[PPT]唐津高速公路改扩建路面拼接技术研究

1、原路面评价研究1路面结构研究2路面拼接技术研究3再生研究4扩建项目老路改造关键点：原路面性能评价。 公路路面性能评价的概念最早在1962年由AASHO提出，它已作为路面长期性能研究的重要组成部分。现行国家标准（JTG H20-2007）从路面损坏、平整度、车辙、抗滑性能和结构强度五个方面评价路面的使用性能况。提出一个综合评价指标PQI对路面质量作总体评价。原路面评价研究1目前存在问题：原养护评价标准在改扩建中的适用性不强。缺乏一套高速公路改扩建工程老路路面评价体系 及取舍的标准（弯沉门槛值、破损程度）。原路病害现场调查内容和方法调查指标养护工程道路改扩建路面破损状况主要是路表调查全方位、立体范

2、围内展开调查平整度调查不调查强度路表弯沉路面各结构层，包括弯沉、承载板、DCP等同时还结合材料试验进行室内强度测试抗滑性能调查不调查材料性能不调查调查改扩建工程与道路养护病害调查内容的异同对比裂缝度（CD） 修补面积率（MAR）建议： 现行规范评价标准较为宽松，需增加指标针对路面实际状况及病害特点进行评价。增加指标其它：网裂面积率，等等。 弯沉判别（0.01mm）沪宁高速：30西宝高速：29.9西潼高速：24.8/25/28.3沈大高速：50梨温高速：50安新高速：27唐津高速老路罩面后弯沉值？老路罩面后的设计弯沉；老路罩面后的设计弯沉；老路罩面后的设计弯沉；老路面的容许弯沉；老路面的容许弯沉

3、；老路罩面后的设计弯沉；老路处治弯沉门槛值？弯沉代表值与路面病害及路况指数缺乏明显的相关性。弯沉指标难以反映不同路面病害及破损状况，不能单纯依靠弯沉指标进行路面取舍评价，对于道路改扩建工程，弯沉指标只能作为测试指标之一，还需要增加其他指标进行总和评判。 路面病害指标高速公路改扩建工程，采取“逐层检测、逐层处理”的方法对老路病害进行彻底根治。判定依据：代表弯沉值大小和病害轻重程度。100m为评价段落，满足下列条件之一者，判定为病害严重，需铣刨处治。 代表弯沉值a）面层代表弯沉20（0.01mm）；b）基层代表弯沉40（0.01mm）；c）底基层代表弯沉100（0.01mm）。 面层病害a）100

4、m范围内路面修补面积超过15； b）100m范围内病害面积超过15，或病害超过5处(不含横缝)路段； c）横向裂缝连续不断，间距小于15m。 （底）基层病害a）横向裂缝密集不少于10条（平均间距小于15m）或纵向裂缝长度不小于30m；b）（底）基层出现连续的疲劳裂缝（网裂、龟裂）和唧浆，5处以上；c）（底）基层松散未结成板块，松散面积15%以上。空隙率指标取样较为容易，试验简单，与不同病害及路况指数的相关性较好，建议作为道路扩建及养护工程中的常规材料试验指标加以应用。模量试验较为简单，与部分病害的相关性较好，且其反映规律符合路面实际情况，建议作为道路扩建工程的常规材料试验指标加以应用。 路面综

5、合评价 路面性能评价逻辑框架图内容方法指标宏观路面病害病害调查PCI及裂缝度等单项病害指标中观路面整体性能FWD和GPR路表弯沉、松散率和剥落率等指标进行路面性能评判，确定出可以保留、必须铣刨路段及介于二者之间的中间段落对介于保留和必须铣刨之间的中间路段增加微观指标予以深入分析微观路面材料性能室内试验空隙率、综合模量、沥青胶结料常规指标及性能分级指标综合微观指标对路面性能进行深入评价和分析路面结构研究2路 名面层及厚度（cm）基层及厚度（cm）底基层及厚度（cm）沪嘉高速中粒式粗粒式沥青贯入（17）粉煤灰三渣（46）砂砾（20）广佛高速4中粒式5粗粒式6沥青碎石（15）水泥级配碎石或石屑（25

6、）水泥石屑或水泥土（28）沈大高速5中粒式5粗粒式5沥青碎石（15）水泥砂砾（20）砂砾或矿渣（20）京津塘高速中粒式粗粒式沥青碎石（23）水泥稳定粒料或石灰粉煤灰碎石（25）石灰土或水泥土（35）京石高速（北京段）细粒式中粒式沥青碎石（15）水泥砂砾（20）二灰砂砾（20）京石高速（河北段）3中粒式5沥青碎石（8）水泥碎石（12）二灰碎石（20）石灰土（43）广深高速4中粒式18粗粒式10沥青碎石（32）水泥碎石（23）级配未筛碎石(55)沪宁高速（江苏段）AC-16B(4)AC-25I(6)AC-25II(6)二灰碎石（20）二灰土（40） 我院与美国ERES工程咨询公司合作，针对沪宁高速

