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廣東華路交通科技有限公司廣東省高速公路瀝青路面結(jié)構(gòu)使用情況調(diào)查報(bào)告PAGEPAGE29廣東省高速公路瀝青路面結(jié)構(gòu)使用情況調(diào)查報(bào)告廣東華路交通科技有限公司(廣東省交通科學(xué)研究所)二○○二年八月第一章緒論§1-1本調(diào)查提出的目的和意義到2001年底,廣東省在建和已建的高速公路已超過(guò)1000km,每條路所采用的路面結(jié)構(gòu)和路面厚度、材料千差萬(wàn)別,尤其是瀝青路面結(jié)構(gòu)和所用厚度、材料的顯著差別,反映了我省尚沒(méi)有以較充分理論依據(jù)和足夠?qū)嵺`依據(jù)為基礎(chǔ)的合適的推薦的路面結(jié)構(gòu)和厚度,造成設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)和厚度時(shí)具有較大的隨意性,設(shè)計(jì)出的路面結(jié)構(gòu)有的甚至明顯不合理,往往使得路面結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)未達(dá)到設(shè)計(jì)期限,路面就已出現(xiàn)大面積的破壞,給國(guó)家造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。由于廣東省高速公路絕大多數(shù)是近十年完成的,眾所周知,1997年以前建設(shè)或投入使用的高速公路瀝青路面幾乎都是按1986年頒布的《公路柔性路面設(shè)計(jì)規(guī)范》設(shè)計(jì)的,而1997年以后建設(shè)或投入使用的高速公路瀝青路面按1997年頒布的《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》設(shè)計(jì)的,這些路面有的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較合理,結(jié)構(gòu)不但經(jīng)濟(jì)而且通過(guò)了幾年的行車使用后,路面仍具有良好的使用性能,而有的路面結(jié)構(gòu)在通車不到三年,就已出現(xiàn)大面積破壞。從廣東省高速公路瀝青路面的使用情況來(lái)看,道路服務(wù)水平不高,特別是1997年以前建設(shè)或投入使用的高速公路瀝青路面,這其中除施工因素外,設(shè)計(jì)選用的路面結(jié)構(gòu)不當(dāng)不能不說(shuō)是其中的重要因素之一。因此,高速公路瀝青路面使用性能與瀝青路面結(jié)構(gòu)、厚度以及所用材料及其組成和性質(zhì)的關(guān)系如何,哪種瀝青路面結(jié)構(gòu)和厚度比較適合廣東省的環(huán)境和交通,是值得研究的一個(gè)課題。對(duì)廣東省已建成高速公路瀝青路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)查與分析,總結(jié)十余年來(lái)廣東省高速公路瀝青路面建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),分析瀝青路面建設(shè)和使用過(guò)程中存在的問(wèn)題,特別是瀝青路面早期破壞問(wèn)題,提出適宜的廣東省高速公路瀝青路面結(jié)構(gòu)、建設(shè)及使用過(guò)程中存在問(wèn)題特別是瀝青路面早期破壞問(wèn)題的解決方法,是十分有價(jià)值的。因而,對(duì)我國(guó)瀝青路面技術(shù)和質(zhì)量的提高和發(fā)展,完善瀝青路面結(jié)構(gòu)和技術(shù)規(guī)范,具有十分重要意義。本調(diào)查是結(jié)合交通部開(kāi)展的高速公路瀝青路面結(jié)構(gòu)使用情況調(diào)查而開(kāi)展的?!?