公路养护技术与管理 课程设计

课 程 设 计课程:公路养护技术与管理题目 : 旧路调查评价与维修方案设计姓名: 班级: 指导老师: 湖南交通职业技术学院路桥工程学院年 月 2项目 1 旧路调查评价与维修方案设计课程设计 1一、 工程概况道路概况某高速公路道路全长 48.95km，原路面设计年限内一个车道上的累计当量轴次 Ne =1500 万次，设计年限 t=15 年。按平原微丘区高速公路标准设计，设计时速 120km/h,路基宽度 26m，路面宽度 210.75m，双向 4 车道设计，中央分隔带宽 3m，中央分隔带路缘处路缘带宽度 0.75m,土路肩 0.75m,紧急停车带宽度 2.5m。该公路于 1997 年开工建设，1998 年建成通车。自然条件该高速公路处于黄淮冲积平原，属暖温带半干旱、半湿润季风气候。一年之中，冷暖交替，四季分明。该地区年平均气温在 14.60C 左右，七月份最热，累计年平均气温为27.50C，历年极端最高气温为 43.40C；一月份最冷，累计年平均气温为 0.50C；历年极端最低气温为13.9 0C。因受季风影响，降雨量年内不均，冬春季降雨较少，夏秋季较为集中，一般 69 月份降雨量可达全年总降雨量的 60.5%左右，降雨量平均为 749.2845.2 mm。路面结构设计此高速公路原路面结构设计厚度 76cm,路面容许弯沉值 33.1(0.01mm),路面设计横坡 1.5%.路面结构组成类型分两种。如下图所示：4cm 中粒式沥青混凝土6cm 粗粒式沥青混凝土6cm 热拌沥青碎石（下设沥青粘层油一道）25cm 水泥稳定碎石35cm 石灰土4cm 中粒式沥青混凝土6cm 粗粒式沥青混凝土6cm 热拌沥青碎石（下设沥青粘层油一道）320cm 水泥稳定碎石40cm 石灰土养护与维修历史该高速公路在允许重型车辆通行一年后，路面出现了纵向裂缝、沉陷、翻浆、龟裂等病害现象，分别在 2000 年、2001 年和 2002 年进行了路面专项修补，修补情况如下：2001 年路面维修情况2001 年路面维修主要是处理路面出现的破损和桥头跳车。根据路面的不同病害，采取不同的处理方案。路面沉陷：按一个车道进行处治，采用铣刨机和混凝土破碎机挖除路面结构层，用10#水泥混凝土作底基层（厚度40cm） ，15#水泥混凝土作基层（厚度 26cm） ，然后铺筑6cmAC-25I 型沥青混凝土和 4 cmAK-16I 中粒式抗滑表层。路面翻浆：处治方法同路面沉陷。路面裂缝：严重纵向裂缝处治方法同路面沉陷；路面龟裂破除至底基层后，按沉陷处理。桥头跳车；采用铣刨机铣除 4cm 沥青混凝土上面层，然后铺 AK-16I 中粒式抗滑表层。2001 年路面维修处理基层为 6290m2,挖补路面为 56458 m2，处理桥头跳车为 30794 m2。总造价 1300 余万元。但经过 2001 年冬季雨雪天气后，路面又出现大面积的翻浆、沉陷等病害。2002 年夏季过后，在施工纵缝处又出现了大量的严重车辙、纵向裂缝等病害。因此，从总体来看，2001 年的维修是不成功的。2002 年路面维修在 2002 年上半年又对此高速公路进行了第三次维修，维修方案如下：针对严重翻浆、大面积裂缝、坑槽的情况：首先挖除面层和基层，然后浇筑 20 cm厚 15#水泥混凝土，最后铺筑两层 AC-25I 沥青混凝土，总厚度 16cm。针对底基层破坏或强度明显不足的情况：首先挖除面层和基层和底基层，然后浇筑20 cm 厚 15#水泥混凝土，最后铺筑两层 AC-25I 沥青混凝土，总厚度 16cm。针对路基弹簧的情况：首先挖除面层和基层和底基层，然后用级配碎石处理路基达到 1020 cm 深，下一步分别铺筑 40cm 厚 5%水泥稳定碎石和浇筑 20cm 厚 15#水泥混凝土基层，最后铺筑两层 AC-25I 沥青混凝土，总厚度 16cm。但路面经过维修后，在使用不久，又出现下列问题：4沥青混凝土配比不合理，路面出现大面积车辙；纵向施工缝处理不当，虽已灌缝，有些路段仍然不同程度出现翻浆；横向施工缝多处出现沉陷和断裂。