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文档简介
省道安全隐患整治工程一阶段施工图设计路面说明S4-1---施工段划分情况本项目全长5.214km,无标段划分。设计依据《中华人民共和国工程建设标准强制性条文》(公路工程部分);《公路工程技术标准》(JTGB01-2014);《公路养护技术标准》(JTG5110—2023)《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2017);《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004);《公路沥青路面养护设计规范》(JTG5421-2018);《公路水泥混凝土路面养护技术规范》(JTJ073.1-2001);《公路路面基层施工技术细则》(JTGTF20-2015);《公路工程沥青及沥青混和料试验规程》(JTG3410-2025);《公路工程集料试验规程》(JTG3432-2024-2024)。《重交通道路石油沥青》(GB/T15180—2025)《公路沥青路面再生技术规范》(JTG/T5521-2019)旧路概况既有道路技术标准既有公路为双向2车道的四级公路标准,设计速度为20Km/h,沥青混凝土或水泥混凝土路面。旧路技术状况如下:表3-1旧路技术状况表路线名称编号里程桩号路段长度(km)路基宽度(米)路面宽度(米)面层类型路面结构S5491K24+874.708~K26+116.8801.2426.55.5水泥混凝土24cm厚混凝土面层+15cm厚5%水泥稳定碎石基层2K26+116.880~K30+088.4803.9726.55.5沥青混凝土6cm厚AC-13C细粒式改性沥青砼+18cm厚5%水泥稳定碎石基层+25cm厚4%水泥稳定碎石底基层合计5.214路面现状我单位组织项目组对本项目进行了路况调查及相关项目的检测,分别对面层结构性损坏、行驶质量丧失、外观质量评定、整体结构寿命损失情况等进行详细的调查,并收集设计文件、施工、养护相关资料和交通量资料,以求准确地评价路面损坏情况,找出造成路面损坏的原因,为预防养护方案提供设计依据。本次设计路面技术状况参考市级每年组织的路况检测结果,并开展人工调查。为了更准确的确定路面损坏情况及具体位置,为施工提供详细的资料,项目组对公路进行了路面损坏情况逐块调查,然后按《公路技术状况评定标准》(JTG5210-2018)的方法计算路面破损率及路面损坏状况指数。水泥混凝土路面本项目K24+874.708~K26+116.880段为水泥混凝土路面,本路段整体状况较好,局部路面出现裂缝、破碎板、边角剥落等病害。主要病害现场照片如下:图3.2-1破碎板图3.2-2边角剥落图3.2-3露骨图3.2-4裂缝沥青混凝土路面本项目K26+116.880~K30+088.480段为沥青混凝土路面,路段K26-K27及K29-K30路段整体状况较差,K27-K29整体状况一般,主要为龟裂、块状裂缝、沉陷、车辙、坑槽等病害。图3.2-5块状裂缝图3.2-6龟裂图3.2-7纵缝图3.2-8坑槽图3.2-9车辙图3.2-10麻面图3.2-11沉陷图3.2-12路肩开裂对原路的整治措施及要求《公路沥青路面养护技术规范》JTJ5421-2018规定:公路沥青路面养护设计方案应根据路况、结构、材料、施工、荷载、环境、经济、安全等方面因素,经过综合比选后合理确定。本项目经过对路面的调查及数据分析,沥青旧路路面破损严重,混凝土路段路面较好,而且路基及路基排水系统已出现不同程度的损坏,沥青路面大面积出现了裂缝、沉降变形、坑槽等较严重的病害,混凝土路面局部出现裂缝、破碎板、边角剥落等病害,这些既有病害将使路面存在很多潜在的隐患,长期使用必定会大致路面的大面积损坏。个别破损严重路段,影响行车安全。为保证道路的长期正常使用,消除道路的潜在隐患,需对道路进行改造。路面结构形式的技术经济比选混凝土路面路段(K24+875~K26+117)现状路面结构(24cm混凝土面层+15cm水泥稳定碎石基层),经现场勘查与检测,该路段当前路面状况整体较好,无大面积严重裂缝、沉陷、错台等病害,但局部存在裂缝、破碎板、边角剥落等病害。为进一步提升路面使用性能、延长道路使用寿命,同时结合区域交通通行需求与当地施工条件,特针对该路段制定两种不同养护方案,并开展全面比选分析,以确定最优养护策略。比选方案的拟定方案一:全结构层重构养护方案首先对原有24cm厚水泥混凝土面板进行多锤头破碎处理,破碎后需确保颗粒级配均匀,避免出现大块未破碎板块,同时对破碎层进行碾压密实,形成临时承重基层。破碎层验收合格后,加铺20cm厚水泥稳定碎石基层,水泥掺量按5%控制,基层施工需采用摊铺机分层摊铺,碾压设备选用重型振动压路机,确保压实度不低于98%。水泥稳定碎石基层养护期满且强度达标后,喷洒0.6cm厚ES-2型稀浆封层,封层施工前需清理基层表面杂物与浮尘,保证粘结效果,稀浆封层应具有良好的抗裂性与防水性。稀浆封层干燥后,依次铺筑6cm厚中粒式沥青混凝土(AC-16C)下面层与4cm厚细粒式改性沥青混凝土(AC-13C,SBS改性)上面层。沥青混凝土采用厂拌热铺工艺,下面层压实度不低于96%,上面层压实度不低于97%,改性沥青的针入度、软化点、延度等指标需符合规范要求。经计算,该方案实施后路面标高整体提升30.6cm,需对路段两侧原有护栏进行拆除并重设。方案二:局部修复+沥青加铺养护方案(白改黑)先对旧水泥混凝土路面进行全面病害排查,针对局部存在的裂缝、坑洞、剥落等病害进行挖补修复:破碎版、坑洞与剥落区域需切割形成规则矩形或方形槽,深度不小于路面结构厚度,清理后采用C30水泥混凝土回填,回填后表面需与原路面齐平,养护期不少于7天;网裂区域整块需切割形成规则矩形或方形槽,深度为混凝土路面结构厚度,清理后采用C30水泥混凝土回填,回填后表面需与原路面齐平,养护期不少于7天病害修复完成后,对整个旧水泥混凝土路面进行铣刨机凿毛处理,凿毛深度控制在1-3mm,以增强旧路面与新铺沥青层的粘结力,拉毛后需彻底清理路面碎屑与灰尘。拉毛处理验收合格后,直接铺筑5cm厚中粒式改性沥青混凝土(AC-16C)下面层与4cm厚细粒式改性沥青混凝土(AC-13C,SBS改性)上面层,沥青混凝土施工工艺与质量控制要求同方案一,确保面层平整度与压实度达标。该方案路面标高仅提升9cm,同样需对原有护栏进行重设。方案比选技术性比选类别方案一:全结构层重构方案二:局部修复+沥青加铺结构强度与寿命复合结构承载强,寿命15-20年依赖旧基层,寿命10-15年,易生反射裂缝行车舒适性平整度≤2mm,噪音低,舒适性优短期达标,长期局部平整度易降外观与适配性色泽均匀;标高升30.6cm,需额外衔接外观改善,挖补或有色差;标高升9cm,无需衔接经济性比选类别方案一:全结构层重构方案二:局部修复+沥青加铺直接费用单位造价650元/㎡,护栏150元/m单位造价470元/㎡,护栏120元/m间接及养护成本间接费100元/㎡,20年均价4.5元/㎡/年间接费40元/㎡,15年均价7元/㎡/年10年总成本800元/㎡580元/㎡施工周期与环境影响比选类别方案一:全结构层重构方案二:局部修复+沥青加铺总工期60天(含基层养护)30天(无养护等待)噪音与粉尘破碎噪音100-110dB(50m内),产尘需降尘噪音70-80dB(20m内),仅少量碎屑资源与设施影响水泥15kg/㎡、碳排放80kg/㎡,对排水、搭接等影响大水泥2kg/㎡、碳排放35kg/㎡,对排水、搭接等影响小方案比选结论经对比“全结构层重构(方案一)”与“局部修复+加铺沥青(方案二)”,结合本项目旧路状况良好、基层强度降低较少的实际,及“控制成本、减少周边干扰”的核心需求,最终确定采用方案二(白改黑)。