-2本調(diào)查的目標(biāo)和主要調(diào)查內(nèi)容本調(diào)查的目標(biāo)是提出適合推薦的廣東省的有較充分實(shí)踐和理論依據(jù)的高速公路瀝青路面結(jié)構(gòu),以期解決瀝青路面建設(shè)及使用過(guò)程中存在的問(wèn)題特別是瀝青路面早期破壞問(wèn)題。主要調(diào)查內(nèi)容包括:1.本省高速公路瀝青路面結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展情況,不同瀝青路面結(jié)構(gòu)形式的建設(shè)規(guī)模和建成后使用情況;2.本省不同高速公路瀝青路面結(jié)構(gòu)主要設(shè)計(jì)條件、計(jì)算理論依據(jù),技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)選用,施工工藝及技術(shù);3.本省高速公路瀝青路面結(jié)構(gòu)技術(shù)主要問(wèn)題;4.推薦高速公路瀝青路面成功的結(jié)構(gòu)和總結(jié)較不合理的結(jié)構(gòu),并分別分析各自原因,對(duì)主要問(wèn)題進(jìn)行描述;5.本省高速公路瀝青路面結(jié)構(gòu)及材料的研究成果和使用情況,及今后考慮;6.對(duì)高速公路瀝青路面結(jié)構(gòu)技術(shù)的建議。第二章廣東省高速公路概況§2-1廣東省地理位置和氣候條件廣東省位于祖國(guó)最南方,本省最北部(樂(lè)昌北境)在北緯25°31′,大陸的最南端(雷州半島南端)為北緯20°10′。北回歸線橫過(guò)廣州和清遠(yuǎn)之間,大部分地區(qū)在北回歸線以南。最東為饒平縣的東澎島,位于東經(jīng)117°18′;最西為雷州市的西境,位于東經(jīng)109°45′。本省的地勢(shì)北高南低,雖無(wú)高山大嶺。但地形相當(dāng)復(fù)雜,山脈縱橫交錯(cuò),山地和丘陵廣布,此外還有不少臺(tái)地,真正的平原不多,僅珠江三角州和潮汕平原二處較大。由于本省緯度較底,太陽(yáng)入射角度較大,輻射強(qiáng),故年平均氣溫比全國(guó)其它地區(qū)高。省內(nèi)年平均氣溫西北部在19℃左右,全省大部分地區(qū)在21℃~22℃,極端最高溫度為40.3℃,最低溫度為-2℃。本省為典型的潮濕多雨地區(qū),由于受地理位置和地形的影響,出現(xiàn)三個(gè)突出的多雨中心,即以汕尾為中心的粵東多雨地區(qū),以清遠(yuǎn)及河源為中心的粵北多雨地區(qū),以陽(yáng)江為中心的粵西沿海多雨地區(qū),這些地區(qū)年累計(jì)降雨量都在2000mm以上。除此之外,其它地區(qū)年降雨量都在1000~2000mm左右。§2-2全省高速公路概況自1989年廣東省第一條高速公路(廣佛高速公路)通車以來(lái),惠深、廣花、廣深等高速公路相繼建成,隨后陸續(xù)建成深汕、佛開(kāi)、機(jī)荷、花清、廣珠東線、茂湛、汕汾、惠河一期、普惠、西部沿海等高速公路,至2001年底,全省高速公路通車?yán)锍桃殉^(guò)1000km,位居全國(guó)前列,目前正在修建的高速公路有:京珠高速公路廣東段、廣惠、惠河二期、中江、廣珠西等?!?-3全省高速公路瀝青路面結(jié)構(gòu)技術(shù)發(fā)展概況在已建高速公路中,面層類型和材料多種多樣,瀝青面層的厚度和總厚度都有明顯差別,例如瀝青面層厚度薄者僅7cm(廣花高速公路),厚者為32cm(廣深高速公路),總厚度薄者為57cm,厚者達(dá)110cm。第三章廣東省高速公路瀝青路面結(jié)構(gòu)使用情況調(diào)查§3-1調(diào)查路段的選定根據(jù)廣東省高速公路瀝青路面建設(shè)和使用情況,主要選擇能地域覆蓋整個(gè)廣東省,地質(zhì)、水文、自然氣候條件基本能夠代表廣東省實(shí)際情況,設(shè)計(jì)交通量、通車年限范圍廣的有代表性高速公路。通過(guò)對(duì)比篩選,選擇廣佛、廣深、佛開(kāi)、深汕西、機(jī)荷、花清等六條高速公路作為重點(diǎn)調(diào)查的高速公路?!?