问题解答（ 1）：沥青路面损坏有（ ） 、 （ ） 、 （ ） 、 （ ） 、 （ ） 、 （ ） 、 （ ） 、 （ ） 、 （ ） 、 （ ） 、 （ ）11 种类型。水泥混凝土路面损坏有（ ） 、 （ ） 、 （ ） 、 （ ） 、 （ ） 、 （ ） 、 （ ） 、 （ ） 、 （ ） 、 （ ） 、 （ ）11 种类型。 。路基损坏有（ ） 、 （ ） 、 （ ） 、 （ ） 、 （ ） 、 （ ） 、 （ ） 、 （ ）8 种类型。沿线设施损坏有（ ） 、 （ ） 、 （ ） 、 （ ） 、 （ ）5 种类型。二、公路路面状况调查及评价该高速公路经过三次大面积维修后，路面使用情况仍不能从根本上得以解决，路段在2002 年下半年又出现了大面积的损坏，不得不重新对其进行全面调查与彻底维修。路面损坏状况调查调查方法本次调查采用人工全面调查方法。即技术人员仔细查看路面损坏状况，按照公路沥青路面养护技术规范 （JTJ073.22001）中规定，正确区分病害类型和严重程度。每 100m 做一个路况实测记录，并按公路路段进行汇总。调查结果沉陷。路面沉陷分布较广，几乎每公里路都存在，深度约 5-10cm,面积 3-8 m2 不等，主要发生在行车道上。大部分沉陷病害都不同程度出现不规则裂缝。路面沉陷严重影响行车安全。裂缝。路面裂缝是此高速公路的主要病害，主要发生在行车道上。裂缝本身虽然对行车影响不大，但它可能引发其他病害（翻浆、坑槽等） 。车辙。路面车辙分布也很普遍，主要也是发生在行车道上。翻浆。翻浆一般发生在春季冻融期居多，但此高速公路路面翻浆一年四季都会发生，5尤其是雨雪过后更为明显，一旦路面出现翻浆，就会进一步发展为沉陷或坑槽。桥梁伸缩缝的损坏。K0+000 K2+000 处公路路面损坏调查结果见下表。东半辐 K0+000K2+000 路段路面调查表 方向:向南龟 裂 （ m2） 块 状 裂 缝（ m2）纵 向 裂缝 （ m2）横 向 裂缝 （ m2）坑 槽（ m2）松 散（ m2）沉 陷（ m2）车 辙（ m2）拥 包（ m2）起 迄桩 号轻 中 重 轻 重 轻 重 轻 重 轻 重 轻 重 轻 重 轻 重 轻 重K0+000 1002 5K0+100 2005 3 4K0+200 3002 4K0+300 4003K0+400 5005 6 4 4K0+500 6004 6 2K0+600 7002 6K0+700 8005 3K0+800 9007 4 2 3 3 2K0+900 0003 5 4K1+000 1006 4 3 2 3 5 1K1+100 2004 3 3K1+200 3002 3 6 2 6 2 2K1+300 4004 2 5 4 2K1+400 5005 3 1 3 3K1+500 6001 4 3 4K1+600 7003K1+700 4 5 2 3 4 46 800K1+800 900K1+900 0003 4 1 3问题解答（ 2）：公路技术状况评价包含（ ） 、 （ ） 、 （ ） 、 （ ）四部分内容。公路技术状况分为（ ） 、 （ ） 、 （ ） 、 （ ） 、 （ ）五个等级。沥青路面使用性能评价包含（ ） 、 （ ） 、 （ ） 、 （ ） 、（ ）五项技术内容。其中， （ ）为抽样评定指标，单独计算与评定。水泥混凝土路面使用性能评价包含（ ） 、 （ ） 、 （ ）三项技术内容。公路技术状况评定以（ ）路段长度为基本评定单元。公路养护工程分为小修保养工程、 （ ） 、 （ ） 、 （ ）四类。根据 K0+000K2+000 路段路面调查表，计算路面损坏状况指数（ PCI） 。 （说明:需写出计算公式和简单的计算步骤。分 K0+000K1+000，K1+000K2+000 两段计算。 ）其他状况调查结果除了对公路的路面损坏状况进行了调查以外，还对公路路面的平整度、弯沉、抗滑性能进行了检测。