方案二虽依赖旧基层,寿命略短于方案一,但经局部挖补修复与拉毛处理后,基层承载能力可满足使用要求,加铺沥青面层能保障行车舒适性,且路面标高提升小,与周边设施的衔接影响小,适配性更优;经济层面成本优势显著,可大幅节省投资;施工工序简单、周期短,能通过半幅施工减少对交通与居民出行的干扰;同时无破碎作业,噪音粉尘污染低,不破坏周边设施,符合绿色施工理念。综上,方案二与项目实际需求高度契合,实施过程中需重点把控旧路病害挖补质量与沥青层粘结效果,确保路面耐久性。沥青路面路段(K26+117~K30+088)现状路面结构(6cm厚AC-13C沥青面层+18cm水泥稳定碎石基层+25cm水泥稳定碎石底基层),经现场详细勘查与技术检测,现状路面主要存在以下问题:路面出现磨损、松散、抗滑性能不足等问题,影响行车安全。局部存在裂缝、网裂、甚至重度车辙、沉陷,表明现有6cm面层结构已趋于薄弱,无法有效分散交通荷载。若不先对现有层进行处理,直接加铺,则下层病害(如反射裂缝)会快速反射至新铺面层,导致维修效果短暂,投资浪费。故本次沥青路段路面方案采用“处治+加铺”的方案,对基层、面层进行处治合格后加铺沥青上面层。现就基层处治方案、既有面层处治方案、加铺分布进行方案比选。基层处治方案比选备选方案基层方案比选从技术可行性、经济性、环境影响等维度提出比就地冷再生、全深式冷再生、厂拌冷再生、常规修补等四种处治方案比选,具体方案如下:方案一:就地冷再生无需铣刨旧基层,直接在现场对病害基层进行破碎、筛分,掺入新集料、水泥等稳定剂,经常温拌和、碾压形成18cm厚新基层,原沥青面层需提前铣刨或与基层一同再生(对机械工艺要求高)。方案二:全深式冷再生将沥青面层与基层24cm一同铣刨破碎,现场掺入稳定剂(适当的新集料及水泥后)拌和碾压,形成一体化新基层21cm,无需单独处理面层,适用于面层与基层均存在病害的场景。(沥青、水稳铣刨后仅能作为基层使用,需单独加铺沥青面层)方案三:厂拌冷再生将铣刨后的旧基层料运至拌和厂,经破碎、筛分、级配调整后,掺入稳定剂拌制再生混合料,再运输至现场摊铺碾压形成新基层,原面层需单独铣刨处理。方案四:常规修补对基层病害区域进行局部铣刨(深度≤基层厚度),清理后采用新水泥稳定碎石混合料回填、碾压。通过对各方案技术、经济、环境影响等多维度进行比选,分别如下:方案比选技术性比选方案类型优点缺点就地冷再生1.无需运输旧料,现场作业效率高,工期短(比常规修补缩短30%-50%);2.旧料回收率≥90%,减少资源浪费;3.对周边交通干扰小,可半幅施工。1.受现场环境影响大(如雨天无法施工),对原基层级配依赖性强,若旧料级配差需额外掺新料;2.现场拌和均匀性较难控制,需高精度设备,设备租赁成本高;3.仅适用于基层整体病害(非局部集中病害)。全深式冷再生1.一次性处理面层+基层病害,避免后期面层反射裂缝;2.施工工序简化(减少面层铣刨单独工序),工期比就地冷再生再缩短10%-20%;3.结构整体性强,新基层承载力均匀。1.对设备要求极高(需大型全深式再生机),设备租赁成本高;2.若面层沥青料老化严重,再生后需增加基层强度验算,可能需提高稳定剂掺量;3.不适用于仅基层局部病害场景(会浪费未病害面层)。厂拌冷再生1.再生混合料在厂内拌制,级配、含水率控制精准,质量稳定性最优;2.不受现场环境限制(雨天可在厂内生产,晴天摊铺);3.可根据病害程度灵活调整旧料掺配比例(50%-80%)。1.旧料需铣刨运输(运距每增加1km,成本上升5%-8%),运输过程产生扬尘污染;2.工序多(铣刨-运输-拌和-摊铺),工期比就地冷再生长40%-60%;3.需占用拌和厂场地,若项目周边无就近拌和厂,成本进一步增加。常规修补1.施工工艺简单,无需特殊设备(常规铣刨机、压路机即可),施工队伍易组织;2.针对性处理局部病害,材料浪费少(仅需局部回填料);3.前期投入低,适用于病害分散、单点面积小的场景。1.对交通干扰大(局部封闭时间长,若病害点多需多次封闭);2.新旧基层结合面易产生反射裂缝,后期养护频率高(修补后1-2年可能再次出现病害);3.旧料回收率低(仅局部铣刨料可回收,整体回收率≤30%),资源利用率低经济性比选(以1km双向两车道公路为例,基层面积约6000㎡)方案类型直接成本构成(元/㎡)总成本(万元)成本优势分析后期养护成本(5年周期)就地冷再生稳定剂(水泥):15-20;设备租赁:12-15;人工:8-10;其他:5-824-32比常规修补低15%-20%,比厂拌冷再生低10%-15%(省去运输费)6-8万元(病害率≤5%)全深式冷再生稳定剂(水泥+添加剂):20-25;大型设备租赁:20-25;人工:8-10;其他:5-840-51成本最高(主要因设备租赁贵),仅当面层+基层均病害时,比“铣刨面层+就地冷再生”成本低5%-8%4-6万元(病害率≤3%)厂拌冷再生再生混合料:30-35(含旧料运输);摊铺:8-10;人工:5-8;其他:5-836-46比就地冷再生高20%-30%,但比常规修补高5%-10%(仅适用于对质量要求高的场景)5-6万元(病害率≤4%)常规修补新水泥稳定碎石:25-30;铣刨:5-8;人工:8-10;其他:5-832-42前期成本中等,但后期养护成本高(5年养护成本是冷再生方案的2-3倍)11-15万元(病害率≥10%)环境影响比选方案类型环境影响适用场景质量稳定性就地冷再生扬尘少、噪音低(设备作业噪音≤75dB),碳排放比常规修补低40%基层整体病害较大、交通流量大(需快速恢复通行)的路段好全深式冷再生无额外面层铣刨,碳排放比就地冷再生再低15%,环保性最优面层+基层均存在病害(如面层反射裂缝多)、对结构整体性要求高的路段(如重载交通路段)很好厂拌冷再生运输过程扬尘多(需覆盖防尘布),碳排放比就地冷再生高25%对基层质量要求极高(如高速公路连接线)、现场环境复杂(多雨、场地狭窄)的路段非常好常规修补局部铣刨扬尘集中,后期多次养护导致碳排放累积高基层局部分散病害(单点面积小)、项目预算有限、短期(≤3年)无重载交通的路段一般方案比选结论按“技术适配+经济性+长期效益”的综合优先级排序,结合预算资金有限的限制,同时考虑比对再生方案与常规修补方案的实际效果进行探究,为后面的修复养护工程积累经验。本次沥青路面路段基层处治方案比选结论如下:①K26+116.880~K27+116.880段基层采用就地冷再生方案处治。②K27+116.880~K29+116.880段基层采用常规修补方案处治。③K29+116.880~K30+088.480段基层采用就地冷再生方案处治。既有沥青面层处治方案比选备选方案既有沥青面层处治,从技术性、经济性、施工周期、环境影响等维度提出厂拌热再生、就地热再生、泡沫沥青就地冷再生、泡沫沥青厂拌冷再生、传统铣刨加铺等五种处治方案比选,具体方案如下:方案一:厂拌热再生5cm将旧沥青路面材料运至工厂,通过加热、添加新集料、沥青等,在拌和设备中重新拌和成再生沥青混合料,再运至现场摊铺碾压。方案二:就地热再生5cm使用专用的就地热再生设备,在现场对旧沥青路面进行加热、铣刨、添加再生剂等,就地拌和后摊铺形成新路面的技术。方案三:泡沫沥青就地冷再生8cm在旧沥青路面改造工程中,泡沫沥青就地冷再生技术以泡沫沥青为结合料,无需加热旧沥青路面材料,直接通过专业设备铣刨、拌和旧路面并就地形成再生基层或底基层,兼具高效与环保特性。方案四:泡沫沥青厂拌冷再生8cm把旧沥青路面材料运到工厂,以泡沫沥青为结合料,与旧料、新集料等在工厂拌和成再生混合料,之后运到现场摊铺的工艺。方案五:传统铣刨加铺5cm先对旧沥青路面进行铣刨处理,然后在铣刨后的路面上摊铺新的沥青混合料,形成新路面结构的常规修复方式。方案比选技术性比选方案名称优点缺点厂拌热再生1.配合比控制精准,施工质量易把控;2.再生沥青混合料性能接近新拌料,适用各结构层;3.厂拌阶段可充分调整级配,适配不同路面需求。1.抗车辙能力相较于冷再生方案稍差;2.对旧料级配的调整高度依赖厂拌设备精度,设备误差易影响质量。就地热再生1.现场完成加热、铣刨、再生、摊铺,施工连续性强;2.快速恢复路面平整度与路用性能,对纵向裂缝修复效果好;3.施工后开放交通快,减少交通中断时间。1.