板底脫空率居高不下；</p>&l

17、t;p>　　④路面平整度已趨近于中等，行車舒適性受到了較大的影響；</p><p>　?、萋访婵够阅芟鄬^好。</p><p>　　從以上檢測結(jié)果評價來看，這說明隨著交通荷載和服務(wù)年限的增加，此高速公路部分路段出現(xiàn)了較為突出的結(jié)構(gòu)性病害，給行車舒適性和安全帶來了極為不利的影響和隱患，如不積極采取及時、得力的措施，一方面則會增加今后養(yǎng)護工作的難度，另一方面會極大增加今后養(yǎng)護工作的成本

18、。</p><p>　　綜上所述，此高速公路在服務(wù)使用設(shè)計年限內(nèi)，無論是在路面結(jié)構(gòu)性，還是在路面功能性都不能滿足日益增加交通量和運營的需求。因此，此高速公路養(yǎng)護維修勢在必行。 </p><p><b>　　問題解答：</b></p><p>　?、卑凑铡豆芳夹g(shù)狀況評定標準》（JTG H20-2007）的相關(guān)規(guī)定，水泥混凝土路面使用性能評價包

19、含（ ）、（ ）和（ ）三項技術(shù)內(nèi)容。</p><p>　?、哺鶕?jù)《公路水泥砼路面養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》（JTJ 073.1-2001），水泥路面破損狀況采用（ ）和（ ）兩項指標。路面破損狀況分為優(yōu)、良、中、次、差五個等級。按照《公路水泥砼路面養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》（JTJ 073.1—2001），高速公路及一

20、級公路的路面破損狀況評定等級為中及中以下，需對路面進行大修。</p><p>　?、潮驹O(shè)計在進行路面使用性能調(diào)查與評價時對路面結(jié)構(gòu)承載能力也進行了調(diào)查與評價，包括（ ）、（ ）和（ ）三個方面的內(nèi)容。</p><p>　?、窗凑铡豆芳夹g(shù)狀況評定標準》（JTG H20-2007）的相關(guān)規(guī)定，路面平整度用路面行駛質(zhì)量（RQI

21、）進行評價。本設(shè)計進行路面行駛質(zhì)量調(diào)查包含（ ）和（ ）兩方面內(nèi)容。</p><p>　　2．6試驗路段的選取</p><p>　　表1 2007年試驗路段損壞狀況預測</p><p>　　參見《某高速公路水泥砼路面性能綜合評價》，K70+000-K76+788左右的路段在填筑路基時使用了高塑限土，其CBR值（CB

22、R又稱加州承載比，是California Bearing Ratio的縮寫，由美國加利福尼亞州公路局首先提出來，用于評定路基土和路面材料的強度指標。）偏低，遇水膨脹變軟，承載力不足。致使目前該路段錯臺、唧泥病害嚴重，進行小規(guī)模的換板、灌漿處治無法從根本上解決問題，而且按照目前的病害發(fā)展趨勢預測2007年平均錯臺量將超過7mm，雖然平均斷板率僅為2.77%，但是平均脫空率高達18.14%，特別是兩幅的行車道存在著嚴重的

23、隱患。因此建議選取該路段為試驗路段，及早進行專項整治。</p><p><b>　　3交通量預測</b></p><p><b>　　3.1現(xiàn)有交通狀況</b></p><p>　　根據(jù)2000年1月－2005年10月主線收費站通行車輛的統(tǒng)計情況，以及實地車輛種類調(diào)查的分布統(tǒng)計，并根據(jù)交通變化的趨勢進行推測，將不同類型的車

24、輛轉(zhuǎn)換成標準軸載車次，計算出此高速公路迄今的標準軸載累積作用次數(shù)。</p><p>　　以此公路高速為例，， 2000年1月～2005年10月收費站通行車輛的統(tǒng)計如表2所示。</p><p>　　從表2交通增長情況可以看出：</p><p>　?。?）一類車隨時間增加較快，二類車和三類車都變化平緩。這些車由于軸重較小，即使流量大，增長速度快，對路面的破壞作用也會相對