7本次数据采集，采集设备和采集频率如下：行车质量指数（RQI）：激光平整度系统，全路测试；路面强度系数（SSI）：落锤式弯沉仪，每 100m 测一点；路面抗滑系数（SFC）：每 200m 测一点；弯沉测评结果代表弯沉（0.01mm）强度评价上行 下行评测区间上行 下行 上行SSI PSSI 评价等级下行（SSI ） PSSI 评价等级K0+000K1+000 26.4 19.3K1+000K2+000 23.4 24.0K2+000K3+000 20.4 19.1K3+000K4+000 19.7 23.6K4+000K5+000 21 18.0K5+000K6+000 29.6 32.1K6+000K7+000 33.2 27.7K7+000K8+000 26.1 17.0K8+000K9+000 23.2 25.0K9+000K10+000 30.4 28.1K10+000K11+000 30.8 21.4K11+000K12+000 28.1 30.3K12+000K13+000 35.3 22.1K13+000K14+000 36.6 18.9K14+000K15+000 30.2 22.6K15+000K16+000 33.6 15.9K16+000K17+000 48.6 32.4K17+000K18+000 44.6 32.4K18+000K19+000 30.5 33.98K19+000K20+000 37.7 46.2K20+000K21+000 42.3 41.3K21+000K22+000 47.3 43.8问题解答（ 3）：将上表（弯沉测评结果）中空白部分填好。要求：写出计算公式，其中的一个评测区间要求写出计算步骤。路面抗滑性能检测结果（K0+000K2+000 的横向力系数测试结果）序号 起迄桩号 SFC 平均值1 K0+200 322 K0+400 393 K0+600 344 K0+800 405 K1+000 41K0+000K1+000路面抗滑性能 SRI= 评价等级：6 K1+200 357 K1+400 418 K1+600 409 K1+800 34910 K2+000 43K1+000K2+000路面抗滑性能 SRI= 评价等级：试对此路段的抗滑性能进行评价，其他路段的抗滑性能与此路段相关不大，可认为K0+000K2+000 路段的抗滑性能评价代表了全路的抗滑性能。问题解答（ 4）：将上表（路面抗滑性能检测结果）中空白部分填好。要求：写出计算公式和其中一段的主要计算步骤。路面平整度测试结果序号 起迄桩号 IRI 平均值单位：m/km1 K0+100 2.92 K0+200 2.53 K0+300 3.04 K0+400 3.45 K0+500 2.66 K0+600 2.57 K0+700 2.7108 K0+800 2.99 K0+900 3.210 K1+000 3.1路面行驶质量 RQI=评价等级：路面车辙 RDI 评价等级为中。RDI=75.0问题解答（ 5）： 将上表（路面平整度测试结果）中空白部分填好。 计算 K0+000K1+000 路段的路面使用性能指数 PQI，并进行等级评价。要求：写出计算公式和主要的计算步骤。11三、路基检测及处治1、路基损坏状况 对该高速公路高填方路基发生不均匀沉降路段以及挖方路基路面发生龟裂、沉陷段，采用雷达波进行了探测。根据检测结果，并结合历年来的有关养护档案资料，判定高填方路基的不均匀沉陷大部分已趋于稳定，部分路基存在地下水侵害。该高速公路 K10+000K10+080 路段靠近铁路，路基填土大于 10m，属于高填方路段。由于路基施工时路基填料含水量偏大，同时路基填料中含有膨胀土，施工时因工期要求，路基填料未行到充分晾晒，含水量偏大。在车辆荷载长期作用下，尤其是超载车辆的通行，造成了行车道路基不均匀沉降，从而引起了路面及基层、底基层的破碎、下沉，产生了大面积的坑槽和翻浆。 该高速公路 K1+356 K1+392 段左侧土质挖方边坡，一级边坡防护为浆砌片石护坡、二级边坡防护为骨架护坡。