（材料学专业论文）旧水泥路面检测评价及加铺沥青面层技术研究.pdf

摘要 目前国内水泥混凝土路面大多出现不同程度地损坏，对旧水泥路面进行改建已是必 然。在旧水泥路面上加铺沥青面层是旧路改造的主要形式之一，具有工期短、对交通影 响小、投资少、行车舒适等优点，已成为国内外的一种简单有效的改建措施。 本文紧密联系工程实际，以四川省内绵江快速景观大道、雅安十里长街、广元高速 公路连接线三个旧水泥路面加铺沥青面层的工程实例为研究对象。 本文在详细调查和评价旧水泥路面损坏状况的前提下，对旧水泥路面板的各种病害 采取相应的处理，详细叙述了修补措施和控制标准。借鉴国内外已有经验成果的基础上， 结合未来交通发展的需求，进行了沥青加铺层的结构设计，并重点研究其材料设计。其 中包括s m a - 1 3 、土工布、玻纤格栅等材料的应用研究。本文还对施工质量控制的关键环 节进行了详细介绍，整体上形成了旧水泥路面加铺沥青面层的成套技术。为以后旧水泥 路面加铺沥青面层的设计、决策提供一些经验和借鉴。 关键词：旧水泥路面、沥青加铺层、白加黑、反射裂缝、s m a 、土工合成材料 a b s t r a c t a tp r e s e n t ，am a j o r i t yo fc e m e n tc o n c r e t ep a v e m e n t sh a v eb e e nm o s t l ya p p e a r i n g d a m a g et os o m ee x t e n t i ti sn e c e s s a r yt om a i n t a i no rr e c o n s t r u c tt h eo l dc e m e n tc o n c r e t er o a d t h ea s p h a l to v e r l a yo no l dc o n c r e t ep a v e m e n ti so n eo ft h em a j o rr e h a b i l i t a t i o nw a y s ，h a st h e a d v a n t a g e so fs h o r tw o r kp e r i o d ，l i t t l ei n f l u e n c eo i lt r a n s p o r t a t i o n ，l i t t l ei n v e s t m e n ta n d c o m f o r t a b l ed r i v ee t c ，w h i c hi sak i l l do fs i m p l ea n dv a l i dr e h a b i l i t a t i o nm e a s u r ea th o m ea n d a b r o a d a c c o r d i n gt oe n t i t a t i v ee n g i n e e r i n g , m i a r d i a n gr o a da n dy a a nr o a da n dg u a n g y u a n r o a db yt h ea s p h a l to v e r l a yo no l dc o n c r e t ep a v e m e n ti ns i c h u a np r o v i n c ea r es t u d i e di nt h i s p a p e r t h ea r t i c l ed i s c u s s e da l lk i n d so ft r e a t m e n tm e a s l e sr e l e v a n tt od a m a g eo fo l dc e m e n t c o n c r e t ep a v e m e n t0 1 1t h eb a s eo fi n v e s t i g a t i o na n de v a l u a t i o nd e t a i l e d ，d e s c r i b e di nt h e t r e a t m e n tm e a s u r e m e n t sa n dc o n t r o lc r i t e r i a b a s e do ne x p e r i e n c ea n dh a r v e s to b t a i n e dh o m e a n da b r o a d ，p a v e m e n ts t r u c t u r eo fa s p h a l to v e r l a yi ss t u