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南二环(新中路口-猴子石大桥东桥头)路面提质改造工程设计说明.doc

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南二环(新中路口-猴子石大桥东桥头)路面提质改造工程 施工图设计总说明 一、设计依据沥青路面按部颁规范《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2006)规定的设计理论与方法设计,其他设计依据有《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)、《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034-2000)、《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ052-2000)等。二、设计标准道路等级:城市快速路设计车速:主线80km/h,出入口匝道40km/h气候:属中亚热带季风性湿润气候,平均降雨量为1483.6mm;土基回弹模量:40MPa;计算标准轴载:BZZ-100。

1、加铺路面设计年限:6~8年;设计方法:采用容许回弹弯沉、弯拉应力指标设计。三、现状评价指标根据《城镇道路养护技术规范》(CJJ36-2006),沥青路面技术状况评价内容应包括路面行驶质量、路面损坏状况、路面结构强度、路面抗滑能力和综合评价,相应的评价指标为路面行驶质量指数(RQI)、路面状况指数(PCI)、路面回弹弯沉值、抗滑系数(BPN或SFC)和综合评价指数(PQI)。四、设计原则道路提质改造工程路面结构设计方案的选择,按照建设部颁《城镇道路路面设计规范》(CJJ169-2012)和交通部部颁《公路沥青混凝土路面设计规范》进行路面设计,并结合当地的实际情况,包括气候情况、允许铺筑厚度、材料供应、交通量以及景观、工期等要求以及我国在复合式路面上的一些研究成果。

2、综合考虑各方面的因素,来进行路面沥青铺装的设计。(1)功能要求和原路面特点:本项目道路为提升道路行车安全性、舒适性、道路路面形象和根据我国沥青路面建设水平而进行的。要求改造后的道路全天候、快速、安全、舒适地提供服务。且要求道路路面平整、整洁、美观、密水、耐用。加铺设计必须与原路面的具体特点相适应,才能满足道路的使用功能要求。(2)交通因素:南二环是长沙市的主干道,车速较高,交通量大,汽车荷载行驶特别是刹车时产生的剪应力较大,要求路面材料的抗减强度高,抗变形能力强和稳定性好。(3)材料供应:道路路面采用沥青混凝土时需采用玄武岩,才能满足路面面层的需要,确保通车后路面抗滑功能、路面持续黑色化。

3、与沥青粘附性能优良。为保证路面改造后沥青混凝土加铺层在设计使用年限内的使用性能和耐久性,应从以下几方面来考虑复合式路面加铺层设计:(1)表面抗滑性能,从沥青混凝土类型的选择、集料选择和混合料级配设计着手,提高面层抗滑性能。(2)高温稳定性:即具有较高的抗车辙能力和抗挤压破碎的能力,不使车辙过深而影响行车安全。考虑本项目位于南方地区,路面沥青混凝土的夏季最高使用温度可达到50~600C,对沥青混凝土的高温稳定性应提出较高的要求,对于路面加铺沥青层应采用优质矿料的沥青混凝土。可以两个指标来表征:动稳定度和永久变形。(3)沥青混凝土结构层与基层的粘结问题:在路面设计与施工中,存在沥青混凝土层间的粘结。

4、沥青混凝土层与路面基层的粘结,特别是沥青铺装层与其下卧层间的粘结,则是该工程设计的重点,也是难点。并且该路通车时间较长,表面较光滑,路面表面活性差,给路面工程的设计和施工带来较大的难度。无论哪一种类型的路面界面粘结,只有采用较好的层间粘结材料,才能确保层间具有较强的粘结能力,满足层间抗剪强度的要求。(4)水损害问题:本项目所在地区的年降水量大,属于多雨地区。全国大多数高等级公路路面损害结果表明,水是引起路面破坏的最重要的原因。评价铺装结构混合料水稳定性的特征指标有:粘附性、冻融劈裂试验残留强度比。同时应在结构设计中考虑路面的排水要求。(5)泛油问题:沥青路面的泛油,将影响路面的使用性能,并引发路面病害,如构造深度降低和抗滑性能下降,还影响路面的美观。

