城市道路沥青路面修复技术论文：城市道路沥青路面修复技术研究

城市道路沥青路面修复技术论文：城市道路沥青路面修复技术研究1.概述本课题以广州市已建成的城市道路为工程依托，根据城市道路行车的特点，运用科学手段对路面的使用品质和破损病害进行了连续的跟踪观察，采集了符合城市道路养护所需的数据，据此建立了路面使用性能评价模型，并进行科学决策确定了养护对策；通过严密的设计和方案的选定，在不中断交通并设法尽可能地减少对交通干扰的前提下组织施工，确保路面的使用品质恢复并达到其应有的要求。通过本课题的研究，初步完成了城市道路沥青路面维修罩面成套技术这一成果。2.城市道路沥青路面性能调查路面状况的调查数据是路面性能的直接反映，是编制道路养护和改建的依据。路面评价决策的恰当与否，在很大程度上依赖于能否及时而真实地采集到路面状况的数据。根据路面状况对行车要求的满意或适应程度，将路面使用性能划分为两大类：功能性和结构性，进一步可分为四小类：行驶质量、安全性、路面破损和结构承载力。应调查的具体项目及指标见表1。表1路况数据采集指标调查项目交通资料结构承载力行驶质量路面状况抗滑性能横断变形调查指标交通量轴载路表弯沉路面平整度表面破损横向力系数构造深度车辙深度沥青路面的车辙定义为：在道路延长方向车轮集中通过位置所生成的连续的横向变形。车辙超过一定深度有可能导致路面结构的严重破坏和发生水滑现象，因此沥青路面的车辙问题是世界各国普遍关注的路面破损形式之一。在我国不论是目前的养护规范还是在实际应用中均将车辙作为路面破损的一般指标考虑，并没有单独将车辙作为一项路面使用性能的指标列出，而本文将讨论将车辙作为一项单独的使用性能指标来考虑，并验证其适用性。3路面性能评价及养护决策路面使用性能评价是对路面性能满足使用要求的程度做出的判断。根据这一判断，可以衡量路网的服务水平，确定路网内需要养护和改建的路段，有针对性地选择相应的养护和改建对策。养护决策是根据现有路网中路面状况的评价结果，采用系统工程等方法进行路面养护措施的优选，目的是使已破损的路面经过修理和恢复达到行车所必须的服务水平。我国规范所使用的评价模型以公路路面使用性能数据为基础，不完全适用于城市道路的行车特点和路面使用要求。为此，本文作者收集了广州市中心区早期修建的几条城市主干道的路况调查资料，研究城市道路路面使用品质与交通量、服务能力之间的关系。通过数理统计、灰关联分析等手段，提出了适合于城市道路路面性能评价的指标和模型：式中：-行驶质量指数；-国际平整度指数。式中：-路面状况指数；-路面破损率。式中：-车辙评价指标；-路面车辙深度（mm）。式中：-路面强度指标；-规范中结构强度指数。式中：-抗滑能力指标；-横向力系数。式中：-路面状况综合指标；3.2路面养护和改建对策根据养护工作的经常性、及时性和施工安全的要求，应尽可能地采用机械化养护和新工艺新技术，故提出如表2所示的城市道路沥青路面标准养护处治对策。表2城市道路沥青路面养护维修对策小修保养（日常养护及病害处理）养护类型编号大中修养护类型编号日常养护ⅰ加铺2~2.5cm超薄磨耗层ⅴ稀浆封层ⅱ4.0cm细粒式沥青砼（sma-13c或ac-13c）ⅵ变形类病害处理（铲平、填补或车辙机处理）ⅲ5.0cm中粒式沥青砼（ac-16c）6.0cm中粒式沥青砼（ac-16c）ⅶⅷ病害程度为中的病害处理（开挖或铣刨修补）ⅳ6.0cm中粒式沥青砼（ac-20c）8.0cm中粒式沥青砼（ac-20c）ⅸⅹ养护决策模型是根据路况五项指标进行了优、良、中、次、差的评价后，在确定养护对策时，需要根据五项评价等级之间的不同组合，给出每一种组合的养护对策，见表3。表3城市道路沥青路面养护对策表spipcirqi（ari）养护对策编号优≥85优良优、良ⅰa中ⅲ+ⅵb次、差ⅲ+ⅶc良70～85中优、良ⅱ+ⅳ+ⅶd中ⅱ+ⅲ+ⅳ+ⅶe次、差ⅱ+ⅲ+ⅳ+ⅶe中60～75次差优、良ⅱ+ⅳ+ⅷf中ⅱ+ⅲ+ⅳ+ⅷg次、差ⅱ+ⅲ+ⅳ+ⅷg次40～60差<40优良优、良ⅰ+ⅱ+ⅸh中ⅱ+ⅲ+ⅸi次、差ⅱ+ⅲ+ⅸi中优、良ⅱ+ⅳ+ⅸj中ⅱ+ⅲ+ⅳ+ⅸk次、差ⅱ+ⅲ+ⅳ+ⅸk次差优、良ⅱ+ⅳ+ⅹl中ⅱ+ⅲ+ⅳ+ⅹm次、差ⅱ+ⅲ+ⅳ+ⅹm4维修罩面纵横断面设计及平整度恢复技术研究现有的城镇道路养护技术规范,对罩面补强未要求进行纵横断面设计,但对一些坑槽、车辙、裂缝修补后，若采取“顺地爬”的方式罩面施工，难以达到改善平整度、恢复线形、使行车舒适的预期目的，本文提出一套针对高速公路罩面工程的纵横断面设计方法及相应的实施程序。