公路養(yǎng)護大中修工程設(shè)計研究

1、<p>　　公路養(yǎng)護大中修工程設(shè)計研究</p><p>　　摘要：本文對公路養(yǎng)護大中修工程設(shè)計中的罩面設(shè)計、大修設(shè)計及路面補強設(shè)計等進行了分析研究，具有較強的操作性和價值性，供參考。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：罩面設(shè)計；大修設(shè)計；路面補強設(shè)計 </p><p>　　中圖分類號：S611 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號： </p><p&g

2、t;<b>　　一、罩面設(shè)計 </b></p><p>　　從使用功能方面劃分，罩面一般可分為罩面、封層、抗滑層。 </p><p>　　罩面主要適用于消除破損、完全或部分恢復(fù)原有路面平整度、改善路面性能的修復(fù)工作；封層主要適用于提高原有路面的防水性能、平整度和抗滑性能的修復(fù)工作；抗滑層主要適用于提高路面抗滑性能的修復(fù)工作。 </p><p>

3、<b>　　1.1適用范圍 </b></p><p>　　1.一般罩面層和抗滑層的適用范圍 </p><p>　　(l)瀝青路面養(yǎng)護過程中，應(yīng)根據(jù)瀝青路面養(yǎng)護質(zhì)量評價指標(biāo)等級確定是否罩面和罩面的種類。 </p><p>　　需要罩面的路段路面強度系數(shù)(SSI)必須符合中等等級以上范圍，而路面狀況指數(shù)(PCI)、行駛質(zhì)量指數(shù)(RQI)、抗滑系數(shù)(

4、SFC或BPN)三項指標(biāo)等級在下列情況下時，應(yīng)按下述要求分別采取措施進行處理。 </p><p>　　①當(dāng)路面狀況指數(shù)(PCI)、行駛質(zhì)量指數(shù)和路面抗滑系數(shù)指標(biāo)等級均為次或差等級時，各級公路必須安排一般罩面層養(yǎng)護。 </p><p>　　②當(dāng)路面狀況指數(shù)(PCI)或行駛質(zhì)量(RQI)評為中等范圍時，高速公路、一級公路應(yīng)安排一般罩面層養(yǎng)護。 </p><p>　?、郛?dāng)

5、路面狀況指數(shù)(PCI)或行駛質(zhì)量(RQI)評為次差等級時，二級及二級以下公路應(yīng)安排一般罩面層養(yǎng)護。 </p><p>　　④當(dāng)路面抗滑系數(shù)(SFC或BPN)評為次差等級時，高速公路、一級公路應(yīng)加鋪抗滑磨耗層；二級及二級以下公路宜對陡坡、急彎、交叉路口等事故多發(fā)地段進行抗滑層處理。 </p><p>　　(2)瀝青路面使用年限已達到設(shè)計年限一半以上時，可安排罩面層進行預(yù)防性養(yǎng)護以延長使用壽命

6、。 </p><p>　　2.封層的適用范圍 </p><p>　　封層是一種較薄的罩面處理層(厚度0.5-1.5cm)，且主要用于減少路面水下滲、網(wǎng)裂，從而到達改善抗滑、彌補磨耗、提高路面防御病害的能力。當(dāng)二級或二級以下公路的路面狀況為下列情況時，按下述要求分別進行封層處理： </p><p>　?、佼?dāng)路面狀況指數(shù)處于較低的中等等級值范圍，行駛質(zhì)量指數(shù)為中級時，可

7、采用封層處理。 </p><p>　　②當(dāng)路面狀況指數(shù)在中等較好值范圍，但其中透水、裂縫、麻面、松散較嚴(yán)重。表面抗滑系數(shù)在次、差等級，可作封層處理。 </p><p>　　③采用乳化瀝青或改性乳化瀝青稀漿封層時，僅適用于原路面強度、路面狀況指數(shù)、行駛質(zhì)量指數(shù)均在中等等級以上范圍，而對路面采取預(yù)防性、保護性養(yǎng)護時。 </p><p>　　一般情況下，二級或二級以上公路

8、可在使用二年以后，達到設(shè)計年限一半期限時可用稀漿封層養(yǎng)護；三級及三級以下公路可在使用達到設(shè)計年限一半后，用稀漿封層養(yǎng)護。 </p><p><b>　　1.2.材料選擇 </b></p><p><b>　?、僬置娌牧?</b></p><p>　　罩面所用結(jié)合料宜使用性能較好的粘稠道路石油瀝青、乳化石油瀝青、改性乳化瀝青