受天气影响大(低温、雨天易导致施工质量下降);2.加热均匀性控制难度高,易出现局部老化或加热不足;3.仅能再生路面表层,深层旧料再生效果有限。泡沫沥青就地冷再生1.无需加热旧料,施工受天气影响小,适应性强;2.可实现全深式再生,提升旧路整体强度;3.旧料就地利用(“料不动,设备动”),减少物料运输;4.有效利用RAP(旧沥青混合料),降低资源浪费。1.再生层均匀性控制难,原路面材料不均匀会直接反映到成品层;2.现场添加新集料的能力与精度有限,对RAP原生级配依赖度高;3.再生机组“顺坡走路”,无法调整原有路面纵坡、横坡,仅适用于病害修复,不适用于线形优化;4.平整度高度依赖操作员水平与设备性能,质量波动风险较高。泡沫沥青厂拌冷再生1.旧沥青路面材料(RAP)利用率超90%,资源回收效率高;2.全过程不加热,无沥青烟排放,技术环保性好;3.厂拌阶段可精准控制混合料性能,成品稳定性、抗裂性、水稳性优。1.受天气、车流影响大,施工期间需完全封闭旧路,开放交通时间晚;2.工序繁琐(铣刨→运输→厂拌→再运输→摊铺),总工期较长;3.交通干扰频次多(铣刨、摊铺两次封闭)或单次封闭时间长,影响路网通行效率。传统铣刨加铺1.工艺经典成熟,技术规程、质量标准完善,施工风险低;2.使用全新热拌沥青混合料(HMA),抗高温稳定性、抗水损害能力、疲劳性能均为最优;3.铺筑后路面强度高、耐久性好;4.铣刨与铺筑工序独立高效,施工速度快,开放交通早。1.旧路沥青混合料完全铣刨废弃,未实现资源利用,技术创新性不足;2.若旧路基层强度不足,仅铣刨加铺无法从根源解决问题,后期易再次出现裂缝、沉降等病害;3.材料浪费严重,不符合“绿色路面”建设理念。经济性比选方案类型直接成本构成(元/㎡,核心分项)总成本(万元)成本优势分析后期养护成本(5年,元/㎡)厂拌热再生(5cm)旧料运输(4-7)+再生加工(8-13)+新料(29-35)+摊铺(8-11)合计:50-6630-37比传统方案低7%-20%(再生料省新料+运输费),无填埋费;仍比冷再生高22%-55%14-19就地热再生(5cm)机组租赁(13-17)+加热(3-6)+再生剂(4-8)+新集料(15-18)+施工(8-11)合计:43-6026-36成本优势最突出,比传统方案低35%-55%(旧料100%利用+省运输/填埋费);小项目设备分摊成本略高11-17泡沫沥青就地冷再生(8cm)设备租赁(14-17)+新集料(15-18)+泡沫沥青(10-13)+拌和摊铺(17-19)合计:56-6733-41比传统方案低39%-44%(零旧料运输+无加热能耗),比厂拌冷再生低5%-8%;无环保隐性成本17-24泡沫沥青厂拌冷再生(8cm)旧料运输(7-9)+厂拌加工(13-15)+再生料运输(9-11)+料费(13-15)+摊铺(11-13)合计:53-6332-38比传统方案低20%-36%(RAP利用率超90%);比就地冷再生高2%-15%,需两次交通封闭14-21传统铣刨加铺(5cm)铣刨(7-8)+旧料运埋(4-6)+新料(38-42)+摊铺(7-8)合计:56-6434-38仅适用于基层完好场景,技术成熟;直接成本最高,比其他方案高7%-55%,有填埋隐性成本,不环保23-33
施工周期及环境影响比选方案类型施工施工排序(周期/交通影响/工序)环境描述环境排序(旧料利用率/能耗/环保性)厂拌热再生周期12-18天/1km(分步作业),单次封闭7-10天,工序含旧料运输+厂拌再生+现场摊铺周期(中)/交通影响(中)/工序(中)旧料利用率70%-80%,需加热旧料/新料(碳排放中等),无旧料填埋但有少量沥青烟排放利用率(中)/能耗(中)/环保性(中)就地热再生周期10-14天/1km(现场一体化作业),半幅封闭5-8天,工序无旧料运输(加热→铣刨→拌和→摊铺)周期(快)/交通影响(好)/工序(好)旧料利用率100%,仅加热6cm薄层(能耗低),零旧料运输/填埋,沥青烟排放量少利用率(最好)/能耗(好)/环保性(好)泡沫沥青就地冷再生周期12-16天/1km(机组连续作业),半幅封闭5-7天,工序无运输+无加热(铣刨→拌和→摊铺)周期(最快)/交通影响(最好)/工序(最好)旧料利用率100%,全程不加热(碳排放最低),零旧料运输/填埋,无沥青烟排放利用率(最好)/能耗(最好)/环保性(最好)泡沫沥青厂拌冷再生周期18-25天/1km(两次运输作业),两次封闭10-15天,工序含旧料运输→厂拌→再生料运输→摊铺周期(最慢)/交通影响(最差)/工序(最差)旧料利用率90%+,不加热(无沥青烟),但两次运输增加碳排放,无旧料填埋利用率(好)/能耗(中)/环保性(中)传统铣刨加铺周期12-18天/1km(铣刨+新铺),两次封闭8-13天,工序含旧料铣刨→填埋→新料摊铺周期(慢)/交通影响(差)/工序(中)旧料利用率0%(全量填埋),新料生产/运输能耗高(碳排放最高),无环保优势利用率(最差)/能耗(最差)/环保性(最差)方案比选结论从技术上,厂拌热再生(配合比可控、性能接近新料)、泡沫沥青就地冷再生(旧料100%利用)、就地热再生(快速修复纵向裂缝、开放交通快)是最优选择,泡沫沥青厂拌冷再生(混合料稳定、抗裂性好,但纵坡调整能力差)为次选,传统铣刨重铺(技术成熟但无旧料利用)为可选。从经济性上,就地热再生<厂拌热再生<泡沫沥青厂拌冷再生<泡沫沥青就地冷再生<传统铣刨重铺。就地热再生成本最优。从施工周期上,就地热再生<泡沫沥青就地冷再生<传统铣刨<厂拌热再生<泡沫沥青厂拌冷再生。就地热再生工期较短。从环境影响上,泡沫沥青就地冷再生<就地热再生<厂拌热再生<泡沫沥青厂拌冷再生<传统铣刨。泡沫沥青就地冷再生环境影响最小。综合以上对比,厂拌热再生方案具备三大核心优势:一是成本均衡可控,直接成本、总成本及后期养护成本均处于合理区间,无过高或不可控的隐性成本,预算易把控;二是适用性广,不受施工规模、路段类型、气候条件限制,可灵活适配各类路面修复需求;三是环保与性能兼顾,既通过再生料利用减少资源消耗,又保证路面结构稳定,后期养护压力小。相比之下,就地热再生虽成本低,但适用性受限;泡沫沥青类方案受厚度、地域或气候影响,灵活性不足;传统铣刨加铺则环保性差、成本高。因此,从项目整体性价比、长期稳定性及适配性角度出发,推荐优先采用厂拌热再生方案。加铺沥青面层方案比选先期处治消除了原路面的结构性缺陷和病害根源,有效防止了反射裂缝等问题的发生,确保了新加铺层的服务寿命,实现了“标本兼治”。将原路面改造为坚实的下承层,与新增的4cm上面层共同形成总厚度约9cm的完整沥青面层体系,显著增强了道路的整体结构强度和耐久性。备选方案加铺沥青面层处治,从技术性、经济性、施工周期、环境影响等维度提出AC-13C及SMA-13两种加铺方案,具体方案如下:方案一:沥青厂拌热再生+加铺AC-13C上面层4cm方案二:沥青厂拌热再生+加铺SMA-13上面层4cm比选方案技术性比选方案组合(下面层+上面层)优点缺点厂拌热再生5cm+加铺AC-13C上面层4cm1.厂拌热再生下面层(施工后残留温度60-80℃)与AC-13C(摊铺温度150-160℃)形成热粘结,层间结合强度高,无需额外洒布粘层油,简化工序;2.AC-13C施工速度快,与厂拌热再生层的施工节奏匹配度高,可实现连续作业,提升施工效率;3.AC-13C技术成熟度高,与厂拌热再生层的质量控制体系兼容,便于现场质量管控。1.AC-13C高温稳定性一般,若厂拌热再生层局部温度过高,可能导致AC-13C底面过早老化,影响层间性能;2.AC-13C抗裂性较弱,若厂拌热再生层后期出现轻微收缩裂缝,易反射至上面层,需加强裂缝预防性养护。厂拌热再生5cm+加铺SMA-13上面层4cm1.厂拌热再生层与SMA-13热粘结结合,叠加SMA-13高抗裂、高耐久的特性,路面设计寿命可延长2-3年,适合对路面耐久性要求高的路段;2.SMA-13骨架密实结构能有效分散荷载,减少厂拌热再生层的应力集中,降低基层病害发生概率;3.SMA-13后期养护需求低,可减少四级公路因养护导致的交通中断,提升通行效率。