-2重點(diǎn)調(diào)查的高速公路情況1、廣佛高速公路(1)路面基本情況廣佛高速公路是廣湛高速公路的第一期工程,由廣東省自行設(shè)計(jì)和施工的首條高速公路,主線長(zhǎng)15.7km,瀝青路面長(zhǎng)13.85km,起訖樁號(hào)K0+363~K14+492,設(shè)計(jì)車速120km/h,設(shè)計(jì)為四車道,全封閉立交,路基寬度26m。路面結(jié)構(gòu)為:4cm瀝青砼上面層+5cm瀝青砼下面層+6cm瀝青碎石+25cm6%水泥石屑上基層+28cm4%水泥穩(wěn)定土(石粉砂礫)底基層,總厚度68cm。設(shè)計(jì)允許彎沉0.37mm,1989年路面設(shè)計(jì)基本情況詳見(jiàn)表3-1。該路于1989年8月8日建成通車。1989年廣佛高速公路路面設(shè)計(jì)基本情況表表3-1結(jié)構(gòu)層名稱抗壓模量(MPa)抗彎拉模量(MPa)抗彎拉強(qiáng)度(MPa)回彈彎沉(mm)設(shè)計(jì)強(qiáng)度(MPa)4cm中粒式瀝青砼110015001.50.375cm粗粒式瀝青砼100012001.56cm瀝青碎石700100025cm6%水泥石屑60028000.62.528cm4%水泥穩(wěn)定土40022000.51.5施工時(shí)基層、底基層壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)為96%,瀝青面層壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)為95%,路面竣工回彈彎沉在0.125~0.29mm之間。由于該路所經(jīng)路段地質(zhì)復(fù)雜,軟基路段長(zhǎng)達(dá)5km,對(duì)軟土固結(jié)未達(dá)到設(shè)計(jì)要求的區(qū)段,在路面鋪筑前進(jìn)行了預(yù)壓處理,以達(dá)到該路使用后不因過(guò)大沉降而造成路基變形損壞路面,但由于工期緊預(yù)壓時(shí)間過(guò)短,尤其有幾處橋頭路堤較高及固結(jié)沉降時(shí)間較短,工后沉降最大達(dá)29.4cm,已超過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算的工后沉降值。該路經(jīng)過(guò)幾年行車以及軟基路段工后沉降,造成路線縱坡與原設(shè)計(jì)有較大變化,因此,于1993年進(jìn)行4cmSMA+調(diào)平層的瀝青罩面。經(jīng)縱坡調(diào)整后,其中縱向最大需填23cm,最大銑刨6cm;橫向最大需填9cm,最大銑刨4.3cm,當(dāng)下設(shè)調(diào)平層厚度≤7cm時(shí)采用密級(jí)配中粒式瀝青混凝土AC-20Ⅰ;當(dāng)下設(shè)調(diào)平層厚度>7cm時(shí),采用粗粒式瀝青混凝土AC-30Ⅱ。該路于1999年進(jìn)行了拓寬,K0+636~K7+500為八車道,路基寬度41.5m;K7+500~K14+492為六車道,路基寬度33.5m。路面結(jié)構(gòu)為:4cm中粒式瀝青混凝土AK-16+6cm粗粒式瀝青混凝土AC-30Ⅱ+6cm瀝青碎石AM-35+20cm6%水泥穩(wěn)定碎石+20cm5%水泥穩(wěn)定石屑+20cm4%水泥穩(wěn)定石屑土(砂)+砂性路基土,總厚度76cm。計(jì)算彎沉值為0.27mm。1999年擴(kuò)建路面設(shè)計(jì)基本情況詳見(jiàn)表3-2。1999年廣佛高速公路擴(kuò)建路面設(shè)計(jì)基本情況表表3-2結(jié)構(gòu)層名稱抗壓模量(MPa)抗彎拉模量(MPa)抗彎拉強(qiáng)度(MPa)回彈彎沉(mm)設(shè)計(jì)強(qiáng)度(MPa)4cm中粒式瀝青砼AK-16130018001.50.2716cm粗粒式瀝青砼AC-30Ⅱ110012001.00.2876cm瀝青碎石AM-359000.33620cm6%水泥穩(wěn)定碎石70028000.60.3993.020cm5%水泥穩(wěn)定石屑45015000.51.1092.520cm4%水泥穩(wěn)定土砂30010000.42.4651.5砂性路基土353.712該路日常養(yǎng)護(hù)主要病害為坑槽、裂縫,日常全部養(yǎng)護(hù)資金為14.6萬(wàn)元/公里·年。