25、較小。</p><p>　?。?）軸重較大的四、五、六類車從2003年起明顯增加，其增長呈加速發(fā)展趨勢。</p><p>　　表2 某高速公路左幅不同車型的流量</p><p>　　車輛的軸載質(zhì)量是影響道路路面壽命的主要因素。在行駛的汽車上，其軸載質(zhì)量對于公路路面是一種重復性的疲勞作用。當軸載質(zhì)量增大后，路面在有效使用期內(nèi)能夠承受彈性變形的次數(shù)大為減少，因此，汽車

26、軸載質(zhì)量的大小，直接影響路面使用期的長短。因此，交通量的增加和重載車輛的增大是導致路面過早損壞的原因之一。3.2累計當量標準軸載（1）水泥路面設(shè)計規(guī)范 本次軸載換算按照《公路水泥砼路面設(shè)計規(guī)范》（JTG D40-2002）中軸載換算方法進行，根據(jù)累計標準軸載換算原則，計算得到此高速公路主線收費站某站所在斷面的自1998年7月通車至2005年10月的累計當量軸載如表3所示。 </p><p>　　表3

27、 兩幅車道標準軸載次數(shù)統(tǒng)計表</p><p>　　注：為簡化問題的求解，取此高速公路方向系數(shù)為0.5，則單幅車道的累計當量軸載為519468次。</p><p><b>　　3.3交通量預測</b></p><p><b>　　(1)彈性系數(shù)預測</b></p><p>　　在對項目影響區(qū)國民經(jīng)濟發(fā)

28、展預測以及交通運輸發(fā)展預測的基礎(chǔ)上，通過對歷史數(shù)據(jù)的回歸得到影響區(qū)客車和貨車交通量的國民生產(chǎn)總值彈性系數(shù)預測結(jié)果，見表4。</p><p>　　表4 交通量彈性系數(shù)預測結(jié)果</p><p>　　(2)交通量增長率預測</p><p>　　由項目影響區(qū)主要經(jīng)濟發(fā)展指標各階段平均增長率預測和交通量彈性系數(shù)預測結(jié)果，并結(jié)合彈性系數(shù)法得到交通量增長率預測結(jié)果，見表5。&l

29、t;/p><p>　　表5 交通量增長率預測結(jié)果</p><p><b>　　(3)交通總量預測</b></p><p>　　交通總量主要由趨勢交通量、轉(zhuǎn)移型交通量和誘增交通量組成。由于此高速公路開通長達8年之久，誘增交通量的比重已經(jīng)比較小，所以預測交通量只考慮趨勢交通量和轉(zhuǎn)移型交通量，并認為交通總量為趨勢交通量和轉(zhuǎn)移型交通量之和。由預測得到的趨

30、勢交通量和轉(zhuǎn)移型交通量得到此高速公路交通總量預測，見表6。</p><p>　　(4)累計當量標準軸載計算</p><p>　　根據(jù)以上預測結(jié)果，參照調(diào)查的車輛類型和軸載分布，以水泥混凝土路面換算公式進行標準軸載換算，得2007～2024年設(shè)計車道上的標準軸載累計為3737萬次，以瀝青路面換算公式進行標準軸載換算，得2007～2024年設(shè)計車道上的標準軸載累計為2392萬次。此次累計當量標

31、準軸載計算為此高速公路舊水泥砼路面加鋪改造提供了設(shè)計基礎(chǔ)。</p><p>　　表6 交通總量預測結(jié)果</p><p><b>　　4舊路處治方案設(shè)計</b></p><p>　　由《某高速公路水泥砼路面性能綜合評價》表明：路面已出現(xiàn)承載力不足的情況，全線部分路段出現(xiàn)了強度明顯偏低、水泥砼面板破損嚴重、水泥砼面板板底脫空率高、斷板錯臺情況較嚴重

32、，部分路段部分指標已達到需要大中修的程度，整體接縫傳荷能力偏低，板底脫空率居高不下。因此，根據(jù)此高速公路出現(xiàn)的病害情況，需對舊水泥砼路面進行處治，提高原路面的使用性能和利用價值，再進行罩面設(shè)計。</p><p>　　水泥砼路面改建工程（瀝青罩面）主要包括舊水泥砼路面的處理、瀝青加鋪層的設(shè)計和施工，施工質(zhì)量是確保整個改建工程成敗的關(guān)鍵。尤其是接縫的修補、砼路面板底脫空灌漿處治是改建工程的重點和難點。</p&g

