高速公路路面结构的使用性能评定与改建设计研究--终稿.doc
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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流高速公路路面结构的使用性能评定与改建设计研究-终稿.精品文档.河北工业大学城市学院毕 业 论 文作 者： 学 号： 系： 土木系 专业： 交通工程专业 题 目： 高速公路路面结构的使用性能 评定与改建设计 指导者： (姓 名) (专业技术职务)评阅者： (姓 名) (专业技术职务)2012 年 6 月 1 日毕业论文中文摘要高速公路路面结构的使用性能评定与改建设计研究摘要：随着我国公路等级的不断提高，高等级公路网络的日益完善，高速公路的交通量也随之日益剧增，这对高速公路路面的使用造成了很大的压力，大部分高速公路的路面出现了不同程度的破损。所以
2、如何对高速公路路面使用性能进行检测评定，并根据检测评定的结果对相应的高速公路路面采取何种养护或维修，成为了当前一个十分重要的课题。路面使用性能包括功能性能、结构性能、结构承载能力、安全性能等几个方面。对高速公路路面结构的使用性能进行评定一般采取明确和直接的使用性能评价分项指标。这些指标包括路面损坏状况指标、路面行驶质量指标、路面车辙深度指标、路面抗滑性能指标和路面结构强度指标。对受损的高速公路路面一般采取的措施有养护、维修和改扩建。本文围绕路面结构的使用性能评定与改建设计进行研究，希望能对以后的相关研究有所帮助。关键词： 高速公路 沥青路面 路面使用性能评定 改建设计 Use of the h
3、ighway pavement structure performance assessment and Reconstruction Design studyAbstract：With the increasing level of road, highway network has improved steadily, and highway traffic also will be growing surge, which caused a lot of pressure on the use of the highway pavement, most of the highway pa
4、vementsvarying degrees of damage. Highway pavement performance evaluation of detection, and assessed by the detection results taken by conservation or maintenance of the highway pavement has become a very important topic.Pavement performance, including aspects of functional performance, structural p
5、erformance, structural bearing capacity, safety performance. Use of the highway pavement structure performance assessment in general, clear and direct the use of performance evaluation of sub-indicators. These indicators include road damage status indicators, road quality indicators, indicators of p
6、avement rut depth, pavement skid performance indicators, and pavement structural strength indicators. The general measures taken damaged the highway pavement routine maintenance, minor repairs, repair, overhaul and renovation and expansion.This paper focuses on the use of the pavement structure perf