7、公路的特点，进行了柔性基层沥青路面结构研究，提出了两种柔性基层路面结构方案:改性沥青SMA13 4.0cm改性沥青Sup20 8.0cm普通沥青Sup25 8.0cm普通沥青LSM 20.0cm干压二灰碎石废料 20.0cm土基柔性基层路面结构方案一 改性沥青SMA13 5.0cm 改性沥青Sup20 16cm 普通沥青Sup25 16cm 级配碎石 22cm 干压二灰碎石废料 20cm石灰稳定土调高层路基柔性基层路面结构方案二 其中方案一采用我国规范设计方法进行设计，方案二为邀请ERES咨询公司采用美国AASHTO1993版设计方法进行设计。 在进行半刚性基层沥青路面结构设计时，采用了较厚的

8、沥青面层。充分利用柔性基层抗疲劳、抗反射裂缝的优点以及半刚性底基层良好的板体性和承载能力，使路面的综合性能达到最优。SMA-13 4cmSup-19 8cmSup-25 7.5cmSup-25 7.5cm水泥稳定碎石 36cm 石灰土 15cm土 基半刚性基层加厚式沥青路面结构方案 环道试验结论:改性沥青SMA抗车辙能力强；三种路面结构中，沥青路面的永久变形主要是由中、下面层的变形引起的，因而在沥青路面设计和施工中需重点关注中、下面层的抗车辙性能；使用改性沥青可以提高路面的抗车辙能力；三种路面结构中，水泥稳定碎石基层和级配碎石基层的变形都非常小，对路面车辙几乎没有影响，表明车辙主要发生在沥青面

9、层；在土基强度足够的条件下，土基变形对路面车辙的影响可以忽略；从环道试验的结论可以看出，三种结构方案的抗车辙能力均较强，而以柔性基层方案二最好。 国外的经验和研究表明，较厚的沥青面层有利于降低沥青层底的拉应变，从而降低其疲劳开裂的可能性。现场试验路铺筑针对上述几种不同路面结构，2003年1112月修筑了试验路，以验证其实际使用效果。 柔性基层方案一（单向1710米）K0+000K0+300南侧和北侧，EPS路基K0+300K0+770南侧，土路基K0+800K1+440北侧，EPS路基柔性基层方案二（单向500米）K0+300K0+800北侧，土路基半刚性基层方案(单向660米)K1+440K

10、1+770南侧和北侧，土路基CRCP基层沥青路面方案（单向670米）K0+770K1+440南侧，EPS路基现场试验路观测从2004年3月起，课题组对试验路进行了6次详细的观测，包括弯沉、车辙、摩擦系数及现场观察等。 1）试验路各方案路况均良好，没有出现任何裂缝、坑槽等病害。2）各试验段弯沉均很小,结构强度良好。3）各试验段摩擦系数均较大于50，抗滑性能良好。4）路面平整度良好，车辙均较小。通过对试验路的观测表明，经过一年的运营，试验路各方案情况均良好。两侧车道比较，南侧比北侧情况稍好。 结合课题研究的成果，沪宁路扩建工程在无锡段LM4标铺筑了22km(双幅)的柔性基层沥青路面，是当前我国规模

11、较大的柔性基层沥青路面工程之一。 无锡柔性基层沥青路面结构 改性沥青SMA13 4.0cm改性沥青Sup20 8.0cm普通沥青Sup25 8.0cm普通沥青LSM25 10.0cm乳化沥青冷再生混合料层 10.0cm级配碎石 20.0cm二灰碎石再生层 16.0cm路基沪宁高速公路扩建主体工程除无锡段采用柔性基层沥青路面（长22km）外，全线采用了较厚的沥青面层半刚性基层沥青路面结构。 扩建工程路面结构方案 限制水泥用量，限制细料和小于0.075mm的含量，限制含水量 改性沥青SMA13 4.0cm改性沥青Sup20 8.0cm普通沥青Sup25 8.0cm水泥稳定碎石基层 40.0cm再生

12、底基层 20.0cm路基西宝高速公路路面结构安新高速公路路面结构潼西高速路面结构郑漯高速路面结构拓宽段新建路面结构和原路面结构厚度基本一致。改扩建原则为拓宽段与老路面分车道设计，尽可能利用老路面。对现有病害进行充分、恰当的处理后，加铺上（中）面层，抬高老路面标高，调整路面纵坡。唐津高速改扩建路面材料选择改进型ACSMASuperpaveAR-AC比选方案一比选方案二比选方案三路面拼接技术研究3关键内容包括：拼接位置；拼接形式；拼接处界面处理。 目前，国内高速公路改扩建工程，考虑到新老路平纵面协调；、互通、交通工程、服务设施、上跨分离式立交改造工程量，普遍选择采用“双侧拼接加宽，局部分离”的加宽