33、t;<p>　　4.1接縫修補—加設(shè)傳力桿</p><p>　　1998年7月通車，從2000年起該路段水泥砼路面就逐年發(fā)生錯臺、斷板、碎裂等病害，后果日趨嚴重。根據(jù)此高速公路水泥路面設(shè)計資料，全線路段沒有設(shè)置縮縫傳力桿，而出現(xiàn)上述病害的原因與此路段水泥砼路面的縮縫采用假縫構(gòu)造有關(guān)。在重交通和特種交通情況下，接縫是水泥砼板塊的薄弱部位，影響路面結(jié)構(gòu)性能和行駛質(zhì)量，一般都應該設(shè)置橫向縮縫設(shè)置傳力桿，在

34、現(xiàn)行《公路水泥砼路面設(shè)計規(guī)范》（JTG D40-2002）也有此建議。</p><p><b>　　問題解答：</b></p><p>　?、岛喪鏊囗怕访鏅M向縮縫設(shè)置傳力桿的作用？</p><p>　?。?）加設(shè)傳力桿的作用</p><p>　?。?）加設(shè)傳力桿經(jīng)濟分析</p><p>　　根據(jù)

35、《某高速公路路面性能預測》的結(jié)果可知，在不增設(shè)傳力桿條件下，此高速公路路面宜于2009年進行路面大修。如果2007增設(shè)傳力桿，假設(shè)能延長路面大修時間3年，即增設(shè)傳力桿條件下2012年進行路面大修，路面大修采用推薦的方案一（即每公里預算為1049.5萬元，包括橋涵、交叉工程改造費用），其它參數(shù)指標及經(jīng)濟比較分析的方法同《水泥混凝土路面所縫傳力桿應用技術(shù)研究》經(jīng)濟分析部分。</p><p>　　經(jīng)計算，如果2007年

36、在此高速公路增設(shè)縮縫傳力桿，可產(chǎn)生的直接經(jīng)濟效益為：21167.73-13070.27=8097.46萬元。</p><p>　　因此，在此高速公路加鋪改造工程中，從改善接縫傳荷能力（加設(shè)傳力桿）角度而言，無論在路面結(jié)構(gòu)性能方面和路用性能方面，還是在養(yǎng)護方面，加設(shè)傳力桿的作用非同小可，必將會產(chǎn)生較大的社會經(jīng)濟效益。并且從湖南省公路學會與某公司合作課題——《水泥砼路面縮縫傳力桿應用技術(shù)研究》的鑒定報告所作的分析也得

37、出類似的結(jié)論。至此，在此高速公路舊水泥砼路面改造加鋪工程中，建議在試驗路段加設(shè)傳力桿。由于此高速舊水泥砼路面全線發(fā)生脫空、錯臺、斷板、碎裂等病害日趨嚴重，為延長路面使用壽命，產(chǎn)生更大的經(jīng)濟效益，建議在全線改造加鋪工程中也加設(shè)傳力桿。</p><p><b>　　4.2裂縫修補</b></p><p><b>　　4.3錯臺的處理</b></

38、p><p><b>　　4.4板邊板角修補</b></p><p><b>　　4.5板下封堵</b></p><p><b>　　問題解答：</b></p><p>　　⒍簡述水泥砼路面裂縫、錯臺、板邊板角的常見修補方法。</p><p>　?、泛喪鲈谡置?/p>

39、施工前進行病害維修及板下封堵的必要性？</p><p>　?。?）板下封堵的必要性 </p><p><b>　　（2）設(shè)計考慮</b></p><p>　　板下封堵工程的設(shè)計，包括選擇一種合格的灌漿混合料，測試路面有沒有脫空，預計灌漿的量和決定適宜的灌漿孔。 </p><p>　　5 瀝青加鋪層方案設(shè)計</p&g

40、t;<p>　　5．1設(shè)計原則與依據(jù)</p><p>　　路面設(shè)計主要遵循以下原則：</p><p>　?。?）根據(jù)交通量、使用性質(zhì)與任務(wù)，所在地區(qū)氣候、水文、地質(zhì)、材料、施工經(jīng)驗與養(yǎng)護要求以及大修工程的目的，綜合考慮縱坡調(diào)整及橫坡調(diào)整來進行瀝青混合料加鋪層的設(shè)計；</p><p>　?。?）充分考慮采用機械化施工方法，重視新技術(shù)、新工藝、新材料的使用