5、因而从设计和施工上应严格控制沥青混凝土的用油量。(6)延缓和减少裂缝:实践证明,沥青路面的裂缝是无法绝对避免的。为此,须针对本项目的具体特点,采用性能良好的沥青混凝土和防止、延缓反射裂缝的相应应力吸收层。并在路面结构设计中,采取抗反射裂缝措施,可以有效减少或延缓反射裂缝的产生以及降低由于渗水引起路面基层承载能力下降的危险。五、设计要求(1)路面中修工程突出以路面整修及排水设施完善、安全设施恢复为重点,兼顾其他附属设施的整修和完善,做到统一设计,整体提高。(2)优先采用预防性养护技术;优先采用中修罩面方案;优先采用先进的冷热再生技术;优先采用非开挖基层补强快速修补技术。(3)路基原则利用现有路基。

6、不做大的改善。中、小修工程,一般路段纵坡原则上不进行设计。(4)在全面调查原老路技术状况的基础上,根据原路面病害类型,合理采用处治方案。中修路段,为确保新铺路面质量和厚度的均匀性,可采用铣刨一定厚度沥青混凝土面层后,再加铺新的路面。(5)路面面层及基层厚度,应根据该路段等级、结构强度(弯沉值)和交通量组成及发展趋势综合确定,加铺沥青混凝土面层一般为两层。路面大修工程设计弯沉值原则上应根据交通量及其组成情况计算确定,中修工程设计弯沉值可不作要求。(6)桥头跳车:桥头路基已基本稳定的过渡路段,应按原工程设计要求一步到位;原路基仍不稳定的,以接顺为原则,仍可采用过渡方案;有条件的应采用注浆提升或轻质材料置换等措施。

7、对桥头路基进行处理,力求达到减缓桥头沉降速度或基本根治桥头沉降。(7)路面大中修路段排水设施应做到齐全、配套、完整、通畅、形成系统,无淤塞无破损。六、主要路面病害及处理措施经现场调查,南二环(新中路口-猴子石大桥东桥头)段路面为沥青混凝土路面,目前道路路面经过多年的运营,局部路面状况破坏严重,因此对全路段的路面结构层进行全面的整修。沥青路面病害主要有裂缝类病害及坑槽松散类病害。1、裂缝类病害成因分析根据裂缝产生的原有,沥青路面裂缝可以分为荷载型裂缝和非荷载型裂缝。(1)非荷载型裂缝:即不是由行车荷载引起的裂缝。沥青面层上的非荷载型裂缝主要是温度收缩裂缝,其主要表现形式为横向裂缝。

8、低温收缩或半刚性基层收缩是产生横向裂缝的主要原因。沥青材料在较高温度条件下,具有良好的应力松弛性能,温度升降产生的变形不至于产生过高的温度应力。但在冬季气温骤降时,沥青混合料的应力松弛赶不上温度应力的增长,同时劲度急剧增大,超过混合料的极限强度或极限拉伸应变,便会产生裂缝。另一种情况,温度反复升降导致混合料的极限拉伸变小,又加上沥青的老化使沥青劲度增高,应力松弛性能降低,故可能在比一次性降温开裂温度更高的温度下开裂,同时裂缝是随着路面使用寿命的增加而不断增加。再有就是由于半刚性基层收缩引起的裂缝,这些裂缝在交通荷载或温度作用下,由下层逐渐反射到表面。横向裂缝是沥青面层发生最多的一种裂缝。(2)荷载型裂缝即主要由于行车荷载作用而产生的裂缝。

9、龟裂、块状裂缝均属这种类型。龟裂是路面在车辆荷载的反复作用下,由于路面结构的强度不足而产生的;另外基层排水不良、低温时沥青混合料变硬或变脆,也可能造成龟裂;还有因为基层结构已产生松散破坏也会引起沥青路面的龟裂现象。2、坑槽松散类病害成因分析沥青路面的坑槽松散类破损是由于水稳定性不足,在春融季节或雨季,路面逐渐出现麻面、松散、掉粒乃至坑槽的现象。导致沥青路面产生坑槽及松散的主要原因是沥青路面水损破坏,即沥青路面存在水分的条件下,经受交通荷载和温度胀缩的反复作用,一方面水分逐步侵入沥青与集料的界面上,同时由于动水压力的作用,沥青膜渐渐地从集料表面剥离,并导致集料之间的粘结力丧失而发生的路面破坏。