d i e do u tb yf o r e c a s t i n gf u t u r et r a f f i c c a p a c i t y , s ot h em a t e r i a lc o m p o s i t i o nd e s i g ni sc o n s i d e r e da se m p h a s i s w h i c hi n c l u d et h e a p p l i c a t i o no fm a t e r i a l so fs m a - 13a n dg e o t e x t i l ea n dg l a s sf i b e rg e o g r i de t c ，f o r m sa c o m p l e t es e to ft e c h n i q u e so fa d d i n gt h ea s p h a l to v e r l a yo no l dc e m e n tc o n c r e t ep a v e m e n t ， w h i c ha l lc a l l p r o v i d es o m eb e n e f i c i a le x p e r i e n c ea n dr e f e r e n c e s f o rp r o j e c td e s i g no f m a i n t e n a n c ea n dr e c o n s t r u c t i o no nt h eo l dc e m e n tc o n c r e t ep a v e m e n tl a t e ro n 。 k e yw o r d s ： o l dc e m e n tc o n c r e t ep a v e m e n t ，a s p h a l to v e r l a y ，a s p h a l to v e r l a yo no l d c o n c r e t ep a v e m e n t ，r e f l e c t i v ec r a c k i n g ，s m a ，g e o s y n t h e t i c s 论文独创性声明 本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，与课题组一起进 行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研 究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不 包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名： 莠锈& 泖7 年厂月彩日 论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学 校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权 利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成 果时，署名单位仍然为长安大学。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名： 导师签名： 芬铐瓤 少0 7 年厂月韬日 田年r 月2 苫日 长安大学硕士学位论文 第一章绪论 我国水泥路面的修建是从六十年代中期开始，特别是八十年代以来，水泥路面由于 强度高，稳定性好，耐久性强，养护费用低等特点，在全国迅猛发展，到2 0 0 5 年底， 全国水泥路面总里程已超过3 0 万公里，主要分布在广东、浙江、江苏、上海、河北、 四川等地。同时，由于交通量剧增，汽车轴载日益重型化或设计、施工等方面等原因， 路面结构的损坏日渐加重，不仅加速了早期修建的旧水泥路面接近其寿命的速度，而且 使得某些新建的水泥路面在远未达到设计年限时就出现了不同程度的结构性破坏和功 能性缺陷，严重影响了道路的服务水平及车辆的行驶安全，导致大量的水泥混凝土路面 都面临着大修或改建的问题。近年来，在旧水泥路面上加铺沥青混合料面层而形成的复 合路面吸收“白色”和“黑色 两种路面结构形式的优点，即“白加黑路面 ，在国内 工程中得到广泛应用。 1 1 白加黑路面概述 旧水泥混凝土路面加铺沥青面层不仅施工简单方便，而且能有效改善旧水泥路面的 使用性能，延长其使用寿命；同时充分地利用旧水泥路面，造价低，对交通和环境影响 小，因此在国内外1 日水泥路面改造工程中应用最多。