1.SMA-13摊铺温度(160-180℃)需与厂拌热再生下面层残留温度精准匹配,若下面层降温过快,易导致热粘结效果下降,对施工组织、温度管控要求高;2.SMA-13拌和、摊铺工艺复杂,相比AC-13C更易出现离析、压实度不足等质量问题,需增加现场检测频次。经济性比选(以1km双向两车道公路为例,基层面积约6000㎡)方案组合(下面层+上面层)直接成本(元/㎡)总成本(万元/单段)成本优势分析后期养护成本(5年周期,元/㎡)厂拌热再生5cm+AC-13C上面层4cm44-4926.4-29.4全方案成本最低,热粘结省粘层油(1-2元/㎡),效率高,短期经济性最优。18-22厂拌热再生5cm+SMA-13上面层4cm54-6332.4-37.8比同路段AC高10-14元/㎡,但省粘层油,比冷再生+SMA成本低3%-5%,为SMA类中更优选择。15-18施工周期及环境影响比选方案组合(下面层+上面层)施工周期(天)施工周期关键说明环境影响关键说明厂拌热再生5cm+AC-13C上面层4cm5-7热粘结无需等待,全方案周期最短AC-13C无粘层油,热再生残留加热厂拌热再生5cm+SMA-13上面层4cm6-8热粘结+SMA温度控制,比同路段AC长1-2天SMA长寿命优,热再生+SMA能耗高方案比选结论综合各方案的技术性、经济性、施工周期、环境影响等维度对比,考虑本项目为四级公路,交通量不大,故本次加铺上面层采用AC-13C改性细粒式沥青混凝土4cm。交通量交通量现状(1)交通量根据业主单位提供的统计交通量,得出江津S549线刁家社区至半边山段安全隐患整治工程全年日均交通量(混合交通量)如下:表6-1平均日交通量(辆/日)表5-1-1平均日交通量(辆/日)小货车中货车大货车小客车大客车分类日平均25237225920981综合日平均1173(2)交通组成表6-2车辆类型组成及轴载汇总表5-1-2车类别前轴数前轴重(KN)后轴数后轴重(KN)日均交通量(辆)小货车(1类)124148252中货车(3类)148.5197.15372大货车(4类)1622119259小客车(1类)119.3127.9209大客车(2类)131.2165.681交通量预测根据现状交通量,预测交通量按年增长率按照6%增长,表6-3交通量预测结果辆(小客车)/日年份2026203020352036小货车(1类)252318426452中货车(3类)372469628666大货车(4类)259327438464小客车(1类)209264353374大客车(2类)81102137145预测交通量1173148119822101其中大型客车和货车交通量71289912031275从交通量预测结果来看,拟建项目预测末年年平均日交通量将达到1982辆/日(标准小客车)根据交通量调查分析,初始大型客车和货车交通量为1173辆/日,方向系数取50.0%,车道系数取100.0%。根据交通历史数据,按《公路沥青路面设计规范(JTGD50-2017)》表A.2.6-1确定车辆类型分布系数如下表所示。表6-4车辆类型分布系数车辆类型1类2类3类4类车型分布系数(%)58.35.921.714.1根据公路的车辆满载情况及历史数据的调查分析,得到各类车型非满载与满载比例,如下表所示。表6-5非满载车与满载车所占比例(%)车辆类型2类3类4类非满载车比例80.085.060.0满载车比例20.015.040.0根据表6.2.1,该设计路面对应的设计指标为沥青层永久变形、疲劳开裂。根据附表A.3.1-3,可得到在不同设计指标下,各车型对应的非满载车和满载车当量设计轴载换算系数,如下表所示。表6-6非满载车与满载车当量设计轴载换算系数设计指标沥青层永久变形、疲劳开裂车辆类型非满载车满载车2类0.82.83类0.44.14类0.74.2根据《公路沥青路面设计规范(JTGD50-2017)》公式(A.4.2)计算得到对应沥青混合料层永久变形和疲劳开裂的当量设计轴载累计作用次数为4078961,为中交通等级。路面结构设计典型病害原因分析通过分析路面病害调查和检测结果,结合典型病害调查结果,总结出路面病害产生的主要原因如下:混凝土路面路段本项目K24+874.708~K26+116.880段为水泥混凝土路面,本路段整体状况较好,局部路面出现裂缝、破碎板、边角剥落、接缝料损坏等病害。裂缝混凝土路面裂缝的产生多与应力失衡、材料特性及施工养护相关,主要包括以下几类核心成因:温度应力裂缝混凝土浇筑后会经历水化热升温与后期降温过程,内部温度梯度导致收缩应力集中。四级公路路面多暴露于户外,夏季高温暴晒后骤遇降雨,或冬季低温冻缩,均会使混凝土板产生不均匀收缩,当应力超过混凝土抗拉强度时,易引发横向或纵向裂缝;若板体约束过强(如基层与面层粘结过紧、未及时切缝),还可能出现不规则裂缝。干缩裂缝混凝土硬化过程中水分蒸发会产生体积收缩,若养护不及时(如浇筑后未覆盖、缺水养护),表面水分快速流失,内部水分补给不足,导致表面收缩量大于内部,形成表面细短裂缝,多呈网状或平行分布,尤其在大风、干燥环境下更易发生。结构应力裂缝一是路基不均匀沉降,如路基填料压实不足、局部存在软土或空洞,在自重与少量车辆荷载作用下,路基局部下沉,使混凝土板底部支撑不均,板体产生弯曲应力,进而开裂;二是基层强度不足,基层材料配合比不当、压实度不够或出现松散破损,无法有效传递荷载,导致混凝土板受力集中区域开裂。材料质量裂缝水泥标号选择不当(如低标号水泥用于重载路段)、混凝土配合比不合理(水灰比过大、细集料过多),或集料含泥量高、杂质多,会降低混凝土整体强度与抗裂性能,在后期使用中易因轻微应力作用产生裂缝。破碎板破碎板是混凝土路面较为严重的病害,多由前期病害未及时处理或基础问题累积导致,核心成因包括:裂缝扩展加剧路面初期出现的细小裂缝(如温度缝、干缩缝)未及时密封,雨水通过裂缝渗入基层,使基层软化、承载力下降;在少量车辆荷载反复作用下,裂缝不断扩展、交叉,最终导致板体破碎,尤其在低温季节,混凝土脆性增强,裂缝扩展速度更快。路基与基层失稳路基施工时压实度不足,或路基填料中含有有机质、软土,长期受雨水浸泡后发生压缩变形;基层材料强度低、整体性差,或施工时存在分层离析,导致基层局部破损、塌陷,混凝土板失去有效支撑,在自重与荷载作用下断裂破碎。施工质量缺陷混凝土浇筑时振捣不密实,板体内存在蜂窝、孔洞,降低结构强度;切缝时间过晚,混凝土收缩产生的应力无法通过缝体释放,导致板体开裂后进一步破碎;养生期不足,混凝土强度未达到设计要求即开放交通,易受荷载冲击破坏。特殊荷载作用四级公路虽交通量小,但偶尔通行的重型车辆(如农机车、小型货车)会产生较大局部荷载,若车辆长期靠边行驶或频繁刹车,会使路面局部受力集中,超出混凝土板承载极限,导致板体破碎。边角剥落混凝土板边角为受力薄弱区域,剥落病害主要源于应力集中与界面粘结失效,具体成因如下:板角应力集中车辆行驶至路面边角时,轮载产生的弯曲应力集中于板角部位,尤其当车辆转弯或靠边停车时,局部荷载增大;长期反复作用下,板角混凝土受拉、受压交替,逐渐出现微裂缝,裂缝扩展后表层混凝土脱落,形成剥落。接缝传力失效纵向或横向接缝处传力杆设置不当(如位置偏差、数量不足、未涂隔离层),或传力杆锈蚀、断裂,导致接缝处荷载无法有效传递,板角受力加剧;同时,接缝填缝料失效后,雨水渗入板角下方基层,使基层软化,板角失去支撑,在荷载作用下更易剥落。施工与养护问题混凝土浇筑时边角部位振捣不到位,或模板拼接不严导致漏浆,使边角混凝土密实度低、强度不足;养护期间边角未覆盖到位,水分流失过快,混凝土表面干缩开裂,后期易受雨水冲刷与荷载作用剥落;切缝时锯片偏离设计位置,损伤板角混凝土结构。环境因素影响冬季路面结冰后,车辆碾压产生的冻胀力会使板角混凝土内部产生微裂隙;春季冰雪融化,雨水渗入裂隙,反复冻融循环会扩大裂隙规模,导致边角混凝土酥松、剥落,尤其在北方寒冷地区更为常见。