41、；</p><p>　?。?）為保證加鋪層在設(shè)計年限內(nèi)的使用性能和耐久性，加鋪層應滿足一定的要求。</p><p><b>　　問題解答：</b></p><p>　　⒏為保證加鋪層在設(shè)計年限內(nèi)的使用性能和耐久性，加鋪層應滿足哪些要求？</p><p>　　5.2 加鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計5.2.1結(jié)構(gòu)類型的選擇（1）面層①

42、改性SMA 為了減少和延緩反射裂縫的產(chǎn)生，要求加鋪層瀝青混凝土本身具有較高的低溫抗變形能力和抗抗剪性能，同時又不能過分地降低瀝青混合料高溫穩(wěn)定性，改性瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA）是最佳選擇。SMA這種以瀝青、礦粉和纖維穩(wěn)定劑做結(jié)合料的間斷級配瀝青混合料，既具備開級配混合料的嵌擠能力，提高抗車轍能力和抗滑阻力，又具備密級配混合料的優(yōu)點，空隙率小、瀝青用量多，可以提高路面的疲勞壽命和抗水損害能力。但是，SMA由于瀝青含量高，如果施

43、工管理不當，可能產(chǎn)生泛油。 如果能確保優(yōu)質(zhì)石料的供應以及有過SMA施工經(jīng)驗的施工單位施工，SMA結(jié)構(gòu)能全面提高瀝青混合料和瀝青路面的使用性能，減少維修養(yǎng)護費用，延長其使用壽命。如果同時使用改性瀝青，瀝青瑪蹄脂的性能進一步大幅度改善，再使用優(yōu)質(zhì)的石料玄武巖，使集料的嵌擠作用增強，結(jié)構(gòu)材料多管齊下，使各種性能更加優(yōu)良。②AC型改性瀝青 密實瀝青砼的密水性、水穩(wěn)定性好，有較大的抵抗自然因素和行車作用的能力，因此其使用壽命長，

44、耐久性好。AC型密級配瀝青混凝土具有較小的空隙率和較小的</p><p><b>　?。?）調(diào)平層</b></p><p>　?、俨捎脼r青混凝土做調(diào)平層：具有密水性和抗疲勞性能好的優(yōu)點。眾所周知，瀝青混凝土的孔隙率的大小與瀝青混凝土的抗疲勞性能有較大的關(guān)系，孔隙率小，其抗疲勞性能好，瀝青混凝土的用油量較大，其抗拉強度較高，低溫性能較好。特別適用于調(diào)平層厚度小于5cm的

45、情況。</p><p>　?、诓捎脼r青碎石作為調(diào)平層：瀝青碎石用瀝青材料作為膠結(jié)料，增強了礦料間的粘接力，提高了混合料的強度和穩(wěn)定性，瀝青碎石比級配碎石的強度高、剛度比水泥穩(wěn)定碎石小，作調(diào)平層優(yōu)于級配碎石和水泥穩(wěn)定碎石的結(jié)構(gòu)。一般說來，瀝青碎石有助于減輕基層裂縫向上反射穿透瀝青面層。為了減輕面層可能形成的轍槽，防止雨水下滲，故可以采用重交瀝青碎石做調(diào)平層。適用于瀝青層厚度大于5cm的情況。</p>

46、<p>　　③采用水泥穩(wěn)定碎石作為調(diào)平層：水泥穩(wěn)定碎石具有良好的整體性、足夠的力學特性、抗水性和耐凍性。其初期強度較高，且隨齡期增長而增長，應用范圍很廣。但由于水泥穩(wěn)定碎石是一種半剛性結(jié)構(gòu)層，其在強度形成過程中，不可避免的會產(chǎn)生收縮裂縫，裂縫在荷載與溫度作用下會向上反射裂縫。在湖南高溫多雨的氣候條件下，會使瀝青路面產(chǎn)生水損害，導致瀝青路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)早期破壞，降低路面的使用壽命。另外，由于水泥穩(wěn)定碎石的剛度大，變形能力小，對于延緩