与“白加黑路面路面相对应的在 旧水泥混凝土路面上加铺新水泥混凝土面层的结构形式即“白加白路面”。加铺新水泥 面层的厚度一般不低于2 0 c m ，其造价远远高于沥青加铺层，而且该措施的养生期长达 2 8 天，对交通的影响很大，难以应用于交通繁忙的路段。因此，对于重交通水泥路面而 言，其最可行的修复措施是加铺沥青面层，构成“白加黑路面”。 白加黑路面结构涉及刚性、柔性两种路面结构形式，不仅材料性能差异大、旧水泥 板受温度变化影响大，而且旧路面板上存在接缝和裂缝，并常常伴有错台、脱空等损坏 现象，使得复合结构中奇异部位尤为突出，这些都促使沥青加铺层在对应于旧路面板接、 裂缝的位置上极易出现裂缝，这种裂缝常常被称之为反射裂缝。旧水泥路面病害能否高 效而完整的处治，是沥青加铺层能否成功的关键因素，因此前期检测评价工作的研究尤 为重要。 本论文基于四川省交通厅2 0 0 5 年度科研项目“旧水泥路面加铺沥青面层技术研究 ， 依托工程为绵阳至江油快速通道、广元高速公路连接线和雅安十里长街三个旧路改造实 体工程。此三条水泥混凝土路面都存在不同程度的损坏，路面养护维修率较大，严重地 第一章绪论 影响了行车的安全性和舒适性，其通行能力已不能满足快速增长的经济需求，正面临大 修和改造升级的问题。 在确定旧路处理和加铺改造方案之前，必须对旧水泥路面进行科学而又全面细致的 检测和分析。如何正确选用检测仪器、方法和评价手段才能全面而有效的评定旧水泥路 面状况? 如何以此检测和评价作为改建依据，制定路面加铺形式和加铺材料，制定加铺 方案? 本文通过研究旧水泥路面的检测评价方法和加铺层材料组成设计，对探索“白加 黑 改造绵阳至江油快速通道、广元高速公路连接线和雅安十里长街三个旧路改造实体 工程及处理相似工程具有十分重要的借鉴作用和指导意义。 1 2 国内外研究现状 近年来，随着国内水泥混凝土路面由“建设期”向“养护期 过渡，越来越多的 旧水泥混凝土路面正进行着加铺沥青面层的改造实践，在旧水泥混凝土路面上加铺沥 青面层已经成为一种公认有效的主要大修措施。国内对旧水泥混凝土路面上加铺沥青面 层的研究很多，但还没有形成完整的体系来指导设计和施工。由于这一问题的复杂性和 各地交通、气候及筑路条件的差异，在所取得的研究成果之间缺乏共同的认识，给设计 和施工部门的具体操作带来了极大的困难。 我国对旧水泥混凝土路面修复技术的研究始于上世纪9 0 年代初期的国家科技工作 引导性项目“我国水泥混凝士路面发展对策及修复技术研究 ，其重点是对数据的采集 方法、调查和测定方法进行统一的规定，与此同时，同济大学、长安大学的学者们分别 对混凝土路面使用状况评价指数进行划分、界定，给出了一些经验公式。 二十一世纪，公路检测技术正逐渐迎来了自动无损检测时代。在公路较发达的国家， 如美国、欧洲和日本，路面快速检测技术发展很快，达到了较高的水平。在路面平整度 检测、破损检测、车辙检测、承载力检测、抗滑能力检测等方面均实现了自动化，并研 制了相应的自动化检测设备，有的检测设备还具有较为完善的数据处理功能。在美国、 加拿大、澳大利亚、日本及欧洲等发达国家和地区路面管理系统得到了广泛的使用，现 已开发研制了多种路面管理系统软件和路面养护管理专家系统。我国近年来也在无损检 测技术方面开展大量研究，并从国外引进了大量先将检测设备，如：锤式弯沉仪( f w d ) 、 基于c c d 技术的道路无损检测车、道路雷达、激光平整度仪等，但总体水平还是比较低， 绝大数国内工程还采用人工有损检测手段进行旧路检测。 路面使用性能的评价在国内外都受到极大的重视，也是当前道路工程领域研究的热 长安大学硕士学位论文 点问题之一。尽管国内外对路面性能评价方面已经做了较多的研究工作，但由于路面结 构本身和使用环境的复杂性，包括影响因素的多样性和不确定性问题、路面破损的复杂 性和评价指标的多样性问题、路面检测技术中存在的若干问题等，因此在路面结构性能 的评估、预测和决策领域仍有许多问题需要进一步研究和解决，提出更加合适的评价方 法和标准。 关于沥青加铺层的设计理论和方法，早在二十世纪5 0 年代初期，美国在大量试验 路研究的基础上，提出了多种沥青加铺层的设计理论和方法，如a a s h t o 、a i 、a r e 法等。1 9 8 5 年美国联邦公路管理局出版了路面修复手册，1 9 8 8 年对此又进行了修订。 1 9 9 5 年在总结全美研究成果及工程实践的基础上，又出版了a c p c c 修复与评价指 南，使沥青加铺层的设计方法不断得以完善和发展。