接缝料损坏接缝是混凝土路面的薄弱环节,填缝料损坏主要与材料老化、施工缺陷及环境作用相关,具体成因:填缝料自身老化填缝料长期暴露于户外,受阳光紫外线照射、温度反复变化(高温软化、低温脆裂)及雨水冲刷影响,逐渐出现老化、变硬、开裂;弹性恢复能力下降,无法适应混凝土板的热胀冷缩变形,导致缝体与板壁剥离,失去密封作用。施工操作不当填缝前未彻底清理缝内杂物(如砂、碎石、灰尘),填缝料与缝壁粘结不牢固,后期易脱落;填缝料灌注深度不足或灌注不饱满,缝内存在空隙,雨水易渗入;选用的填缝料类型与当地气候不匹配(如低温地区使用低温脆性大的填缝料),易因温度变形损坏。板体变形作用混凝土板随温度变化产生热胀冷缩,夏季板体膨胀挤压填缝料,导致填缝料挤出、变形;冬季板体收缩使缝宽增大,填缝料被拉裂;长期反复的胀缩变形会加速填缝料磨损、断裂,尤其在温差较大的地区,损坏更为严重。外部荷载与杂物挤压车辆行驶时轮胎碾压接缝处,对填缝料产生冲击与挤压,尤其重型车辆通过时,易导致填缝料破损、脱落;路面杂物(如砂石、树枝)落入接缝后,板体膨胀时杂物挤压填缝料,使其变形、开裂,进一步加剧损坏。沥青路面路段本项目K26+116.880~K30+088.480段为沥青混凝土路面,路段K26-K27、及K29-K30路段整体状况较差,K27-K29整体状况一般,主要为龟裂、块状裂缝、沉陷、车辙、坑槽、麻面等病害。裂缝横缝核心成因:温度反复变化引发热胀冷缩应力,超出面层抗拉强度;基层裂缝向上反射。纵缝核心成因:分幅施工接缝粘结不良;路基不均匀沉降导致面层拉伸变形。块状裂缝核心成因:沥青老化变脆,抗拉性下降;基层强度不足。龟裂核心成因:路基压实不足、基层质量差、沥青混合料抗裂性低,导致结构整体强度不足。坑槽核心成因:沥青混合料粘结差、裂缝渗水软化基层、局部摊铺压实不足。车辙核心成因:沥青混合料高温稳定性差、施工压实不足;偶尔重型车反复碾压。沉陷核心成因:路基填料不均/压实不足、地下管线沟槽回填差或渗水。松散麻面核心成因:沥青用量少/级配差、摊铺温度低、沥青老化。病害处治措施混凝土路面路段破碎版、裂缝、坑槽、沉陷病害处治措施本次设计拟整体加铺4cm细粒式改性沥青混凝土AC-13C+5cm中粒式改性沥青混凝土AC-16C的“白改黑”措施。这要求在加铺沥青层前对所有的存在病害的水泥砼面板进行处理。针对轻度的破碎板,采取更换水泥砼面板,对于中度和重度的破碎板,在挖开既有水泥面板后,若发现基层有损坏,则应修复基层。针对主要的沉陷、坑槽病害,首先挖除水泥混凝土面层及路面基层,并根据开挖后露出底基层的病害情况进行修复处理,基层的修复采用5%水泥稳定碎石基层,其厚度与既有路面基层保持一致,并采用原路面结构及厚度修复混凝土面层即可。对于裂缝类的病害,按照《公路水泥混凝土路面养护技术规范》中各种裂缝类别及不同病害程度进行分别处治。边角剥落病害处治措施本次设计拟对边角剥落的区域,范围适当外扩,用路面切割机切割成规整矩形,矩形切割。清除矩形范围内的破损混凝土块,若基层干燥密实,仅清扫浮尘即可;若基层潮湿软化,需开挖软化层,填入水泥稳定碎石并压实,养护至稳定。在基层表面及矩形切割内壁均匀涂刷水泥净浆,待表面干燥(手指触摸不粘手)后采用C30商品混凝土,分两层浇筑:第一层浇筑至板厚一半处,用振捣器振捣密实;第二层浇筑至与原路面齐平,表面经搓平、收光处理。浇筑完成后立即覆盖土工布保湿养护,低温环境下适当延长养护时间;养护中期在修补区与原路面衔接处切割缩缝,填入填缝料;开放交通前检测混凝土抗压强度与路面平整度,达标后方可通行。接缝料损坏病害处治措施缝料损坏应剔除接缝中失效的填缝料和杂物,并进行热沥青灌缝处理。沥青路面路段考虑“分幅分段整体铣刨沥青面层,再全面处治基层、底基层病害,接着重铺厂拌热再生沥青层,待全线处治完后,整体清洁下面层后整体加铺沥青上面层的工艺”。本项目沥青路段全线K26+116.880~K30+088.480段采用厂拌热再生工艺处治沥青面层,故本次设计不单独对沥青混凝土面层病害进行处治。裂缝类病害处治措施本次沥青路段既有沥青面层采用厂拌热再生整体处治,故对沥青路面裂缝类病害不单独处治。坑槽病害处治措施轻度坑槽对旧路面沥青面层整体铣刨6cm(再生利用),针对轻度坑槽病害,挖除水稳基层18cm,清理层面后,采用小型机具进行夯实基础,撒布透层油,采用5%水泥稳定碎石进行基层修补,待基层病害修复养护验收合格后,摊铺撒布透层油及稀浆封层,摊铺厂拌热再生5cm下面层。全线整体分幅分段处治完毕后,清洁下面层之后撒布PC-3粘层油,整体加铺AC-13C改性沥青混凝土上面层。路面标高较原道路标高上抬高了3cm。详见下图。重度坑槽对旧路面沥青面层整体铣刨6cm(再生利用),针对重度坑槽病害,挖除水稳基层18cm及底基层25cn,清理层面后,采用小型机具进行夯实基础,采用4%水泥稳定碎石进行底基层修补,撒布透层油,采用5%水泥稳定碎石进行基层修补,摊铺撒布透层油及稀浆封层,摊铺厂拌热再生5cm下面层。全线整体分幅分段处治完毕后,清洁下面层之后撒布PC-3粘层油,整体加铺AC-13C改性沥青混凝土上面层。路面标高较原道路标高上抬高了3cm。详见下图。沉陷病害处治措施对旧路面沥青面层整体铣刨6cm(再生利用),针对沉陷病害,挖除水稳基层18cm及底基层25cn,后继续挖除60cm软弱路基,清理层面后,采用小型机具进行夯实基础,采用级配碎石换填路基,采用4%水泥稳定碎石进行底基层修补,撒布PC-2透层油,采用5%水泥稳定碎石进行基层修补,摊铺撒布透层油及稀浆封层,摊铺厂拌热再生5cm下面层。全线整体分幅分段处治完毕后,清洁下面层之后撒布PC-3粘层油,整体加铺AC-13C改性沥青混凝土上面层。路面标高较原道路标高上抬高了3cm。松散麻面病害处治措施本次沥青路段既有沥青面层采用厂拌热再生整体处治,故对沥青路面裂缝类病害不单独处治。路面整治方案根据道路交通量及道路各路段检测情况,结合路面处治方案比较结论,拟定路面整治方案如下。混凝土路面路段(K24+875~K26+117)(常规修补+加铺→白改黑)沿线除桥梁外的一般路段采用道路整治方案时考虑充分利用道路既有材料,降低工程造价,尽量少提高原道路的路面高程。本方案针对局部存在的裂缝、破碎版、剥落等病害进行挖补修复,病害修复完成后,对整个旧水泥混凝土路面进行铣刨机凿毛处理,凿毛深度控制在1-3mm,以增强旧路面与新铺沥青层的粘结力,凿毛后需彻底清理路面碎屑与灰尘。凿毛处理验收合格后,对纵横缝满贴0.5m宽路用防水卷材,撒布PC-3乳化粘层油,再铺筑5cm厚中粒式改性沥青混凝土(AC-16C)下面层,撒布PC-3乳化粘层油,最后再铺筑4cm厚细粒式改性沥青混凝土(AC-13C)上面层,整治后路面标高比原路面标高高出9.0cm。其结构层如下:①上面层:AC-13C细粒式SBS改性沥青混凝土(4cm厚)②粘层:PC-3乳化粘层油(沥青用量0.5L/㎡)③下面层:AC-16C中粒式沥青混凝土(5cm厚)④粘层:PC-3乳化粘层油(沥青用量0.5L/㎡)+路用防水卷材(改性沥青)⑤基层:已完成修补或既有水泥混凝土面层(弯拉强度不小于4.0Mpa)(24cm厚)⑥底基层:既有水泥稳定碎石基层(15cm厚)桥梁段采用铣刨1.5cm厚的混凝土层桥面铺装,清理干净后,首先铺洒高黏改性乳化沥青粘层油,再铺洒1.5cm厚高韧超薄磨耗层,增强桥面防水以及行车舒适性,后重新划标线。整治后桥梁段路面标高与现状保持一致,未抬高。本次设计未增加既有桥梁荷载。其结构层如下:①上面层:高韧超薄磨耗层(PG94型)(1.5cm)②粘层:高黏改性乳化沥青(PG82型)(粘层油1.0kg/㎡)③下面层:精铣刨1.5cm的既有混凝土桥面铺装沥青路面路段(K26+117~K27+117及K29+117~K30+088)(常规修补+水泥就地冷再生+沥青厂拌热再生+加铺)为充分利用道路既有材料以降低工程造价,本整治方案采用分幅分段半幅“常规修补+水泥就地冷再生+沥青厂拌热再生”后整体“加铺”的工艺,具体如下:对旧路面沥青面层整体铣刨6cm(再生利用),处治基层、底基层及路基病害后,对水泥稳定碎石基层采用就地冷再生工艺处治,待基层病害修复养护验收合格后,摊铺撒布透层油及稀浆封层,摊铺厂拌热再生5cm下面层。