经过实地勘测和多方案比选，认为较合理的测量方法包含以下内容：（1）原路面标高测量，每20m测一断面，每个断面测若干点，真实反映原有路面断面形式及横坡；（2）变形较严重路段每5m测一横断面：（3）伸缩缝处加测横断面；（4）桥头地面加密，按5m测一横断面。罩面工程的线形设计有别于新建道路，既要考虑满足改造后道路的使用标准，又要考虑原有道路的纵横断面情况。重点要注意以下四种情况的处理：（1）一般路段纵横断面设计。结合原路施工图竣工资料及现有路段纵横断面标高线，尽量在维持原有线性的基础上适当优化线形，恢复路面平整度。为改善路面排水，使行车舒适，可在原有横坡标准基础上，在设计规范允许的范围内给予调整。（2）特殊路段纵横断面的处理。受某些条件限制，也可用几段短坡代替，但最短纵坡不宜小于50m，且应尽量平衡施工工程量和舒缓线形。（3）路面沉陷破坏严重的路段，增加铣刨填补找平工序。（4）桥头、桥面纵横断面设计。首先对桥面增加罩面后承载力是否仍能满足原设计承载力要求进行验算，如满足，则上提伸缩缝，以伸缩缝处的标高作为控制点进行纵断面拉坡设计，更换相应的伸缩缝装置；如不能满足，减少罩面厚度以满足原有桥梁设计承载力要求或将原桥面铣刨后再罩面。罩面时将桥头标高作为控制点高程，并向两端延伸一定距离，与一般路段自然顺接。5旧路病害处理技术研究通过和钻孔取样，对路面病害进行类分级设计，路面病害按沥青面层铣刨、沥青面层修补、基层修补和灌缝等进行处理设计。分级标准和病害处理方案见表4和表5。表4适合灌缝和铣刨沥青面层的病害病害类型分级外观描述分级指标处理方案波浪、拥包严重波峰波谷高差大高差≥20mm对于路面基层及路面中、下面层结构稳定无损坏的病害：处理的方法是用冷铣刨方式除掉病害面层，然后重铺面层，使路面恢复原有几何形状并恢复排水功能。大面积裂缝严重块度大、缝宽、散落块度50cm~100cm大面积松散严重粗集料散失、表面剥落车辙严重变形较深深度≥20mm泛油、磨光严重桥面、隧道内路面及通道等不适合加铺的路面对于基层及路面结构稳定的面层裂缝处理方法：若裂缝宽度小于3cm，直接用sp高弹密封膏修补裂缝；若裂缝宽度大于3cm，可先在缝中填加筛好的石屑或细砂，然后再灌入sp高弹密封膏。表5适合开挖面层、基层修补的病害病害类型分级外观描述分级指标处理方案龟裂轻微初期龟裂，缝细，无散落，裂区无变形块度20cm~50cm对基层结构稳定、面层已损坏的病害，需开挖面层至病害影响深度，回填料可采用ac-25c型粗粒式沥青混合料或按原路面结构。若基层已损坏，需将基层挖除，采用atb-30型沥青碎石填补或按原路面结构层相同的材料压实，上喷洒透层油%，然后依次回填沥青面层。中等裂块明显，裂缝较宽，轻度散落或轻度变形块度小于20cm严重裂块破碎，裂缝宽，松散重，变形明显，急需维修深度大于25cm沉陷开裂严重深度深，行车明显颠簸不适深度大于25cm冒灰唧浆严重所有发生冒灰唧浆的地方坑槽严重面积大于1平方米6罩面层沥青混合料技术研究沥青混合料的热稳定性和水稳定性成为路面面层选型考虑的关键。比较各种沥青混合料的技术性能、各自特点及适用性后确定混合料的选型原则为：1）以磨光、泛油等影响路面抗滑性能为主的病害，罩面沥青混合料宜选择级配偏细的ac-13、ac-16型混合料；2）以松散、坑槽等水损病害为主，宜选择骨架密实的ac-13c、ac-16c型混合料；3)以车辙、波浪、拥包等变形类病害为主，宜选择ac-20c型沥青混合料作为中面层；4)sma改性沥青混合料适用于病害种类多、病害较严重的地段。6沥青路面补强设计方法研究当出现下面三种情况之一时，就应考虑采取补强措施：1）实际交通增长率超过道路原设计的交通增长率的1.2倍；2）路面强度指标等级为中等；3）实际荷载超过原设计荷载。旧路面补强时仍有部分有效结构承载能力（剩余寿命），而现有规范补强公式未能有效体现旧路面有效结构能力对加铺路面后结构能力的作用，在充分考虑加铺后路面总的结构承载能力、加铺层结构承载能力和旧路面有效结构承载能力三者之间的关系后，可按以下方程式为基准，计算加铺层厚度，基本方程式为：式中：－加铺层结构承载能力；－加铺后路面承受交通荷载所需的构承载能力；－剩余寿命系数；－旧路面的剩余结构承载能力。７社会效益和经济效益天河北路及体育东路道路升级改造工程，道路等级均为城市主干道，双向8车道，改造里程共2km。原状道路均为沥青路面，在旧路改造设计中采用了本文提出的成套技术，将本工程的沥青罩面投资由双幅515万元/km左右，降低为463万元/km，平均每km节省资金52万元，全线共节省投资104万元，经济效益十分显著。同时路面的行车状况也有了明显改善。