7、ormance assessment and Reconstruction Design study and hope to be helpful later.Keywords：Highway Asphalt Pavement Pavement performance evaluation Reconstruction Design毕业论文外文摘要目 次1 绪论- 1 -1.1 研究的目的及意义- 1 -1.2 国内外研究现状- 2 -1.2.1 国外现状- 2 -1.2.2 国内现状- 2 -1.3 研究过程- 4 -2 高速公路路面结构的使用性能的评定- 4 -2.1 高速公路路面结构的使
8、用性能评定方法- 5 -2.2 石黄高速公路路面使用性能实地检测和调查- 10 -2.2.1 石黄高速简介- 10 -2.2.2 检测和调查内容- 11 -2.2.3 检测与调查单元- 11 -2.2.4 检测与调查方法- 11 -2.2.5 检测与调查的数据记录- 12 -2.2.6 检测与调查的设备- 16 -2.3 石黄高速检测数据处理与路面使用性能评定- 17 -3 高速公路路面养护和改建设计- 22 -3.1 高速公路路面的养护- 22 -3.1.1 高速公路路面养护工作的功能- 22 -3.1.2 高速公路路面养护工作目标- 22 -3.1.3 高速公路路面养护技术要求- 23 -
9、3.1.4 高速公路路面养护科学决策- 23 -3.1.5 高速公路路面养护设计- 25 -3.1.6 高速公路路面养护工程管理- 26 -3.2 高速公路路面的病害处理和改建设计- 27 -3.2.1 高速公路路面的病害处理- 27 -3.2.2 高速公路路面改建设计- 30 -4 宣大高速的“白改黑”- 31 -4.1 概况- 31 -4.2 治理方案- 31 -4.3 设计原则- 32 -4.4 加铺层结构- 33 -4.5 碎板压稳- 34 -4.6 沥青加铺层施工- 34 -4.7 参考技术规范- 34 -结论- 35 -参考文献- 36 -致谢- 37 -1 绪论近年来，由于交通量
10、日益剧增，汽车轴载重型化或设计、施工方面等的种种原因，大部分高速公路路面出现了不同程度损坏、道路使用性能下降的情况，有些高速公路路面的损坏是非常严重的，对行车的舒适性产生了很大的影响，车速也很难得到提高，也导致了通行能力的下降。所以，对旧高速公路路面进行科学准确的评定分析，并根据评定结果对旧路面进行养护和改建，对探索高速公路旧路面的养护和改建具有十分重要的理论与实际意义。1.1 研究的目的及意义 目前，我国很多地方的高速公路路面损坏速度普遍过快、大中修养护周期普遍过短，路面的平均使用寿命仅为设计寿命的35%50%。本次研究主要目的就是针对这一现象，希望通过研究和总结以往的理论和工作经验，来形成
11、一套对高速公路路面使用性能评定更加系统化、标准化、科学化的评定方法。进而再根据高速公路路面使用性能的评定结果，来确定对路面要采取何种的维修或改扩建设计。高速公路路面结构的使用性能评定是进行路面维修和改建的前期准备工作。路面结构分析与评定是进行路面维修和改建的基础和前提。新的高速公路路面结构设计是整个维修和改建工作的核心内容，路面维修和改建工程的施工质量控制是改建成功的关键环节。运用通过本次研究而得到的对高速公路路面实用性的评定方法，会在以后的实际应用中，使数据的采集更加具体化、格式化，使数据的处理更加公式化、明细化，使评定结果更加科学化、精确化。而更加科学化、精确化的评定结果，可以使我们对旧的
12、高速公路路面的受损情况得到更加准确、清晰的认识。从而可以得出科学先进的、切实可行的维修和改建设计方案，以缩短工程时间，节约工程建设费用，减少不必要的人力物力的浪费。希望本次的论文研究可以对以后的高速公路路面建设和使用具有一定的指导意义。1.2 国内外研究现状1.2.1国外现状 高速公路建设起始于20世纪30年代，德国是修建高速公路最早的国家，早在1919年就修建了世界第一条高速公路。美国高速公路虽然比德国、意大利、法国晚，但它是当今世界高速公路最多、路网最发达的国家。至20世纪70年代末，欧美发达国家的高速公路网络建设基本完成，美国建设的高速公路达到9.3万公里，德国建设的高速公路里程达到1.
13、2万公里。从20世纪70年代开始，发达国家修建的高速公路陆续达到到使用中期，路面维修工程逐渐增多起来，为了能够对高速公路路面进行合理的养护管理，美国德克萨斯大学汉德森教授等运用运筹学和系统工程学理论开发了“路面养护管理系统”(PMS)。随后美国和加拿大的许多州和省相继建立和实施网级路面管理系统，到80年代中期，约有35个州和省己经建成或基本建成路面管理系统。与此同时，其它国家也相继开展并建立完善了路面管理系统，如丹麦的路面管理系统(1980)，英国运输和道路研究所(TRRL)的公路养护评价系统(CHART，1980)等。到20世纪80年代末，高速公路管理部门已经能够熟练的应用PMS系统来确定对