原道路6cm厚沥青砼路面采用厂拌热再生工艺处理——先铣刨回收原沥青砼面层材料,运输至拌合厂与新集料、新沥青及再生剂按比例混合拌制,形成符合要求的热再生沥青混合料;施工时通过常规摊铺压实设备,将拌制完成的热再生沥青混合料摊铺于已完成常规修补且碾压密实的水泥稳定碎石基层上,碾压成型后作为沥青下面层。全线整体分幅分段处治完毕后,清洁下面层之后撒布PC-3粘层油,整体加铺AC-13C改性沥青混凝土上面层。层间粘结处理需同步跟进:在冷再生基层与既有底基层之间撒布透层,确保基层与底基层结合牢固;在冷再生基层与热再生沥青下面层之间撒布封层+透层,增强两层间粘结力与防水性能;最后在厂拌热再生沥青下面层上摊铺4cm改性沥青混凝土AC-13C作为上面层,摊铺前需在两层沥青面之间撒布粘层,保障整体结构的完整性与稳定性。其结构层如下:①上面层:AC-13C细粒式SBS改性沥青混凝土(4cm厚)②粘层:PC-3乳化粘层油(0.5L/㎡)③下面层:AC-16C厂拌热再生(5cm厚)④封层:ES-2稀浆封层(6mm厚)⑤透层:PC-2乳化石油沥青(沥青用量1.5L/㎡)⑥基层:5%水泥就地冷再生基层(18cm厚)(利用75%旧水稳基层,新料添加水泥5%、碎石20%,最终利用及添加比例试验确定)⑦透层:PC-2乳化石油沥青(沥青用量1.5L/㎡)⑧底基层:4%已完成修补或既有底基层(25cm厚)沥青路面路段(K28+117~K29+117)(常规修补+沥青厂拌热再生+加铺)为充分利用道路既有材料以降低工程造价,本整治方案采用分幅分段半幅“常规修补+沥青厂拌热再生”后整体“加铺”的工艺,具体如下:对旧路面沥青面层整体铣刨6cm(再生利用),处治基层、底基层及路基病害后,待基层病害修复养护验收合格后,摊铺撒布透层油及稀浆封层,摊铺厂拌热再生5cm下面层。原道路6cm厚沥青砼路面采用厂拌热再生工艺处理——先铣刨回收原沥青砼面层材料,运输至拌合厂与新集料、新沥青及再生剂按比例混合拌制,形成符合要求的热再生沥青混合料;施工时通过常规摊铺压实设备,将拌制完成的热再生沥青混合料摊铺于已完成常规修补且碾压密实的水泥稳定碎石基层上,碾压成型后作为沥青下面层。层间粘结处理需同步跟进:在冷再生基层与既有底基层之间撒布透层,确保基层与底基层结合牢固;在冷再生基层与冷再生沥青下面层之间撒布封层+透层,增强两层间粘结力与防水性能;最后在厂拌热再生沥青下面层上摊铺4cm改性沥青混凝土AC-13C作为上面层,摊铺前需在两层沥青面之间撒布粘层,保障整体结构的完整性与稳定性。其结构层如下:①上面层:AC-13C细粒式SBS改性沥青混凝土(4cm厚)②粘层:PC-3乳化粘层油(沥青用量0.5L/㎡)③下面层:AC-16C厂拌热再生(5cm厚)④封层:ES-2稀浆封层(6mm厚)⑤透层:PC-2乳化石油沥青(沥青用量1.5L/㎡)⑥基层:5%已完成修补或既有基层(18cm厚)⑦透层:PC-2乳化石油沥青(沥青用量1.5L/㎡)⑧底基层:4%已完成修补或既有底基层(25cm厚)需额外注意:厂拌热再生层施工后需实时监测温度,确保残留温度≥60℃时开始AC-13C摊铺,避免热粘结效果下降。AC-13C摊铺温度控制在150-160℃,避免低温导致压实度不足。严控AC-13C到场温度,禁止低于140℃的混合料使用。路面结构验算旧混凝土路面加铺沥青混凝土面层验算设计内容:旧混凝土路面上加铺层设计公路等级:四级公路变异水平的等级:中级可靠度系数:1.04加铺层类型:沥青混凝土加铺层行驶方向分配系数0.5车道分配系数1轮迹横向分布系数0.55交通量年平均增长率6%设计轴载100kN最重轴载150kN路面的设计基准期:10年旧混凝土路面已使用时间:9年旧路面剩余设计基准期:1年旧路面剩余设计基准期内设计车道使用初期设计轴载日作用次数:629旧路面剩余设计基准期内设计车道上设计轴载累计作用次数:126272路面承受的交通荷载等级:中等交通荷载等级地区公路自然区划Ⅴ面层最大温度梯度85℃/m混凝土线膨胀系数1010-6/℃旧混凝土面层厚度240mm旧混凝土面层板长度5m旧混凝土弯拉强度4.0MPa旧混凝土弹性模量29000MPa旧混凝土材料疲劳指数0.057旧面层接缝应力折减系数1基层顶面当量回弹模量ET=100MPa中间计算结果:(下列符号的意义请参看“程序使用说明”)HA=90DC=34.18R=0.846SPSA=1.474SPMA=2.157SPRA=2.882SPMAXA=2.157CL=0.84BL=0.486STMAXA=0.981KT=0.205STRA=0.202SCRA=3.084GSCRA=3.21RE=-28.67%ScmA=3.138GScmA=3.26REM=-27.56%旧混凝土面层荷载疲劳应力:2.882MPa旧混凝土面层温度疲劳应力:0.202MPa考虑可靠度系数后旧混凝土面层综合疲劳应力:3.21MPa(小于或等于旧面层混凝土弯拉强度)旧混凝土面层最大荷载应力:2.157MPa旧混凝土面层最大温度应力:0.981MPa考虑可靠度系数后旧混凝土面层最大综合应力:3.26MPa(小于或等于旧面层混凝土弯拉强度),3.26<4.0Mpa。因而,所选用沥青混凝土加铺层厚度(0.09m),使得旧混凝土面层不仅可以承受设计基准期内荷载应力和温度应力的综合疲劳作用,也可以承受最重轴载在最大温度梯度时的一次作用。沥青混合料层永久变形验算根据《公路沥青路面设计规范(JTGD50-2017)》中表G.1.2,基准等效温度Tξ为23.7℃,由式(G.2.1)计算得到沥青混合料层永久变形等效温度为24.9℃。可靠度系数为1.04。根据《公路沥青路面设计规范(JTGD50-2017)》中B.3.1条规定的分层方法,将沥青混合料层分为5个分层,各分层厚度(hi)如表5所示。利用弹性层状体系理论,分别计算设计荷载作用下各分层顶部的竖向压应力(Pi)。根据式(B.3.2-3)和式(B.3.2-4),计算得到d1,d2。把d1和d2的计算结果带入式(B.3.2-2),可得到各分层的永久变形修正系数(kRi),并进而利用式(B.3.2-1)计算各分层永久变形量(Rai)。各计算结果汇总于表5中。各层永久变形累加得到沥青混合料层总永久变形量Ra=2.05(mm),根据表3.0.6-1,沥青层容许永久变形为20.0(mm),拟定的路面结构满足要求。表7-1沥青层永久变形计算结果分层编号分层厚度(mm)永久变形(mm)120.00.14220.00.41320.00.63415.00.51515.00.36总计2.05路表验收弯沉值采用弹性层状体系理论计算得到加铺后路面结构路表验收弯沉值为25.4(0.01mm)。层位结构层材料名称厚度(mm)回弹模量(MPa)综合影响系数1细粒式沥青混凝土40140012中粒式沥青混凝土50120013水泥稳定碎石180130014水泥稳定碎石250135015路基40第1层顶面交工验收弯沉值LS=26.1(0.01mm)第2层顶面交工验收弯沉值LS=29.2(0.01mm)第3层顶面交工验收弯沉值LS=33.5(0.01mm)第4层顶面交工验收弯沉值LS=68.7(0.01mm)路基顶面交工验收弯沉值LS=232.9(0.01mm)(根据“公路沥青路面设计规范”有关公式计算)LS=292.5(0.01mm)(根据“公路路面基层施工技术规范”有关公式计算)整治路面过度段顺接、交叉道路接顺方案整治路面过度段顺接混凝土路段路面整治标高抬高9cm,混凝土路段何家桥仅路面修复不加进行加铺设计,沥青厂拌热再生路段路面整治标高抬高3cm,故混凝土路段起点段需进行过度顺接、混凝土路段何家桥两侧需进行过度顺接、混凝土与沥青交界处需进行过度顺接、沥青路段终点段需进行过度顺接。