(2)路面檢測(cè)情況結(jié)合以前的課題情況,本高速公路中進(jìn)行了局部路段的跟蹤觀測(cè),觀測(cè)結(jié)果匯總列于表3-3中。廣佛高速公路局部路段跟蹤觀測(cè)結(jié)果表3-3調(diào)查路段平整度(mm)車轍深度(mm)抗滑系數(shù)(BPN)代表彎沉(mm)破損率(%)調(diào)查日期K6+300~K6+8006.882155.230.05.6199735.317.5199819.62001K13+200~K13+7203.421454.728.82.7199730.512.1199853.021.02001全線20.81991全線右幅41.019.1199834.623.02001全線左幅37.021.6199831.122.620012、廣深高速公路(1)路面基本情況廣深高速公路是廣深珠高速公路的一部分,主線總長(zhǎng)122.8km,瀝青路面長(zhǎng)116.8km,起訖樁號(hào)K6+000~K122+800,設(shè)計(jì)車速120km/h,全封閉、全立交,主線設(shè)計(jì)為六車道,路基寬度33m。路面結(jié)構(gòu)為:4cm中粒式瀝青混凝土AC-16Ⅱ+8cm粗粒式瀝青混凝土AC-25Ⅰ+10cm粗粒式瀝青混凝土AC-30Ⅱ+10cm瀝青碎石AM-30+23cm4%水泥穩(wěn)定碎石+23cm級(jí)配碎石+22cm(中及快車道)~32cm(慢車道)未篩分碎石,總厚度100~110cm。設(shè)計(jì)允許彎沉0.27mm,設(shè)計(jì)彎沉0.219mm,路面設(shè)計(jì)基本情況詳見(jiàn)表3-4。該路于1993年12月建成通車。廣深高速公路路面設(shè)計(jì)基本情況表表3-4結(jié)構(gòu)層名稱抗壓模量(MPa)抗彎拉模量(MPa)抗彎拉強(qiáng)度(MPa)回彈彎沉(mm)設(shè)計(jì)強(qiáng)度(MPa)4cmAC-16Ⅱ110015001.50.2198cmAC-25Ⅰ110015001.510cmAC-30Ⅱ90012001.010cmAM-3070023cm4%水泥碎石55028000.62.523cm級(jí)配碎石15022~32cm未篩分碎石120路基30~35施工時(shí)路基壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)為97%,基層、底基層及墊層壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)分別為98%、96%、96%,瀝青面層壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)為96%,路面竣工回彈彎沉在0.12mm。瀝青面層集料壓碎值不大于20%,基層、底基層集料壓碎值不大于26%,墊層要求碎石粒徑最大不超過(guò)60mm,碎石中扁長(zhǎng)、長(zhǎng)條顆粒的總含量不超過(guò)20%,集料壓碎值不大于26%?;鶎铀嗖捎?%不低于325號(hào)普通硅酸鹽水泥。廣深高速公路瀝青路面施工情況如表3-5。廣深高速公路瀝青路面施工情況表表3-5層位瀝青品種竣工壓實(shí)度竣工彎沉材料狀況鉆孔馬歇爾指標(biāo)空隙率油石比磨耗層AH-50960.12優(yōu)質(zhì)基性玄武巖6.165.0上面層AH-70960.19優(yōu)質(zhì)花崗巖或花崗片麻巖3.75.1中面層AH-70960.26優(yōu)質(zhì)花崗巖或花崗片麻巖3.64.6下面層AH-70960.31優(yōu)質(zhì)花崗巖或花崗片麻巖8.04.0透、粘、封層乳化瀝青基層980.56未風(fēng)化花崗巖或花崗片麻巖底基層960.94未風(fēng)化花崗巖或花崗片麻巖墊層961.84各種堅(jiān)硬巖石土基97含砂高液限粉土該路通車已9年,沒(méi)有發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)性破壞現(xiàn)象,其日常養(yǎng)護(hù)主要病害為坑槽、麻面、裂縫,日常全部養(yǎng)護(hù)資金為8.1萬(wàn)元/公里·年。