该滑坡段宽约 24m ，属于路堑边坡滑坡，滑坡相对高14m；边坡岩土主要由粘土构成，高速公路修建时，开挖山体形成，边坡按 1:1.25坡率削坡，坡面防护为浆砌片石敷面。 滑坡发生后，边坡的形态破坏严重，浆砌石敷面全部鼓胀、散碎、滑塌破坏。由滑壁处测量，滑坡体后缘已下滑约 3m。该滑体不会再有滑动，但滑坡体后缘有进一步发展的趋势，如不及时处治，该滑坡的规模将进一步扩大。123、处治方案问题解答（ 6）：1、请分析 K10+000K10+080 路段可以用什么方法进行处治？2、常用的公路边坡防护方法有哪些？其分别适用什么情况？3、根据收集的资料，综合本次勘察结果分析，本次滑坡的原因如下： 13（1）原边坡采用浆砌片石敷面护坡，片石与周围土体接缝不好、密封不实，工后产生裂缝，上半年该地区长时间、高强度的降雨，雨水沿骨架渗入边坡深部，带动周边土体下滑；（2）原浆砌片石强度太低，起不到护坡的作用。以上内因和外界诱发因素的共同作用，促使了滑坡。根据以上情况，可采用哪些方法进行治理？四、路面养护维修设计方案根据此高速公路的实际情况，并借鉴许多专家的意见，决定对此高速公路采用下述的养护维修方案，养护维修方案分为两大部分：病害处理方案和加铺罩面设计方案。病害处理方案轻度病害的处治方案 裂缝问题解答（ 7）： 请作简图说明裂缝的处理方案，并写出施工步骤。 轻度沉陷、龟裂、车辙、坑槽14问题解答（ 8）： 请作简图说明轻度沉陷、龟裂、车辙、坑槽的处理方案，并写出施工步骤。重度病害的处治方案病害特征：路表面变形明显，下沉深度25 mm,或路表面沿轮迹方向变形较深,同时病害处有泥浆挤出,路面损坏严重。问题解答（ 9）： 请分析重度病害的可能形成原因。处理方案：分为一般路段和全挖路段的处理。 一般路段按一个车道、一个半车道或超车道，铣刨原路面层和基层，铣刨深度 39cm，然后铺筑25cm 微膨胀水泥混凝土基层、8 cmAC-25I 改进型沥青混凝土下面层和 6 cmAC-20I 改进型SBS 沥青混凝土中面层，坑槽侧壁刷粘结沥青后粘贴 3mm 厚的改性沥青聚合物双面贴，施工接缝上表面贴封不小于 15 cm 宽的高分子抗裂贴膜。所有路面病害处治方案完成后，整体加铺 1.5cm 改性沥青胶砂应力吸收层和 4 cmSMA-13 路面磨耗层。15问题解答（ 10）： 请作图说明上述一般路段的处治方案。 全挖路段挖除 9.25m 宽原路面结构层后，视土基湿软情况用 8%生石灰处治湿软土基 18cm 厚，然后铺设防水土工布，铺筑 20cm 级配碎石、20cm 水泥稳定碎石（5：95） 、22cm 贫水泥混凝土或连续配筋混凝土、1.5cm 应力吸收层、8cmAC-25I 改进型沥青混凝土、6 cmAC-20I 改进型 SBS 沥青混凝土。坑槽侧壁刷粘结沥青后粘贴 3mm 厚的改性沥青聚合物双面贴，施工接缝上表面帖封不小于 15 cm 宽的高分子抗裂贴膜。所有路面病害处治方案完成后，整体加铺 1.5cm 改性沥青胶砂应力吸收层和 4 cmSMA-13 路面磨耗层。采用全挖路段处理方案施工中，若发现需保留的 1.5m 紧急停车带底基层存在质量问题，应将处理宽度变为 10.75m，且每间隔 20m 一道的横向碎石排水盲沟应与全挖路段处治同时施工。问题解答（ 11）： 请作图说明上述全挖路段的处治方案。16防排水处理设计方案 紧急停车带处横向排水紧急停车带处横向排水采用两种方案。方案一：在病害严重路段，开挖至土基，每间隔20m 设一道横向排水管沟。方案二：其他病害严重路段开挖至底基层，每间隔 20m 设一道横向排水管沟。 路面分散排水凹型竖曲线底部或路面排水不畅路段，变集中泄水槽排水为路肩分散排水，并拆除路基边坡混凝土预制块，同时做好路肩预制块铺砌防水和路基边坡绿化防护。 中央分隔带纵向排水系统 中央分隔带（人孔井）横向排水系统沿人孔井底面至两侧路基边坡打孔，由人孔井底面向两侧边坡的坡度为 2.5%，然后穿入 10cmr PVC 管，靠人孔井一端管头用 11cm 丝网封闭，