国内对在旧水泥混凝土路面加铺 沥青层的研究起步较晚，我国的沥青路面设计规范对这方面还没有明确的设计体系和设 计指标，公路水泥混凝土路面养护技术规范( j t j 0 7 3 1 - - 2 0 0 1 ) 中也只是对反射裂缝 的防治给出了具体的施工要求，对沥青面层的结构没有明确限制；公路沥青路面设计 规范( j t g d 5 0 2 0 0 4 ) 加铺层沥青路面厚度设计中也仅结合已有经验确定加铺层厚度， 对材料组成设计未做明确规定；公路沥青路面施工技术规范( j t gf 4 0 - - 2 0 0 4 ) 甚至未 指出沥青加铺层的施工方法和材料要求。 1 3 研究的主要内容 在我国，白加黑路面技术正处于研究、试验阶段，尚没有成熟的理论、方法，因此， 本课题研究是在调查了解国内外许多旧路改造工程实践的基础上，对白加黑路面技术进 行了系统地分析和研究，供今后白加黑路面工程参考使用。主要研究的内容有： ( 1 ) 旧水泥路面检测与评价 为了在加铺前对旧板进行正确地处理，首先要对旧水泥路面的损坏状况和结构状况 进行详细的检测和正确的评价，这是解决反射裂缝和保证加铺成功至关重要的一环。通 过对旧水泥路面的检测与评定，了解路面的结构状况，采取相应的修复措施，并为加铺 层结构设计提供数据和依据。 ( 2 ) 旧水泥路面的处理技术 旧水泥路面板如果处理不当，存在接缝和裂缝，并常常伴有错台、脱空等损坏现象， 使得复合结构中奇异部位尤为突出，这些都促使加铺的沥青面层在对应于旧路面板接、 裂缝的位置上极易出现反射裂缝。本文主要介绍了处理脱空的板底压浆和直接换板两种 第一章绪论 方法，同时对旧水泥路面的破碎和加宽进行了研究，为了防止反射裂缝引发一系列后续 问题，应高度重视旧水泥路面处理。- ：z ( 3 ) 沥青加铺层结构设计与材料设计 白加黑路面是正在实践中的技术，其结构设计不仅涉及旧路面的损坏、结构状况、 交通状况、环境因素，而且还需要合适的力学分析模型、正确的材料参数、有效地防治 反射裂缝的措施等，内容广泛、复杂多变，由此也不难理解至今未有成熟设计方法的原 因。因此研究旧水泥路面结构设计和材料设计方法，尽快解决生产实际中的问题，正是 我们面临的重要问题。 ( 4 ) 沥青面层加铺的质量控制 严格的质量控制是保证工程质量的关键。许多工程出现的病害都是因为在施工中没 有按规定要求执行引发的。因此本文对原材料、施工机械和工艺等方面的质量控制进行 详细说明，并对实体工程建立验收评价体系。 ( 5 ) 白加黑路面实体工程的应用实践及经济性分析 通过对实体工程情况及回访情况进行分析，总结出成功的经验和失败的原因，并对 旧路改造的经济性进行分析，这对白加黑路面的发展具有深远的意义。 长安大学硕上学位论文 第二章旧水泥路面的检测与评价 旧水泥路面改建一般采用加铺沥青面层的方式，加铺层设计是在对现有路面结构性 能作出正确评定的基础上进行的。为此，需要对路面的损坏状况进行调查和评价，对路 面的结构状况、承载能力进行试验和评定。根据评定结果，可以判断路面是否需要加铺 或预估剩余使用寿命，分析路面损坏的原因及提出处理措旌，由此提出具体的改建方案 或对策。根据调查结果正确评定现有路面的使用状况是加铺层设计的关键。 2 1 旧水泥路面的检测方法 路面检测数据是路面使用性能评价和预测的前提，也是编制道路养护和改建计划的 主要依据。准确详实的检测结果，是对原路面进行使用性能评价及制订沥青加铺层设计 方案的前提条件。 旧水泥路面检测分为路面损坏状况检测、原路面承载能力检测、平整度及抗滑性能 调查。以下就路面检测采用的各类仪器的检测方法进行简单介绍，其中针对本论文依托 工程中采用的检测方法进行详细说明。 2 1 1 路面损坏状况的检测 路面损坏状况调查，可以用来鉴别需进行改建的路段和选择合适的改建对策。路面 损坏状况的检测方法总的来说有两种：第一种是传统的人工目测法；第二种是数字化路 面破损自动检测系统法。 传统的路面损坏状况检测方法虽然检测难度小、成本低，但由于主观性大、效率低， 也存在很大的安全隐患，尤其在高等级公路上。因此，在高速和一级公路上大多采用先 进快速的调查方法。在数字化路面破损自动检测系统的开发中c c d 摄像机和计算机图 像处理技术得到了广泛应用，典型的有a r r b 交通研究所开发的路面信息检测车、美国 p a v e d e x 公司开发的路面信息检测系统p a s l 、美国南达科塔交通运输部研制的路面信 息检测车，澳大利亚n s w 公路交通局与c r i s o 公司共同开发的自动化路面破损检测车 r o a dc r a c k 等。数字化路面破损自动检测系统法对于路面破损图像采集及其识别的具体 过程见图2 1 。 第二章旧水泥路面的检测与评价 囊囊图像h 图像数字化h 图像存储 图像处理l 一路面破损识 与分析i i 别与分析 图2 1 路面破损图像采集及其识别过程 由于设备方面的限制，本论文三个实体工程中的路面破损状况检测都采用了传统的 人工目测法。