9、或改性瀝青。一級公路宜采用中粒式、細粒式密級配瀝青混凝土或SMA結(jié)構(gòu)；二級及其以下公路科采用熱拌瀝青碎石混合料結(jié)構(gòu)，三級及其以下公路可采用瀝青表面處治層結(jié)構(gòu)。 </p><p><b>　?、诜鈱硬牧?</b></p><p>　　封層所選用的結(jié)合料宜采用乳化石油瀝青、改性乳化石油瀝青。一級公路科可采用瀝青稀漿封層或者微表處，但宜用粗粒式改性乳化瀝青混合料，其他等級可

10、采用乳化瀝青混合料。 </p><p><b>　　③抗滑層材料 </b></p><p>　　抗滑層所選用的材料應(yīng)為適合鋪筑抗滑表層的材料和瀝青混合料。 </p><p><b>　　1.3厚度設(shè)計 </b></p><p><b>　?、僬置婧穸仍O(shè)計 </b></p&

11、gt;<p>　　(1)當(dāng)路面狀況指數(shù)、行駛質(zhì)量指數(shù)在中、良等級，路面僅有輕度網(wǎng)裂時，可采用較薄的罩面層厚(1-3cm)。(2)當(dāng)路面破損、平整度、抗滑三項指標(biāo)都在中等以下，又要求恢復(fù)到優(yōu)、良等級時，應(yīng)采用較厚的罩面層厚(3-5cm)。(3)一級公路罩面宜采用4-5cm的厚度；其他公路可采用較薄的罩面層厚度(1-4cm)。(4)各級公路的罩面層厚度不得小于最小施工層厚度。 </p><p><

12、b>　?、诜鈱雍穸仍O(shè)計 </b></p><p>　　(l)對于交通量較大重型車輛較多的路段可采用厚為Icm的封層；(2)在中等交通量路段宜采用0.7cm厚度的封層；(3)在交通量小重型車輛少的路段可采用厚度為0.3cm的封層。 </p><p><b>　?、劭够瑢雍穸仍O(shè)計 </b></p><p>　　(l)一級公路路面抗

13、滑層宜采用不小于4cm的厚度。(2)二級公路宜用中粒、細粒式瀝青混凝土結(jié)構(gòu)，也可采用熱拌瀝青碎石或者瀝青表面處治結(jié)構(gòu)，厚度要大于最小施工層厚度。(3)三、四級公路采用乳化瀝青封層結(jié)構(gòu)，厚度為0.5-1cm。 </p><p><b>　　1.4罩面類型 </b></p><p>　　目前常用的封層、稀漿封層、微表處、同步碎石封層、霧封層、開普封層、超薄磨耗層均屬于罩面

14、類。罩面除了能改善路面功能外，也能有效延緩路面病害的發(fā)展速率，也被廣泛用來作為預(yù)防性養(yǎng)護手段。 </p><p><b>　　二、大修設(shè)計 </b></p><p>　　當(dāng)公路路面破損嚴(yán)重采用罩面養(yǎng)護方法不能使路面恢復(fù)良好使用狀態(tài)或路面承載力嚴(yán)重不足時，則應(yīng)進行大修，大修需重新鋪設(shè)面層或者重做墊層和基層。根據(jù)病害位置，可采用銑刨面層、銑刨基層或底基層，銑刨土基等。 &

15、lt;/p><p><b>　　2.1更換面層 </b></p><p>　　對于彎沉較小，路面病害主要集中在面層，并且基層完整、路面整體強度滿足要求的路段，需更換面層。 </p><p>　　首先根據(jù)彎沉資料對彎沉值明顯大于設(shè)計彎沉的地段，鉆孔取樣分析結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定層的深度，①如面積小，可采用小型機械或人工翻挖。(滿足翻修厚度，但不損壞下面層或基層)

16、。②對面積較大，宜采用銑刨機進行銑刨。填料按原設(shè)計方案。 </p><p>　　2.2更換基層或底基層 </p><p>　　當(dāng)基層出現(xiàn)下列情況時，需要對其進行翻修。(1)如果基層出現(xiàn)連續(xù)的疲勞裂縫(網(wǎng)裂、龜裂)，并有多處卿漿時，先銑刨上基層，根據(jù)基層病害嚴(yán)重程度再確定是否要銑刨下基層。(2)對于未結(jié)成板塊、松散的基層或塊狀裂縫成片、縱橫向裂縫密集的基層都需要翻修。(3)如上下基層間形成縫

17、隙，重車行駛在裂縫處有卿水現(xiàn)象，且錘擊檢查后發(fā)出空聲，則需要翻修上基層。 </p><p>　　根據(jù)彎沉資料和鉆孔取樣分析，如果發(fā)現(xiàn)病害已影響到基層，則必須對基層進行處理。以彎沉值較大測點的前一個好的測點作為開挖起點，分別沿縱橫方向切縫后實施開挖。視下基層的情況確定開挖深度，若下基層不成形或松散，要繼續(xù)深挖到硬底，并清邊、清底。 </p><p>　　瀝青路面大修工程中，對基層的具體處治措