(2)路面檢測(cè)情況結(jié)合以前的課題情況,該路在過(guò)去進(jìn)行了局部路段的跟蹤觀測(cè),現(xiàn)將觀測(cè)結(jié)果匯總列于表3-6中。廣深高速公路局部路段跟蹤觀測(cè)結(jié)果表3-6調(diào)查路段平整度(mm)車轍深度(mm)抗滑系數(shù)(BPN)代表彎沉(mm)破損率(%)調(diào)查日期全線0.1219937.80.222001K14+900~K15+5000.8210.050.10.23019971.318.530.30.161.119991.6610.744.20.161.620001.478.842.60.160.442001K67+600~K68+1001.8210.650.30.181.319992.5512.143.50.212.120002.657.543.90.232.020013、佛開(kāi)高速公路(1)路面基本情況佛開(kāi)高速公路是同江至三亞國(guó)道主干線的組成部分,起點(diǎn)位于佛山市謝邊鎮(zhèn)與廣佛高速公路的終點(diǎn)相接,終點(diǎn)在開(kāi)平市水口鎮(zhèn)與325國(guó)道相連,全長(zhǎng)80km,其中瀝青路面長(zhǎng)18.5km,起訖樁號(hào)K10+000~K28+500,設(shè)計(jì)為四車道,途經(jīng)南海、順德、鶴山等市。佛開(kāi)高速公路按平原微丘區(qū)高速公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),全封閉、全立交,設(shè)計(jì)車速為120km/h,路基寬度26m,路面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載:BZZ-100。路面結(jié)構(gòu)為:3cm抗滑表層AK-13B+7cm中粒式瀝青砼AC-16Ⅰ+8cm瀝青碎石AM-25+25cm6%水泥穩(wěn)定石屑基層+23~28cm級(jí)配碎石底基層,總厚度66~71cm。設(shè)計(jì)彎沉0.36mm,允許彎沉0.375mm,瀝青路面設(shè)計(jì)基本情況詳見(jiàn)表3-7。該路于1996年12月8日建成通車。佛開(kāi)高速公路瀝青路面設(shè)計(jì)基本情況表表3-7結(jié)構(gòu)層名稱抗壓模量(MPa)抗彎拉模量(MPa)抗彎拉強(qiáng)度(MPa)回彈彎沉(mm)設(shè)計(jì)強(qiáng)度(MPa)3cmAK-13B0.367cmAC-16Ⅰ110015001.58cmAM-2580025cm6%水泥石屑50028000.70.67323~28cm級(jí)配碎石2001.84路基30~352.46施工時(shí)路基壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)為95%,基層、底基層壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)分別為98%、96%,瀝青面層壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)為96%。瀝青面層集料壓碎值不大于30%,佛開(kāi)高速公路瀝青路面施工情況如表3-8。佛開(kāi)高速公路瀝青路面施工情況表表3-8層位瀝青品種竣工壓實(shí)度竣工彎沉材料狀況鉆孔馬歇爾指標(biāo)空隙率油石比磨耗層AH-706.25.23上面層AH-703.35.15下面層AH-707.64.5基層98底基層96土基95路筑石渣該路瀝青路面日常養(yǎng)護(hù)主要病害為坑槽、翻漿、裂縫,日常全部養(yǎng)護(hù)資金為4.2萬(wàn)元/公里·年。(2)路面檢測(cè)情況結(jié)合以前的課題情況,該路在過(guò)去進(jìn)行了局部路段的跟蹤觀測(cè),現(xiàn)將觀測(cè)結(jié)果匯總列于表3-9中。