这种方法总的来说难度小，成本低，但是其中的工作量很大，几十公里的 旧路要沿线实地去做调查，一段一段具体做记录。其中也不免有安全问题，尤其在交通 量比较大的地段。由于其主观性比较大，所以整段路都得由固定的人员去调查，这样调 查结果才具有可比性。 损坏状况调查应提供以下信息： 破损类型一鉴别路面存在的各种损坏；损坏应按产生原因进行分类。 破损严重程度一指出每一种破损的严重程度，以评定恶化程度。 破损量各种损坏和严重程度的相对面积( 占路面总面积的百分率) 。 路面破损可分为裂缝或断裂、变形、接缝损坏和表面损坏四大类，每类破损包含的 内容见表2 1 。其中每类可进一步分级。 表2 1路面破损类型及调查方法 类型 形式 调查方法 纵向、横向、斜向裂缝 裂缝或断裂 角隅裂缝 目测后用皮尺丈量 交叉裂缝 唧泥目测 变形错台错台仪 拱起 目测后用皮尺丈量 填缝料损坏 接缝损坏目测 接缝碎裂 表面损坏露骨、剥落、坑洞目测后用皮尺丈量 路面各种破损的损坏范围按实测损坏面积计，不规则形状的损坏面积按当量矩形面 积估算。对于各种单条裂缝，其损坏面积按裂缝长度乘以0 2 换算系数计算。同一板块内 存在多种病害或轻重等级时，以最显著的种类或最重要的程度计。调查结果应按破损类 长安大学硕士学位论文 型、破损范围及其严重程度，计入记录表格。 2 2 2 路面结构承载能力的检测 路面结构承载能力检测指标为路面弯沉值。通常采用无破损测试的方法，在路表面 测定路面结构的最大弯沉值或弯沉盆，通过分析判断结构的承载能力。 弯沉和弯沉盆测定结果可以用于： 检查旧水泥路面板的脱空情况； 分析旧水泥路面接缝的传荷能力； 估算路基和路面结构层的模量值； 评定路面结构的承载能力或剩余寿命。 对于板块较完整的水泥路面，由于水泥路面板具有较高的回弹模量值，加铺沥青层 时重点是分析水泥混凝土路面接缝的传荷能力和检查水泥路面板的脱空情况。由于水泥 路面板接缝两侧相邻板产生的竖向位移差，会造成沥青加铺层出现较大的剪应力，这是 沥青加铺层产生荷载反射裂缝的最主要原因，因此采用贝克曼梁法检测相邻板的弯沉差 来评价接缝传荷能力效果更佳。 检测水泥混凝土板板底脱空采用的方法主要有：贝克曼梁法、f w d ( 落锤式弯沉仪) 法、路面雷达检测法和声振法。根据现代公路检测的实际需要，表2 2 分别对其方法进 行综合评价。 表2 2 板底脱空检测方法主要优缺点汇总 检测方法优点缺点 目测法 经验法，较为方便 主观因素太强，误差大，效率低 贝克曼梁法仪器普遍，理论较为成熟，经济误差大，人为因素较强，测速慢 利用有限元预估，不太直观，混凝 测速较快，精度较高，自动化程度高， f w d 法土板下地基的脱空理解为地基刚度 能判断出脱空的位置、预估脱空的尺寸 的衰弱是否合理还需进一步考证 测速快，精度高，结果直观，自动化程测量结果与天线、道理结构以及 雷达法 度高，测试理论成熟，工程应用广泛数据处理系统的选用关系密切 声振法造价低、速度快、可操作性强理论不太成熟，应用不广泛 结合上表2 2 各种水泥混凝土板板底脱空检测方法主要优缺点，建议在有条件的情况 第二章旧水泥路面的检测与评价 下，可以考虑选用雷达检测的基础上另选一种方法( 如f w d 法) 进行配合检测，可以达 到测试精度高、可信度高的效果，这样就可以准确地对脱空部钻孔压浆进行补强，但是 雷达检测法是目前世界上正在推广的先进技术，使用不广泛。由于仪器方面的限制，本 论文实体工程中的检测方法均采用贝克曼梁法检测板底脱空情况。 确定了检测设备为贝克曼梁，在检测工作中，水泥路面板块静回弹弯沉测定应采用 5 4 m 长杆弯沉仪，b z z 一1 0 0 标准轴载检测车。根据我国公路修建状况和检测仪器的实 际情况，专家们推荐凡弯沉值超过0 2 m m 的，应确定为板底脱空。 承载能力检测主要是检查水泥路面板的脱空情况和分析水泥混凝土路面接缝的传 荷能力，所以弯沉测量应分两批进行。第一批分别对每块板的中部进行弯沉测量，第二 批分别对每条接缝两侧的板边进行弯沉测量。两批弯沉值计入不同的表格中。板中的弯 沉用以分析板下是否脱空和反算板的回弹模量；板边的两个弯沉值的平均值可用以分析 板边的支承情况，两个弯沉值之比则用以评价接缝的传荷能力。 值得注意的是，水泥面板内的温度梯度会使板产生翘曲变形。正温度梯度大时，板 中部可能拱起而出现同基层顶面的脱空。这时，在板中进行弯沉测定的数值明显大于正 温度梯度较小时或负温度梯度时测定的结果。而在负温度梯度大时，板角隅会卷起而出 现与基层顶面的脱空，使板角的弯沉测定值明显大于正温度梯度时的测定结果。 因此，为了避免温度梯度引起的板底脱空的影响，板中弯沉测定应选在出现负温度 梯度或者正温度梯度小的夜间到清晨时段进行。