47、舊水泥砼板的接縫反射是不利的。 </p><p>　　（3）延緩反射裂縫措施</p><p><b>　　問題解答：</b></p><p>　?、乖诩愉亴咏Y(jié)構(gòu)設(shè)計中有哪些延緩反射裂縫的措施？</p><p><b>　?。?）粘結(jié)層</b></p><p>　　在舊水泥路面

48、上加鋪瀝青混凝土面層時，應在瀝青上、中面層及舊水泥砼面板上灑鋪乳化瀝青粘層，以加強路面結(jié)構(gòu)各層之間的緊密結(jié)合，提高路面結(jié)構(gòu)整體性，使各結(jié)構(gòu)層之間不產(chǎn)生滑動。</p><p><b>　?。?）排水設(shè)計</b></p><p>　　根據(jù)《公路排水設(shè)計規(guī)范》（JTJ018-97），排水系統(tǒng)設(shè)計組成由路界表面（含路肩）排水、路面內(nèi)部排水和地下排水組成。</p>

49、<p><b>　?、俾访姹砻媾潘?lt;/b></p><p>　　路面表面水由路拱橫坡經(jīng)采用C20砼預制塊進行加固處理路肩，自然漫流排出土路肩以外，進入邊溝或排水溝排出。</p><p><b>　　②路面結(jié)構(gòu)層排水</b></p><p>　　由于瀝青砼面層的裂縫或孔隙，路面表面水滲入到路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部，這部分水逐

50、漸聚焦在舊砼板上部附近，由路拱橫向滲流至路面邊緣，通過在路面邊緣土路肩下設(shè)縱向滲溝，以匯集此部分水流，將此部分排出路基范圍以外。同時排出舊水泥砼板下的毛細水和中央分隔帶少量滲入水。</p><p><b>　?、壑醒敕指魩潘?lt;/b></p><p>　　中央分隔帶采用透水性低的種植土，夯填成龜背型面，并種植龍須草草皮，以減少雨水的滲入。</p><

51、;p><b>　?、軜蛎媾潘?lt;/b></p><p>　　橋梁表面水通過路拱自然漫流至邊緣通過泄水管排出。而滲入到橋面瀝青砼鋪裝結(jié)構(gòu)層內(nèi)部的水，隨橫坡向邊緣處滲流并通過泄水孔將水排出橋面以外。對大橋結(jié)構(gòu)，在鋪筑瀝青砼橋面鋪裝層前，應在水泥砼層頂面涂設(shè)防水層，防水層材料采用SCA型水性橋面防水涂料。</p><p>　?。?）施工組織、控制</p>

52、<p>　　為了既能保證施工過程的正常進行又不至影響施工期間車輛的通行，建議施工期間封閉半幅車道，封閉長度為6Km為宜，考慮到試驗路段總長約為6788m（其中橋梁長度共計1557m），可將試驗路段全線半幅封閉（跨線橋除外）。</p><p><b>　　5.2.2改造方案</b></p><p>　　綜上所述，根據(jù)國內(nèi)外對舊水泥砼路面加鋪瀝青砼罩面的成功經(jīng)驗

53、和總結(jié)，此高速路面養(yǎng)護、改造工程以此為借鑒，并結(jié)合此高速公路的交通狀況、氣候特征和設(shè)計標準（參照原有設(shè)計標準），擬定下面幾種路面結(jié)構(gòu)加鋪改造方案：</p><p>　　5.2.3加鋪層厚度設(shè)計</p><p>　?。?）舊砼板應力分析</p><p>　　經(jīng)計算，采用瀝青砼加鋪層厚度總計11cm，分5cm改性SMA-16和6cm中粒式改性瀝青砼AC-20兩層。該設(shè)計

54、加鋪厚度能夠使原有舊水泥砼板承受剩余設(shè)計基準期內(nèi)荷載應力和溫度應力綜合疲勞作用。</p><p>　　(2)瀝青砼路面結(jié)構(gòu)驗算</p><p>　　當以設(shè)計彎沉值為指標及瀝青層層底拉應力驗算時，參照《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》（JTJ 014-97）要求，得到累計標準軸次：Ne＝2.39×107(次)。</p><p>　　因此，采用瀝青砼加鋪層厚度總計11c