18、施總結(jié)為以下幾點： </p><p>　　(l)路面出現(xiàn)較嚴(yán)重的波浪及擁包。此種病害只需使用冷銑刨機將波浪或擁包除掉即可。 </p><p>　　(2)道路表面磨耗層出現(xiàn)大面積的裂縫、松散，但路面基層結(jié)構(gòu)與橫坡良好。這種情況下，只需用銑刨機除掉損壞的面層，保持規(guī)定的橫坡，然后重新鋪設(shè)磨耗層。 </p><p>　　(3)路面出現(xiàn)磨光、泛油現(xiàn)象。此類病害會使路面變得光

19、滑而缺少摩擦力，解決的方法是首先銑刨面層，然后重新鋪設(shè)瀝青混凝土。 </p><p>　　(4)道路表面出現(xiàn)嚴(yán)重車轍時，易造成通車或排水不暢，解決的方法是用冷銑刨方式除掉病害面層，然后重鋪面層，使路面恢復(fù)原有的幾何形狀并恢復(fù)排水功能。大修過程中可選取重點路段，鉆芯取樣或挖除部分路面，通過目測和實驗相結(jié)合的手段評價路面材料。(l)若結(jié)構(gòu)層有明顯破壞，則需要更換結(jié)構(gòu)層；(2)若結(jié)構(gòu)層沒有明顯破壞，則室內(nèi)測試材料的模量

20、和強度，通過比較材料的模量與其典型值來確定是否更換。 </p><p><b>　　2.3處治路基 </b></p><p>　　瀝青路面需要大修時，最為常見的一種病害是路基中含水量過大，造成路基沉陷和回彈模量過低。在目前的瀝青路面設(shè)計方法中，土基的回彈模量是路基唯一的一個指標(biāo)。土基是影響瀝青路面結(jié)構(gòu)承載能力、結(jié)構(gòu)層厚度和使用性能的重要因素。一般將路基按回彈模量大小劃

21、分為三個等級。 </p><p>　　土基的強弱直接影響路表彎沉值的大小和瀝青路面使用壽命的長短。大修工程中，可以用以下三種方法測試其回彈模量： </p><p>　　(1)在路面頂面用靜態(tài)方法測試彎沉，路面各層材料的回彈模量按通常的范圍進行取值，反算土基回彈模量； </p><p>　　(2)用FWD測試路表的動彎沉，反算土基回彈模量； </p>&

22、lt;p>　　(3)將路面銑刨后，用承載板法測試土基回彈模量。此外，還要測試路基土的含水量。若路基土含水量過大，應(yīng)分析原因，采取新的排水或隔水措施。 </p><p>　　當(dāng)瀝青路面的病害與路基沉陷無關(guān)時，不需要處治路基。若出現(xiàn)大量與路基沉陷有關(guān)的病害，則需要對路基進行處理。路基回彈模量不滿足要求時，采取以下措施： </p><p>　　(1)淺層處治。主要有鋪設(shè)墊層法，包括砂墊層、

23、碎石墊層、二灰土墊層、水泥土墊層等，還可輔以土工布和土工格柵；置換法，將一定范圍內(nèi)的濕土進行清除，然后進行換填，換填材料同墊層；用固化劑進行處理；強夯加密法等。 </p><p>　　(2)用土工合成材料進行加筋?？梢凿佋诼坊砻妫部梢詫⒙坊糠稚疃韧诔鲞M行加筋。 </p><p>　　(3)灌漿和高壓噴射注漿。 </p><p>　　(4)打砂樁、生石灰樁、碎石

24、樁或深層攪拌樁。 </p><p>　　2.4大修結(jié)構(gòu)推薦 </p><p>　　由于原路面已達到設(shè)計年限而損壞，一般采用和原路面相同的結(jié)構(gòu)；因為設(shè)計和施工缺陷造成的原路面損壞，應(yīng)重新設(shè)計路面結(jié)構(gòu)。面層一般都采取密級配瀝青混合料。 </p><p>　　1抗開裂的瀝青路面大修結(jié)構(gòu)推薦： </p><p>　　瀝青面層+應(yīng)力吸收層+基層 <

25、;/p><p>　　瀝青面層+土工布/土工格珊/鋼筋網(wǎng)/SAMI+基層 </p><p>　　2抗水損害的瀝青路面大修結(jié)構(gòu)推薦： </p><p>　　(l)路基良好時： </p><p>　　瀝青面層+水泥穩(wěn)定開級配碎石基層+基層 </p><p>　　瀝青面層+土工布/土工格珊/鋼筋網(wǎng)/SAM卜水泥穩(wěn)定開級配碎石基層+