而板边的测定情况正好相反，应选在白 天进行。 2 1 3 路面行驶质量和抗滑能力的测定 对于路面行驶质量的测定，宜采用车载式颠簸累计仪快速检测。小范围的抽样调查， 可采用连续式平整度仪或三米直尺检测。各种方法的测定结果应建立其与国际平整度指 数之间的关系。 路面抗滑能力的调查指标为轮胎与路面的摩擦因数。调查设备可采用摆式摩擦因数 ( b p n ) 仪和横向力系数( s f c ) 测定仪。高速公路和一级公路，宜采用横向力系数测 定仪。摆式摩擦因数的调查应在每个评定路段选测5 个测点，每个测点重复测定5 次， 取其均值作为该测点的测量值，5 个测点的平均值作为该路段的测值。 长安大学硕士学位论文 2 2 旧水泥路面的评价标准 上一节介绍了旧水泥路面的检测内容和方法。本节介绍怎么对检测数据进行整理分 析，来评价旧水泥路面的状况。旧水泥路面的状况可用断板率( d b l ) 、路面状况指数 ( p c i ) 、板下脱空度( v ) 和板中弯沉值、平均错台量、接缝传荷系数( k i ) 、平整度标 准差( o ) 等来评价。 由于水泥路面的抗滑能力可以通过刻槽、拉毛等方法来处理，故不作为沥青加铺层 设计的依据，不需要评价。在旧水泥混凝土路面上加铺沥青层，强度一般不成问题，可 不作为主要控制指标，也不需要进行评价。 2 2 1 断板率( d b l ) 断板率( d b l ) 是旧水泥路面破损状况评定的一个重要指标。加铺层设计中以断板率 和平均错台量两项指标来表征旧水泥路面的损坏状况。水泥路面的损坏可分为裂缝或断 裂、变形、接缝损坏和表面损坏等。裂缝或断裂主要指纵、横、斜向裂缝；变形主要指 唧泥、错台、拱起；接缝损坏主要指填缝料损坏和接缝碎裂；表面损坏主要指剥落、坑 洞等，各种病害按损坏程度分为轻、中、重三级。由于对混凝土路面结构性能和行车舒 适性影响最大的是断裂类损坏和接缝错台两种，它们是决策加铺层结构形式及其厚度设 计的主要因素。 依据路段破损状况调查得到的断裂类病害的板块数，按断裂种类和严重程度的不 同，采用不同的权系数进行修正后，由式( 2 1 ) 式确定该路段的断板率( d b l ) ，以百分 数表示。 d b l ：( 窆羔码o ) 傩 ( 2 1 ) i = l j = l 式中d b i i i 种类裂缝病害j 种轻重程度的板块数； w u i 种类裂缝病笥种轻重程度的修正权系数按表2 4 确定； b s 评定路段内的板块总数。 断板率主要根据旧水泥面板的五类断裂裂缝：纵向裂缝、横向或斜向裂缝、角隅断 裂、交叉裂缝和断裂板来计算的。 各种病害按照其轻重等级，又可进一步划分，具体见表2 3 。 表2 3 水泥路面损坏分级 损坏类型 损坏程度 分级标准 缝隙边缘无碎裂或错台的细裂缝，缝隙宽度小于3 m m ； 纵向、横向轻 或者，填封良好、边缘无碎裂或错台的裂缝 或斜向裂缝面板断裂 缝隙边缘中等裂缝( 或) 错台小于1 3 r a m 的裂缝， 和角隅断裂成2 块中 且缝隙宽度小于2 5 r a m 病害 重缝隙边缘严重碎裂或错台大于1 3 m m ，且缝隙宽度大于2 5 r a m 面板破碎 轻板被轻微裂缝分割为3 - - 4 块 交叉裂缝和 为3 块中板被中等裂缝分割为3 - - 4 块，或被轻微裂缝分割成5 块以上 断裂板病害 以上重板被严重裂缝分割成4 - - - 5 块，或被中等裂缝分割成5 块以上 表2 4 计算断板率的权系数”i ；v 驴 裂缝类型交叉裂缝角隅断裂纵、横、斜向裂缝 轻重程度 轻 中 重轻中重轻中重 权系数形 ， 0 6 01 0 01 5 0o 2 00 7 01 0 0 0 2 0 0 6 0 1 0 0 路面损坏状况分为4 个等级，各个等级断板率的划分标准见表2 5 。根据以上的计算 结果，结合表2 5 就可以得出路面的损坏状况等级。 表2 5 路面损坏状况评定标准 d b l ( ) 等级定性描述 s l优路面结构完整，还可以继续使用 2 5 良 路面结构完整性较好，符合使用要求 6 1 0 中路面状况一般，路面损坏主要为功能性的 1 1 2 0 次 路面质量状况不好，暴露出很多问题，路面损坏主要为结构性的 2 0 差路面状况恶化，不堪使用，需要大修或翻修 2 2 2 路面状况指数( p c i ) 依据路段破损状况调查得到的病害类型、轻重程度和密度数据，按公式( 2 2 ) 确该 路段的路面状况指数( p c i ) 。以1 0 0 分制表示。 路面状况指数( p c i ) 的评定标准见表2 6 。 