10、局部位置松散也由于沥青含量偏低、沥青与矿料粘附性不足的原因。3、改造建议根据检测调查结果,在沥青路面改造设计施工中,应着重考虑解决如下方面:(1)出现病害的路段,应遵循“一次处理到位,一般损坏到哪个层位(车道),就应处理到哪个层位(车道)”的原则;(2)路面改造应着重恢复路面结构的承载能力;4、处理措施(1)沥青面层破坏路段根据病害情况确定处治长度和深度,挖除或铣刨旧的沥青面层(如基层、底基层出现松散也应同时挖除)后,加铺新的沥青面层(或基层、底基层),通过粘层加强沥青面层与新(或旧)基层连接。对零星破坏的路段主要是坑槽路段,按现行规范坑槽修补方法进行。(2)局部沉陷的路段针对部分路段沥青路面出现严重的网裂、龟裂。

11、路面沉陷破坏,应对基层、土基进行处治,以保证路面结构整体承载能力。(3)弯沉偏大路段部分路段弯沉偏大,说明路面结构承载力存在问题,若不及时处治,对道路质量将留下隐患。根据南二环(新中路口-猴子石大桥东桥头)段路面结构及交通组成,建议对弯沉大于设计弯沉值的路段进行处治,恢复路面结构承载力能力。5、推荐处治范围及措施根据调查检测结果分析,推荐沥青路面处治措施如下所示。(1)“铣刨上面层”指铣刨4cm厚的原面层,铺筑4cm厚细粒式SMA-13玛蹄脂改性沥青混凝土,相当于轻度处治;(2)“铣刨沥青面层”指铣刨整个沥青结构层,相当于中度处治;(3)“铣刨基层”指铣刨整个沥青层与基层。

12、(4)“铣刨基层、补强土基”指铣刨至土基,并需对土基加固。七、路面设计1、对于路面运行状况良好、平整度好,实测弯沉值<21(设计弯沉值,单位:0.01mm)的路段,病害处理后,首先对现状路面进行浅层铣刨处理(铣刨4cm),在铣刨后的沥青面层上撒布改性沥青同步碎石封层,然后直接摊铺4cm改性沥青SMA-13沥青混凝土罩面,这样使得路面强度得到提高,从而提高沥青路面的使用寿命。具体路面结构如下:(1)整体摊铺上面层:沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA-13)(惨0.45%玄武岩纤维)厚4cm。乳化沥青粘层(2)原有路面中面层、下面层2、对于原有路面运行状况尚好,21<实测弯沉值<35(单位:0。

13、01mm)的路段,在处理完病害之后进行整体加铺。具体路面结构如下:(1)上面层:沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA-13)(惨0.45%玄武岩纤维)厚4cm。(2)SBS改性沥青同步碎石封层厚1.0~1.5cm(3)原有路面中、下面层:沥青混凝土(病害处治合格)(4)原有路面基层:水泥稳定碎石(病害处理合格)3、对于路面运行状况较差,沥青路面龟裂、裂隙、拥抱、沉陷、车辙、波浪、搓板、翻浆、坑槽、麻面、松散等病害严重,实测弯沉值>35(单位:0.01mm)的路段。具体路面结构如下:(1)上面层:沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA-13)(惨0.45%玄武岩纤维)厚4cm。乳化沥青粘层(2)中面层:新建中粒式SBS改性沥青混凝土(AC-20C)厚6cm乳化沥青粘层(3)下面层:新建粗粒式沥青混凝土(AC-25C)厚8cm(9cm)SBS改性沥青同步碎石封层厚1。

14、0cm(4)基层:新建水稳碎石(路段长度≥50m)/新建C30砼(路段长度<50m)路基补强(如有)- 3 -

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