26、基層 </p><p>　　(2)當(dāng)路基濕度過大時： </p><p>　　瀝青面層+水泥穩(wěn)定開級配碎石基層+無機結(jié)合料穩(wěn)定土底基層+級配碎石/砂礫/未分碎石 </p><p>　　瀝青面層+土工布/土工格珊/鋼筋網(wǎng)/SAMI+水泥穩(wěn)定開級配碎石基層+無機結(jié)合料定土底基層+級配碎石/砂礫/未篩分碎石 </p><p>　　3抗車轍的瀝青路面大

27、修結(jié)構(gòu)推薦： </p><p>　　上面層(密級配瀝青混合料)+中下面層(采用sBs、PE、抗車轍劑)+基層 </p><p><b>　　三、路面補強設(shè)計 </b></p><p>　　當(dāng)瀝青路面的表面性能和承載能力下降或者路面的結(jié)構(gòu)狀況和表面功能不滿足使要求時，可采取路面補強措施。 </p><p><b>

28、;　　3.1補強條件 </b></p><p>　　在現(xiàn)有的公路等級不變的情況下，瀝青路面因損壞嚴(yán)重、強度系數(shù)(551)不符合要求，進行路面補強。 </p><p>　　3.2補強層材料的類型及適用范圍 </p><p>　　(1)瀝青面層類型包括：瀝青混凝土、熱拌瀝青碎石、乳化瀝青碎石混合料、瀝青貫入式以及瀝青表面處治等。 </p>&l

29、t;p>　　(2)瀝青路面基層補強材料包括無機結(jié)合料穩(wěn)定材料(水泥穩(wěn)定類、二灰穩(wěn)定類、工業(yè)廢渣穩(wěn)定類)和無結(jié)合料粒料類(級配碎石、級配礫石、填隙碎石)。 </p><p><b>　　(3)適用范圍： </b></p><p>　?、贋r青混凝土適用于各級公路的瀝青面層； </p><p>　　②熱拌瀝青碎石適用于二級及二級以下公路的路面面

30、層或高速、一級公路補強的下面層； </p><p>　　③乳化瀝青碎石混合料適用于三級及三級以下公路補強的瀝青面層； </p><p>　　④瀝青貫入式路面適用于二級次高級路面及三級以下的公路路面結(jié)構(gòu)補強； </p><p>　　⑤瀝青表面處治適用于三級及三級以下公路的路面結(jié)構(gòu)補強； </p><p>　?、匏喾€(wěn)定集料適用于各級公路的多層補

31、強結(jié)構(gòu)的基層與底層，但水泥穩(wěn)定細粒土 </p><p>　　不能用作瀝青混凝土路面的基層補強，只能用作底基層； </p><p>　　⑦石灰穩(wěn)定集料適用于二級及二級以下公路的多層補強結(jié)構(gòu)的基層和底基層，但石灰穩(wěn)定細粒土不能用作瀝青混凝土路面的基層補強； </p><p>　?、喙I(yè)廢渣穩(wěn)定土包括石灰粉煤灰穩(wěn)定類、水泥粉煤灰穩(wěn)定類和石灰煤渣類，工業(yè)廢渣穩(wěn)定土適用于各級

32、公路多層補強結(jié)構(gòu)的基層與底基層，但二灰穩(wěn)定細粒土不用用作瀝青混凝土路面的基層補強，只能用作底基層； </p><p>　　⑨級配碎石、級配礫石，適用于高速公路、一級公路的底基層和二級及二級以下公路的基層。 </p><p>　　3.3補強層結(jié)構(gòu)形式選擇 </p><p>　　(l)一、二級公路選擇：半剛性基層+瀝青混合料面層。 </p><p&g

33、t;　　(2)三級公路選擇：在不提高公路等級的情況下，可采用單層或多層補強結(jié)構(gòu)；對于提高等級：宜采用半剛性基層+瀝青混合料面層。 </p><p>　　(3)四級公路選擇：補強一般采用單層或多層的補強形式。 </p><p>　　3.4補強層材料設(shè)計參數(shù) </p><p>　　按新建路面材料設(shè)計參數(shù)的選擇方法進行，原有路面的整體強度以當(dāng)量回彈模量表示。 </p

34、><p>　　補強設(shè)計步驟、路面的分段和各路段的計算彎沉值的計算、原有路面當(dāng)量回彈模量及補強厚度的計算應(yīng)參照《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》JTGD50的有關(guān)規(guī)定進行。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1]中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范(JTGD50-2006)[S].北京:人民交通出版社.2006