长安大学硕十学位论文 尸a = 1 0 0 - ( 2 2 ) i = lj = l 式中： i ，j 分别为损坏类型和严重程度； n 损坏类型总数； m i 一类型的严重程度等级； d p i j 一类损坏j 种程度的扣分值，是d i j 的函数； d i j 一类损坏j 种程度的损坏数占路段内板块或裂缝总数的比例( ) ； w i i 一类损坏j 种程度的修正权数。 表2 6 路面状况指数( p c i ) 评定标准 评定等级优良中次差 p c i 8 58 4 , - - - 7 06 9 5 55 4 4 0 8 0优良 接缝性能良好，接缝处的竖向位移对加铺层的使用性能影响小 接缝性能一般，接缝处的竖向位移有可能引起加铺层上出现反射裂缝， 5 6 8 0中 可对加铺层厚度在l o o m 及以下的采取压浆等措施处理 接缝性能差，可能传力装置已损坏，也可能接缝处出现脱空，视情况 3 1 - - 5 5 次 进行压浆处理 接缝性能极差，传力装置破坏，或者是接缝处出现脱空或基层软弱， 3 1 差 可视情况进行加固后，再回填混凝土，也可视板的整体情况整板破碎 2 2 5 平整度标准差6 平整度标准差a ( m m ) 是路面行驶质量评定的一个标准。平整度以连续式平整度仪测 得的数据为标准。评定标准分为优、良、中、差四个等级。具体评定方法见公路水泥 混凝土路面养护技术规范。其评定标准见表2 9 。 表2 9 平整度标准差( o ) 评定标准 评价指标优良中差 平整度( o )o 兰2 52 5 a 1 0 m m 的地点) 并记录 错台起、终点、计算平均错台高度。 ( 4 ) 纵、横向接缝填料是否丢失，需补充灌缝否，胀缝是否需修补、重换 调查每1 0 0 米桩号统计一次，依据路段破损状况调查得到的断裂类病害的板块数， 按断裂缝种类和严重程度的不同，采用不同的权系数进行修正后，确定该路段断板率 d b l ，以百分数表示。 评定路段原水泥混凝土路面的总断板率d b l ( 除去江油市区路段) 见表2 1 0 。 表2 1 0 总路段断板率汇总表( 除去江油市区路段) 裂缝类型交义裂缝角隅断裂纵、横：斜向裂缝 轻重程度轻中重轻中重轻中重 权系数 o 6 01 0 01 5 00 2 0o 7 01 o o0 2 0o 6 0 1 0 0 板块数1 5 83 9 62 3 84 3 5 2 9 02 8 63 0 5 总板块数 1 4 3 4 6 断板率( )1 3 江油市区路段原水泥混凝土路面的断板率见表2 1 1 。 长安大学硕士学位论文 表2 1 1 江油市区路段断板率汇总表 裂缝类型交叉裂缝角隅断裂纵、横、斜向裂缝 轻重程度 轻中重轻中重轻中重 权系数 o 6 01 o o1 5 0o 2 0o 7 01 o oo 2 0o 6 01 o o 板块数 1 7 021 6 52 5 总板块数1 3 4 1 3 断板率( ) 3 3 由表2 5 评价标准评定：江油市区道路的路面破损状况按最不利情况考虑，评定等 级为良偏上，路况比较好。其余路段评定等级为次，路况较差。 公路水泥混凝土路面养护技术规范j t j 0 7 3 1 - - 2 0 0 1 规定： 高速公路及一级公路的路面破损状况等级为优和良，可采用日常养护和局部或个别 板块修补措施。 高速公路及一级公路的路面破损状况等级为中及中以下，应采取全路段修复或改善 措施，包括沥青混合料修补、板块破碎和碾压稳定、铺筑沥青面层或水泥混凝土加铺层 以及修建纵向边缘排水设施等。 由于评定等级为次的路段只是代表整体情况，不能反映局部。故针对部分路段的断 板率进行计算，评定其等级，对特殊路段有针对性的处理。 路面破损状况比较严重路段断板率汇总见表2 1 2 。 表2 1 2 破坏严重路段断板率汇总表 裂缝 桩号范围严重破碎板角断裂总板块数断板率 严重中等 k 1 + 3 0 0 k 2 + 3 0 01 0 05 44 038 8 82 2 5 k 御- 1 0 0 k 7 + 1 0 01 l o6 63 62 28 8 82 4 3 k 8 + 1 0 0 k 9 + 5 0 01 1 91 5 45 36 21 2 4 42 6 7 k 1 3 + 0 0 0 k 1 4 + 2 0 0 1 2 447 32 51 0 6 62 0 2 总断板率( ) 2 3 6 由表2 1 2 可以看出，部分破损状况严重路面评价为差，加铺前必须进行换板或板 块破碎处理，才能保证加铺后结构的可靠性以及减少反射裂缝要求。 第二章旧水泥路面的检测与评价 2 3 2 路面结构承载能力的检测与评价 本路段路面结构的承载能力采用板中代表弯沉值来评价。路表面在荷载作用下的回 弹弯沉值，可以反映路面的结构承载能力。 