混凝土路段起点段过度顺接过渡范围为本项目K24+874.708~K24+884.708,渐变长度为10m;渐变段所处路段的整体处治措施为加铺10cm厚沥青混凝土面层,施工时K24+874.708处铣刨39cm(原面层和基层),K24+884.708处铣刨48cm(原面层、基层及9cm路基),中间铣刨深度按比例渐变;而后恢复15cm厚5.0%水泥稳定碎石+24cm厚C30混凝土路面;养护完成后统一加铺5cm厚中粒式改性沥青混凝土下面层AC-16C+4cm厚细粒式改性沥青混凝土上面层AC-13C。沥青层与水泥面板间、沥青层间撒布粘层油。详见下图。混凝土路段何家桥两侧过度顺接过渡段位于原水泥混凝土路面范围内,为本项目K25+495~K25+505及K25+537~K25+547段,长度均为10m(两块板长度),该段整体处治措施为加铺10cm厚沥青混凝土面层,桥梁段处治后桥面标高不变;施工时靠近何家桥一侧的路面铣刨48cm(原面层、基层及9cm路基),远离桥梁一侧铣刨39cm(原面层和基层),中间铣刨深度按比例渐变;而后恢复15cm厚5.0%水泥稳定碎石+24cm厚C30混凝土路面;养护完成后统一加铺5cm厚中粒式改性沥青混凝土下面层AC-16C+4cm厚细粒式改性沥青混凝土上面层AC-13C。沥青层与水泥面板间、沥青层间撒布粘层油。详见下图。混凝土与沥青交界处过度顺接过渡范围为本项目K26+116.880~K26+126.880,渐变长度为10m;该渐变段所处路段的整体处治措施为水泥就地冷再生+沥青厂拌热再生。本过渡段水泥就地冷再生基层在K26+116.880处厚度为24cm,在K26+121.880处厚度为18cm;待水泥冷再生基层完工后统一铺筑5cm厚厂拌热再生沥青混凝土下面层AC-16C+加铺4cm细粒式改性沥青混凝土上面层AC-13C。沥青层与基间先撒布透层油,而后铺筑封层,沥青层间撒布粘层油。沥青路段终点段过度顺接过渡范围为本项目K30+078.480~K30+088.480,渐变长度为10m;该渐变段所处路段的整体处治措施为铣刨6cm原沥青面层进行厂拌热再生工艺处理。施工时对大桩号一侧的路面铣刨52cm(含3cm原路基),小桩号一侧的路面铣刨49cm,而后恢复18cm厚5.0%水泥稳定碎石基层+25cm厚4.0%水泥稳定碎石底基层;基层完成后统一铺筑5cm厚厂拌热再生沥青混凝土下面层AC-16C+4cm细粒式改性沥青混凝土上面层AC-13C。沥青层与基层间撒布透层油,而后铺筑封层,沥青层间撒布粘层油。交叉道路顺接混凝土路段路面整治标高抬高9cm,沥青路段路面整治标高抬高3cm,在整治路段上的平面交叉路口根据不同路段整治结构形式应采用顺接方式接顺旧路口。水泥混凝土路段搭接本项目水泥混凝土路面段加铺抬高9cm,铣刨交叉范围内水泥混凝土路面(交接处铣刨20cm,另一侧铣刨29cm),并恢复20cm厚C30砼,然后加铺4cm细粒式改性沥青混凝土AC-13C+5cm中粒式改性沥青混凝土AC-16C。沥青层与混凝土层间先铺筑封层,沥青层间撒布粘层油。沥青混凝土路段搭接本项目沥青混凝土路面热再生路段加铺抬高3cm,铣刨交叉范围内水泥混凝土路面(交接处铣刨26cm,另一侧铣刨29cm)后,恢复20cm厚C30砼,然后加铺4cm细粒式改性沥青混凝土AC-13C+5cm厂拌热再生中粒式改性沥青混凝土AC-16C。沥青层与混凝土层间先铺筑封层,沥青层间撒布粘层油。由于有不同的断面处理方式,整治后的路面标高比原路面高出的差值不一,施工时在相应两断面之间采用纵坡顺接,在整治路段上的平面交叉口也因采用顺接方式接顺旧路口。特别说明在沥青路面改造工程中,由于设计方案编制与实际施工存在一定时间周期,期间原路面病害可能随环境变化、交通荷载作用进一步发展,如裂缝扩大、坑槽加深、松散面积增加等,进而导致实际病害范围与设计阶段勘查结果出现偏差。若直接按照原设计方案施工,可能无法全面覆盖新增病害,影响改造质量与路面使用寿命,还会增加后期修补成本。因此,施工单位进场后、正式施工前,必须对路面病害进行全面复测核查,重点核实病害类型、分布范围及严重程度,精准统计实际病害面积。针对复测中发现的与原设计不符的情况,需及时整理核查数据,形成书面报告反馈至设计单位,由设计单位结合现场实际情况调整优化设计方案,确保改造方案的针对性与有效性,从源头保障沥青路面改造工程质量。根据现场钻芯情况,存在少量段落的沥青面层厚度超过6cm,施工时如出现沥青面层超过6cm情况,应将剩余沥青混凝土夹层一并铣刨,铣刨完所有残留沥青后,需填补的厚度≤2cm,用沥青补;>2cm,用水稳补基层,核心是避免沥青薄层过厚导致强度不足,同时通过水稳保障基层承重能力,兼顾耐用性和经济性。路面主要材料技术要求沥青混凝土基质沥青面层沥青的基质沥青采用70号A级道路石油沥青,其技术指标应达到下表要求:表8-1道路石油沥青70#A级技术要求项目技术指标测试方法针入度(25℃,100g,5s)(0.1mm)60~80GB/T4509延度15℃(cm)不小于100GB/T4508软化点(℃)不小于44~57GB/T4507密度(25℃)/(kg/m3)实测记录GB/T8928含蜡量(蒸馏法)(%)不小于3.0NB/SH/T0425闪点(℃)不小于230GB/T267溶解度(%)不小于99GB/T11148薄膜加热试验163℃(5h)质量变化绝对值(%)不大于0.8GB/T5304针入度比(%)不小于50GB/T4509延度(15℃5cm/min)(cm)不小于30GB/T4508SHRP:原样沥青动态剪切64℃G*/sinδ(kPa)最小1.0AASHTOTP5RTFOT试验后ASTMD2872动态剪切64℃G*/sinδ(kPa)最小2.2AASHTOTP5压力老化后AASHTOPP1动态剪切25℃G*sinδ(kPa)最大5000AASHTOTP5蠕变劲度-12℃(MPa)M值最大300AASHTOTP1最小0.3路用性能分级PG64-22AASHTOM320-05SBS改性沥青改性沥青应满足下表的技术要求。表8-2SBS改性沥青技术指标要求试验项目技术指标试验方法针入度(25℃、100g、5s),不小于(0.1mm)40~60T0604延度(5℃、5cm/min),不小于(cm)30T0605软化点(TR&B),不小于(℃)75T0606运动粘度(135℃)(Pa•s)1~3T0625,T0619闪点,不小于(℃)230T0611溶解度,不小于(%)99T0607弹性恢复(25℃),不小于(%)85T0662离析,48h软化点差,不大于(℃)2.5T0661RTFOT后残余物质量损失(%)-0.5~0.5T0610~T0609针入度比(25℃),不小于(%)75T0604延度(5℃),不小于(cm)20T0605SHRP:原样沥青动态剪切76℃G*/sinδ,最小(kPa)1.0AASHTOM320-03T315-04RTFOT试验后AASHTOM320-03T240-03动态剪切76℃G*/sinδ,最小(kPa)2.2AASHTOM320-03T315-04压力老化后AASHTOM320-03R28-02动态剪切31℃G*sinδ,最大(kPa)5000AASHTOM320-03T315-04蠕变劲度-12℃,最大m值,最小(MPa)300AASHTOM320-03T313-040.3路用性能分级PG76-22AASHTOM320-03注:①SHRP指标作为代理商或供应商对每批次沥青结合料的质量承诺,其余常规指标作为施工质量控制。乳化沥青乳化沥青适用于修补裂缝和喷洒透层等,宜符合下表的规定。表8-3道路用乳化沥青技术要求试验项目单位品种及代号阳离子PC-2破乳速度慢裂粒子电荷阳离子(+)筛上残留物(1.18mm筛),不大于%0.1粘度恩格拉粘度计E251~6蒸发残留物残留物含量,不小于%50道路标准粘度计C25.3s8~20溶解度,不小于%97.5针入度(25℃)0.1mm50~300延度(15℃),不小于cm40与粗集料的粘附性,裹附面积,不小于—2/3常温储存稳定性:1d,不大于2d,不大于%15注:①粘度可选用恩格拉粘度计或沥青标准粘度计之一测定。