14、路面的养护方法。除了管理技术得到提升之外之外，关于高速公路沥青路面养护的各项技术、材料与机械也有了突飞猛进的发展。所以在欧美发达国家,由于有成套的管理系统和完善的养护维修技术，高速公路虽然使用年限较长,但路面使用品质却始终保持在良好状态。1.2.2国内现状从1988年我国第一条高速公路沪嘉高速公路诞生至今，高速公路在我国已经走过了24年的发展历程。中国的高速公路也经历了80年代末至1997年的起步建设阶段和1998年至今的快速发展阶段。而在这24年中高速公路路面结构也发生了很大的变化。通过二十几年的发展，高速公路的路面结构基本设计成四种形式：（1） 传统的半刚性基层 + 沥青路面结构形式。 这
15、是我国高速公路路面设计中应用最广泛的形式 ，以半刚性基层作为路面荷载的主要承重层 ，这种结构组合形式造价相对较低，但是路面整体性能及使用寿命对半刚性基层依赖加大 。（2） 全厚式沥青路面。 这种形式依靠沥青稳定材料作为基层以及面层，由于沥青材料是一种粘弹性材料 ，因此容易产生塑性变形，沥青层厚度相对较大，引入建设初期的投入较高，但是解决了半刚性基层容易损坏的问题 ，使用寿命较长，养护维修简单方面，一般只需处理表面层。（3） 刚性基层 + 沥青路面结构形式。 这种形式的特点在于以混凝土或者贫混凝土替代传统的半刚性基层 ，因而承载能力得到较大程度的提高 。 其缺点在于混凝土的刚度较高，容易发生断板
16、开裂的现象 ，而且养护及病害处治工序较为繁琐，成本较高。（4） 混合式沥青路面。 混合式沥青路面结构的特点在于在半刚性基层与沥青面层之间增加了沥青材料作为联接层，常见的有大粒径碎石排水层以及应力吸收层 ，因而分别可以起到阻止水分渗入路基 ，减缓半刚性基层由于开裂导致的应力集中现象，可以有效的减轻路基损坏以及避免反射裂缝的发展。混合式结构的造价介于半刚性基层沥青路面与柔性路面之间，结构性能也兼具了两种形式的特点 。进入21世纪，随着交通量的急剧增加，对半刚性基层和的强度要求也随之增加，沥青缺乏和路面承载能力的矛盾更加激化。虽然我国为了提高沥青路面的使用性能，也研究出了一些高品质的沥青，但是，由于
17、高品质沥青的数量总体有限，所需的优质道路沥青大部分还是采用进口形式。所以，“强基薄面”的半刚性基层沥青路面成为我国沥青路面结构的主要形式。但通过对资料的阅读以及其他途径的了解，我国高速公路的路面使用状况并不是尽如人意。在已建成的高速公路中, 沥青路面均存在不同程度的早期破坏, 路面的使用性能衰减较快, 使用寿命受到影响。面对此种情况时，如何精确的对高速公路的路面结构使用性能做出评定并拿出科学的维修与改建设计方案，就显得尤为重要。但目前在我国，虽在路面使用性能评定研究方面取得了一定的成果，却并未能够形成一套有效地、成套的、完善的高速公路路面结构的使用性能评定方法。现今，国内大部分高速公路路面的维
18、修和改建基本上不进行详细的设计。对于路面修补后引起的公路纵、横断面的变化是否能够满足规范要求, 没有一个准确的说法, 对旧路面的使用性能的评定不具有针对性, 缺少对旧路病害的整体综合处理。导致维修后，由于原路面局部的综合处理不够,引起二次损坏。1.3 研究过程（1）通过研读和查阅参考资料，了解我国现有高速公路路面结构的实际使用状况、存在的主要问题及发展趋势。（2）掌握对现有道路路面结构状况调查与分析的内容和方法，并在此基础上完成指定路段的路面病害调查与分析、路面结构承载能力及使用性能指标的检测、分析与评定。（3）完成对本项目工程现有路面典型结构的力学分析与评价，内容包括：现有路面结构应力、应变
19、及位移状况；造成路面损坏的控制因素；路面损坏及其结构状况的评定（4）综合考虑本项目交通状况、自然因素、筑路材料等因素，选择路面结构层次和类型，并探讨结构层的合理厚度，提出适宜的路面典型结构方案以及相应的设计指南。2 高速公路路面结构的使用性能的评定随着我国公路等级的不断提高，高等级公路网络的日益完善，如何对路面使用性能进行检测评定，是当前一个十分重要的课题。高速公路路面结构的使用性能评定不能只根据某一方面的情况来决定，而应该形成一套完整的、科学的、系统的评定方法。只有这样才能得到精准细致的高速公路路面的使用情况。所以本次对高速公路路面结构的使用性能进行评定的研究，决定采取更加明确和直接的使用性
20、能评价分项指标。这些指标包括路面损坏状况指标、路面行驶质量指标、路面车辙深度指标、路面抗滑性能指标和路面结构强度指标。2.1 高速公路路面结构的使用性能评定方法路面使用性能用路面使用性能指数PQI（Pavement Quality or Performance Index）和相应分项指标路面损坏状况指数PCI(Pavement Surface Condition Index)、 路面行驶质量指数RQI(Riding Quality Index) 、路面车辙深度指数RDI(Rutting Depth Index) 、路面抗滑性能指数SRI(Skidding Resistance Index) 、
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