55、m，分5cm改性SMA-16和6cm中粒式改性瀝青砼AC-20兩層。該設(shè)計加鋪厚度能夠使加鋪瀝青面層底部彎拉應力及彎沉滿足要求。</p><p>　　5.2.4工程造價分析</p><p>　　試驗路段起訖樁號為K70+000～K76+788，全長6788m，其中橋長共計1557m。參見上述主要工程材料單價，并參考其他改造工程總預算表，各種方案估算工程造價如表7所示。</p>

56、<p>　　注：因為試驗路段內(nèi)橋涵、交叉工程暫不進行改造，所以上述方案未計入橋涵、交叉工程改造費用。</p><p>　　由表7可以看出，方案一的造價最高，其次為方案五，其余方案造價較接近。</p><p>　　5.2.5五種方案分析比較</p><p>　　表8 某高速公路改造工程五種方案優(yōu)劣性綜合評定結(jié)果。</p><p>

57、　　注：綜合排序主要以抗車轍能力、抗水損能力、社會經(jīng)濟效益為參考。</p><p>　　上表8中所列結(jié)構(gòu)強度、抗車轍能力、防反能力、防水能力、路面行駛質(zhì)量分別與上面層、中面層、防反層和調(diào)平層的材料特性有關(guān)。至于各種方案的施工可操作性主要與新材料的應用和舊路處治措施的難易度有關(guān)，其中方案一、方案二與方案五的防反層均采用美國專利技術(shù)STRATA應力吸收層，目前在國內(nèi)僅在湖北武黃路首次采用并獲得成功，因此從施工可操作性

58、來講，將此三種方案評定為中。</p><p>　　國內(nèi)外的大量調(diào)查結(jié)果表明:SMA路面具有所期望的卓越性能,高抗車轍能力（90%以上路面的車轍深度小于4mm）；優(yōu)良的抗裂性（所調(diào)查的路面極少發(fā)現(xiàn)裂縫）；且SMA路面幾乎沒有剝落現(xiàn)象，表面結(jié)構(gòu)粗糙而均勻，幾乎沒有早期病害，防水能力非常強,其使用壽命提高50%以上。再加上使用改性瀝青可以大幅度地提高瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、抗水損能力及抗疲勞性能。因此在高溫、重載和大交

59、通量的環(huán)境下，采用改性瀝青、SMA等技術(shù)，雖然初期投資稍大一些，但它可以大幅度地降低路面病害率及節(jié)省維修費用，保障路面行駛質(zhì)量，具有重大的社會經(jīng)濟效益。</p><p>　　綜上所述，方案一的造價雖然最高，但由于其面層采用改性SMA-16，中面層也采用改性AC-20，所產(chǎn)生的社會經(jīng)濟效益也相應最高。方案五的造價評定為中，而且防反層效果較好，因此，社會經(jīng)濟效益也評定為優(yōu)。其余方案二和方案三，評定為良，方案四僅中面

60、層為改性，且防反層相對較差一些，因此評定為中。</p><p><b>　　6.建議</b></p><p>　　結(jié)合本次考察及省內(nèi)幾條高速公路改造加鋪的情況，給此高速路改造加鋪提出以下建議：</p><p>　?。?）出于環(huán)保和造價控制的角度考慮，同時考慮公司這幾年對舊砼面板維修的投入費用較高，現(xiàn)有砼面板的狀況較好，建議原有水泥砼面層不擊碎。

61、對舊砼板進行壓漿處治，破損嚴重的板則更換。</p><p>　?。?）為防止和延緩反射裂縫的產(chǎn)生，建議在舊水泥砼面板與瀝青砼加鋪層之間鋪設(shè)2.5cm美國科氏公司的專利技術(shù)STRATA反射裂縫應力吸收層，至于舊水泥砼面板與瀝青砼加鋪層之間是否加設(shè)連續(xù)配筋的砼板則應根據(jù)實際情況確定。瀝青加鋪層的表面層建議采用5cm的SMA-16或5cmAC-16改性瀝青抗滑表層。具體瀝青砼加鋪層的厚度應計算確定。</p>