②表中的破乳速度与集料的粘附性、拌和试验的要求、所使用的石料品种有关,质量检验时应采用工程上实际的石料进行试验,仅进行乳化沥青产品质量评定时可不要求此三项指标。③储存稳定性根据施工实际情况选用试验时间,通常采用5d,乳液生产后能在当天使用时也可用1d的稳定性。④当乳化沥青需要在低温冰冻条件下储存或使用时,尚需按T0656进行-5℃低温储存稳定性试验,要求没有粗颗粒、不结块。⑤如果乳化沥青是将高浓度产品运到现场稀释后使用时,表中的蒸发残留物等各项指标指稀释前乳化沥青的要求。粗集料要求采用大型联合碎石机(不少于三级,其中反击破不少于两级)轧制,碎石形状应接近立方体,建议粗集料在反击破碎和振动筛中采用真空吸尘装置,有条件时可以采用水洗法,以减少碎石表面的粉尘含量。其技术指标应满足下表要求:表8-4沥青混合料用粗集料质量技术要求指标要求实验方法石料压碎值(%)≤30T0316-2024洛杉矶磨耗损失(%)≤35T0317-2024表观相对密度≥2.45T0304-2024吸水率(%)≤3.0T0304-2024针片状颗粒含量(混合料)(%)≤20T0312-2024水洗法<0.075mm颗粒含量(%)≤1T0310-2024软石含量(%)≤5T0320-2000注:实验依据《公路工程集料实验规程》JTG3432-2024-2024。粗集料最大粒径不大于9.5mm,应具有良好的颗粒形状,以方孔筛为准。其粒径规格应符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)表4.8.3“沥青混合料用粗集料规格”,见下表:表8-5沥青混凝土粗集料的级配要求规格名称公称粒径(mm)通过下列筛孔(mm)的质量百分率(%)31.526.519.013.29.54.752.360.6S810~2510090~1000~150~5S910~2010090~1000~150~5S1010~1510090~1000~150~5S115~1510090~10040~700~150~5S125~1010090~1000~150~5S133~1010090~10040~700~200~5S143~510090~1000~150~3细集料细集料采用碎石加工过程中的石屑及硬质卵石轧制的机制砂。其规格应分别符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)表4.9.3“沥青混合料用天然砂规格”、“沥青混合料用机制砂或石屑规格”的要求,见下表:表8-6沥青混合料用天然砂规格方孔筛(mm)通过各筛孔的质量百分率(%)粗砂中砂细砂9.51001001004.7590~10090~10090~1002.3665~9575~9085~1001.1835~6550~9075~1000.615~3030~6060~840.35~208~3015~450.150~100~100~100.0750~50~50~5表8-7沥青混合料用机制砂或石屑规格规格公称粒径(mm)水洗法通过各筛孔的质量百分率(%)9.54.752.361.180.60.30.150.075S150~510090~10060~9040~7520~557~402~200~10S160~310080~10050~8025~608~450~250~15细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质,并有适当的颗粒组成,其质量应符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)表4.9.2的技术要求,见下表:表8-8沥青混合料用细集料质量要求项目要求实验方法表观密度≥2.45T0329-2024含泥量(小于0.075mm的含量)(%)<5T0333-2024砂当量(%)≥50T0334-2024填料沥青混合料的矿粉必须采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉。其质量应符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)表4.10.1的技术要求,见下表:表8-9沥青混合料用矿粉质量要求项目单位要求实验方法表观密度t/m3≥2.45T0352-2000含水量%≤1T0332-1994粒度范围<0.6mm%100T0351-2000<0.15mm%90~100T0351-2000<0.075mm%70~100T0351-2000外观无团粒结块观察亲水系数<1T0353-2000塑性指数<4T0354-2000加热安定性实测纪录T0355-2000抗剥落剂为保证沥青与集料的粘结力,提高抗水损害能力,要求采用增加沥青与集料间粘结力的措施,要求掺加抗剥落剂。抗剥落剂应满足:性能优良、稳定、持久、且施工易于操作。沥青中加入抗剥落剂后,应进行一定老化(薄膜烘箱中加热96小时,有条件时可在压力老化仪PAV中进行)然后进行粘附性实验,经过初期老化后的混合料需进行浸水马歇尔实验、冻融劈裂实验,并满足相应技术要求。可采用专门生产的消石灰粉代替部分矿粉(消石灰粉用量不得超过矿粉用量的20%)改善沥青与集料的粘结力,提高沥青混合料的抗水损害性能。消石灰粉应充分消解、洁净、干燥无结团。为准确控制消石灰粉的添加量,沥青混合料拌合楼应增加一个专门添加消石灰粉的粉料添加仓,并有准确的电子称量设备。掺量由配合比设计及各项性能验证指标实验确定。沥青混合料的级配沥青混合料的级配范围如下表所示:表8-10粗型和细型密级配沥青混凝土的关键性筛孔通过率混合料类型公称最大粒径(mm)用以分类的关键性筛孔(mm)粗型密级配名称关键性筛孔通过率(%)AC-1313.22.36AC-13C<40AC-16162.36AC-16C<38
表8-11密级配沥青混凝土料矿料级配范围混合混合料类型改性沥青AC-13C沥青AC-16C筛孔(mm)通过率%通过率%19.0通过率%10016.010090~10013.290~10076~929.568~8560~804.7538~6834~622.3624~5020~481.1815~3813~360.610~289~260.37~207~180.155~155~140.0754~84~8沥青混合料低温弯曲试验破坏指标气候条件与技术指标相应于下列气候分区所要求的破坏应变(με)试验方法年极端最低气温(℃)及气候分区<-37.0-37.0~-21.5-21.5~-9.0>-9.01.冬严寒区2.冬寒区3.东冷区4.冬温区1-12-11-22-23-21-32-31-42-4普通沥青混合料,不小于260023002000T0715改性沥青混合料,不小于300028002500注:气候分区的确定应符合现行《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40)的有关规定。沥青混合料车辙试验动稳定度指标表8-12沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求(次/mm)气候条件与技术指标相应于以下气候分区所要求的动稳定度技术要求试验方法七月平均最高气温及气候分区>30夏炎热区1-11-21-31-4普通沥青混合料,不小于8001000T0719改性沥青混合料,不小于24002800SMA混合料,不小于普通沥青1500改性沥青3000注:①气候分区的确定应符合现行《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40)的有关规定②当其他月份的平均最高气温高于七月时,可施工该月平均最高气温。③在特殊情况下,对钢桥面铺装、重载车特别多或纵坡较大的长距离上坡路段、厂砖专用道路,可酌情提高动稳定度要求。④对炎热地区或特重及以上交通荷载等级公路,可根据气候条件和交通状况适当提高试验温度或增
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