13、方式，对于此种方法新老路面的拼接位置就显的尤为重要。双侧拼接加宽可选择的新老路面拼接位置：老路硬路肩外侧位置、老路硬路肩与行车道交界位置 拼接位置优点缺点工程实例老路硬路肩外侧位置充分利用老路面结构，降低工程成本；不影响老路面运营，改扩建施工期间开可发交通。硬路肩路面结构形式与行车道不同，路面结构过于复杂；未经过运营期的重车碾压路面结构不稳定，往往压实度不足、含水量偏大；加宽宽度过小时，施工作业面窄，不利于大规模机械化施工；沪杭甬高速公路改扩建工程广佛高速公路改扩建工程老路硬路肩与行车道交界位置铣刨（挖除）硬路肩，对原老硬路肩病害充分处理；从技术经济角度出发，即消除原硬路肩病害，有利用了原路面

14、，工程成本最优。增设交通安全设施，改扩建施工期间可开发交通。拼接位置位于重车轮迹带，增加路面质量风险；沪宁高速公路改扩建工程沈大高速公路改扩建工程为提升路面整体强度，势必在拼接处老路开挖错台台阶，使得结合部有较多的接触面积消除应力集中，增强抗剪能力，同时新老路新老路面形成了更稳定的嵌入式结构，协调新老路面的不均匀变形。台阶尺寸过小，则起不到预期的效果；而太大的台阶尺寸可能积极作用有限，却极大增加了铣刨工作量和施工难度，同时增加了旧料的浪费。台阶级数应根据拓宽段路面结构设计，老各级台阶搭接拓宽段各新建路面结构层；台阶的宽度应在20cm40cm,面层台阶宽度宜取上限40cm,基层适宜宽度为30cm

15、；面层台阶高度应结合路面标高设计，其余各层高度为搭接结构层的高度。（1）台阶整体内移：台阶整体内移的方式是保证新老路面的台阶拼接方式，各结构层按原拼接台阶宽度整体内移。（2）垂直开挖后反向搭接：垂直开挖铣刨，新建车道按新建路面结构分层铺筑，待处理老路时，再向新建路面反向开挖台阶，进行拼接。路面拼接技术研究3对半刚性基层拼接技术进行了研究，主要内容包括：新旧上下半刚性基层的粘结；新旧半刚性基层的侧向拼接方法和新基层的施工工艺；新旧半刚性基层的纵向拼缝的不同处理方式如铺设玻纤格栅和聚酯玻纤布对比评价等。 基层拼接基层拼缝附近的混合料严重离析，造成大骨料集中，影响到拼接效果，建议基层碾压时在旧路侧人

16、工填补细料并改善碾压工艺。室内试验表明在碾压较好的情况下，混凝土界面剂的使用会在一定程度上改善基层的拼接质量。为了提高路面的整体强度，可在基层拼接完成后铺设土工织物。两种土工织物聚酯玻纤布和玻纤格栅的性能比较试验结果显示，聚酯玻纤布有更好的防反射裂缝性能和渗透性能。基层拼接乳化沥青和热沥青作为粘结材料，乳化沥青更加便于施工，热沥青粘结效果更好，推荐采用热沥青作为道路扩建时路面材料的粘结剂。道路扩建摊铺时拼缝附近的混合料的离析可通过人工填补细料、改进拼接方法、优化摊铺工艺等加以解决。面层拼接沥青再生研究4实现废料利用，节能环保！冷再生类似案例沪宁高速无锡段 04年完成约23Km基 层 10cm

17、普通LSM258cm 改性SUP-204cm 改性SMA-138cm 普通SUP-2510cm厂拌冷再生沥青混凝土基 层 6cm 改性SUP-204cm 改性SMA-136cm 普通SUP-2512cm 厂拌冷再生沥青混凝土昌九高速基 层 6cm 改性SUP-204cm 改性SMA-136cm 普通SUP-2512cm厂拌冷再生沥青混凝土九景高速8cm 改性GAC-204cm 改性AC-137cm 普通AC-25基 层 15cm厂拌冷再生沥青混凝土惠河高速昌九高速06、07年完成约100KM九景高速08、09年完成约120Km惠河高速沪宁高速无锡段冷再生类似案例基 层 5cm 改性AC-204cm 改性SMA-1315cm 厂拌冷再生沥青混凝土西阎高速基 层 6cm 改性AC-204cm 改性SMA-1330cm 就地冷再生沥青混凝土成渝高速基 层 6cm 改性AC-204cm 改性A-1318cm 就地冷再生沥青混凝土梨温高速18cm 水稳碎石35cm 二灰土老路基层老路面层罩面层改造后老路顶面4cm 改性SMA-136cm 改性SUP-208cm SUP-2510cmATB-3030cm 二灰土15cm再生沥青砼6cm 普通