本工程中采用贝克曼梁测定静弯沉，根据国内外已有的工程实践及专家经验总结 出，在实际评定时，以弯沉值 2 0 ( o o l m m ) 为标准判定是否存在板底脱空，同时结合 雨后观察唧泥现象、边缘和角隅处锤击听音等经验方法加以综合判断。 本次弯沉测量分机动车道、非机动车道两部分进行。对全线机动车道按2 0 米的间 距，每车道测2 个点进行弯沉检测；对非机动车道抽取具有代表性的8 公里按2 0 米的 间距，单侧非机动车道测2 个点进行弯沉检测。 机动车道的回弹弯沉检测情况优于非机动车道。表2 1 3 列出采用回弹弯沉检测计 算出来的各段机动车道代表弯沉值i 叮。 表2 1 3 机动车道代表弯沉值l r 里程桩号代表弯沉值k ( 0 0 1 r a m ) k o + 8 6 0 - 硒+ 0 0 0 2 3 瞄+ o o o k 6 + 0 0 0 1 4 k 6 + 0 0 0 k 1 仔卜o o o 2 8 k 10 + 0 0 0 - - 一k 13 + 0 0 01 6 k 1 3 + 0 0 0 k 1 9 + 0 0 0 2 3 k 19 + 0 0 0 怼9 + 0 0 01 6 配9 + 0 0 0 髓4 + 5 0 0 l o 从上表2 1 3 可以得出机动车道k 0 + 8 6 0 k 3 + 0 0 0 、k 6 + 0 0 0 k 1 0 + 0 0 0 以及 k 1 3 + 0 0 0 - - 一k 1 9 + 0 0 0 区段路段弯沉值 2 0 ( o 0 1 m m ) 所占的比例偏高，板底脱空现象普 遍存在，在沥青加铺层施工前必须进行换板处理或碎石化处理才能保证加铺层结构的使 用性能要求。 表2 1 4 为有代表性非机动车道回弹弯沉值汇总。 从表2 1 4 中可以看出，非机动车道代表弯沉值l r 普遍大于2 0 ( o 0 1 m m ) ，除了里 程桩k 2 8 + 0 0 0 以后的区段状况相对较好外，路面状况很不理想。非机动车道面板板底脱 空状况普遍存在。 长安大学硕士学位论文 表2 1 4 有代表性非机动车道回弹弯沉值汇总表 平均弯沉 测点数( n ) 标准差变异系保证率代表弯沉值 桩号区间 l ( 0 0 1 r a m ) s 数c 。 z | l r ( 0 0 1 r a m ) 实测计算l ll 2 k 1 堋9 8 02 0 01 9 59 896 8 70 7 622 2 l ( 2 + 0 0 0 - - - 豳+ 0 0 02 0 42 0 098 77 1 9 1 8 2 2 2 3 k 4 卅) 0 0 k 5 + 0 0 02 0 42 0 02 01 91 2 0o 6 224 3 k 8 + 4 0 0 - - 一k 9 + 4 0 02 0 41 9 82 01 81 3 。50 7 424 5 k 1 1 + 0 0 0 k 1 2 + o o o1 6 61 6 42 0 1 99 2 30 4 823 7 k 1 9 + 0 0 0 k 2 0 + 0 0 02 0 42 0 21 41 45 9 80 3 922 5 k 2 8 + 0 0 0 k 2 9 + 0 0 02 0 42 0 19 69 24 4 7 0 4 9 21 8 硒l + 0 0 0 - - 一硒2 + 0 0 02 0 42 0 287 44 80 6 421 7 2 4 广元高速公路连接线的检测及评价 本工程为绵广高速公路与广元城区连接线路面综合整治工程。工程的总里程约9 4 公里，其中嘉陵江大桥长5 0 0 m ，投资6 7 1 8 5 万元。原路面宽度1 2 5 m ，水泥混凝土路 面厚2 2 c m ，硬路肩宽5 0 c m ，无中央分隔带。 旧水泥路面建成通车近1 1 年，有一部分已接近或超过设计年限，有的路段虽未达 到设计年限，但由于水泥路面设计标准偏低、板块偏薄，以及汽车轴载日益重型化及设 计、施工方面的原因，原水泥混凝土面板断裂错台、啃边、浸水状况较为严重，路面变 形大，纵坡、横坡不顺适，硬路肩脱落、残缺，严重影响广元市交通形象及该道路通行 能力，影响道路的使用性能，因此急需改造、修复路况。确定改建方案之前要先对旧路 面进行检测与评价。 2 4 1 路面破损状况的检测及评价 本路段路面破损检测方法采用人工目测法。由有经验的检测人员对混凝土路面外观情 况进行了全面调查，调查路段全长9 0 4 公里。调查方法同本章2 2 3 说明。 本路段采用路面状况指数( p c i ) 和断板率( d b l ) 两项指标评定路面破损状况。详 见本章第二节的旧水泥路面状况评价标准，下面对此进行简单的说明。 第二章旧水泥路面的检测与评价 调查每1 0 0 米桩号统计一次，依据路段破损状况调查得到的断裂类病害的板块数按断 裂缝种类和严重程度的不同，采用不同的权系数进行修正后，