佛開(kāi)高速公路局部路段跟蹤觀測(cè)結(jié)果表3-9調(diào)查路段平整度(mm)車轍深度(mm)抗滑系數(shù)(BPN)代表彎沉(mm)破損率(%)調(diào)查日期K13+000~K13+9001.667.560.50.200.719991.809.840.30.251.09200047.00.256.620014、深汕高速公路西段(1)路面基本情況深汕高速公路西段西起深圳市龍崗區(qū),經(jīng)惠陽(yáng)市、惠東縣、海豐縣、汕尾城區(qū),至陸豐市潭西鎮(zhèn)與深汕高速公路東段相接,全長(zhǎng)146.5km,瀝青路面總長(zhǎng)84.55m,起訖樁號(hào)分別為K0+000~K24+000、K84+900~K110+450、K111+500~K146+500,設(shè)計(jì)為四車道,全封閉、全立交,設(shè)計(jì)車速為100km/h,路基寬度24.5m。路面結(jié)構(gòu)為:3cm抗滑表層AK-13B+5cm中粒式瀝青混凝土LH-20Ⅰ+6cm粗粒式瀝青混凝土LH-30Ⅱ+28cm5%水泥穩(wěn)定碎石+28~38cm級(jí)配碎石,總厚度70~80cm。設(shè)計(jì)彎沉為0.36mm,瀝青路面設(shè)計(jì)基本情況詳見(jiàn)表3-10。該路于1996年12月28日建成通車。深汕高速公路西段瀝青路面設(shè)計(jì)基本情況表表3-10結(jié)構(gòu)層名稱抗壓模量(MPa)抗彎拉模量(MPa)抗彎拉強(qiáng)度(MPa)回彈彎沉(mm)設(shè)計(jì)強(qiáng)度(MPa)3cmAK-13B0.365cmLH-20Ⅰ120015001.56cmLH-30Ⅱ100028cm5%水泥碎石60028000.60.51328~38cm級(jí)配碎石2001.25路基30~35施工時(shí)碎石壓碎值小于26%,細(xì)長(zhǎng)及扁平顆粒含量小于20%,基層水泥采用425號(hào)普通硅酸鹽水泥,深汕高速公路西段瀝青路面施工情況如表3-11。深汕高速公路西段瀝青路面施工情況表表3-11層位瀝青品種竣工壓實(shí)度竣工彎沉材料狀況鉆孔馬歇爾指標(biāo)空隙率油石比磨耗層AH-70975.55上面層AH-70965.82下面層AH-70964.71基層98底基層96土基95粘性土該路瀝青路面日常養(yǎng)護(hù)主要病害為坑槽、裂縫、翻漿,日常全部養(yǎng)護(hù)資金為8.0萬(wàn)元/公里·年。(2)路面檢測(cè)情況結(jié)合以前的課題情況,該路在過(guò)去進(jìn)行了局部路段的跟蹤觀測(cè),現(xiàn)將觀測(cè)結(jié)果匯總列于表3-12中。深汕高速公路西段局部路段跟蹤觀測(cè)結(jié)果表3-12調(diào)查路段平整度(mm)車轍深度(mm)抗滑系數(shù)(BPN)代表彎沉(mm)破損率(%)調(diào)查日期K94+000~K93+0001.465.845.80.430.119991.618.334.10.580.220002.279.137.60.714.820015、機(jī)荷高速公路(1)路面基本情況機(jī)荷高速公路西起深圳市寶安機(jī)場(chǎng),東至龍崗荷坳與惠深(鹽田)高速公路相接,全長(zhǎng)43.1km,分為東西兩段:東段23.31km、西段19.79km,起訖樁號(hào)分別為K0+000~K23+310、K23+310~K43+100,設(shè)計(jì)為六車道,全封閉、全立交,設(shè)計(jì)車速為100km/h,路基寬度32m。路面設(shè)計(jì)荷載:BZZ-100,路面結(jié)構(gòu)為:4cm抗滑表層AK-16A+5cm中粒式瀝青混凝土AC-20Ⅰ+6cm粗粒式瀝青混凝土AC-25Ⅱ+20cm5%水泥穩(wěn)定碎石+20cm3%水泥穩(wěn)定碎石+10~14cm級(jí)配碎石,總厚度65~69cm。設(shè)計(jì)彎沉0.25mm,允許彎沉0.37mm,路面設(shè)計(jì)基本情況詳見(jiàn)表3-13。該路東段于1997年10月建成通車,西段于1999年5月建成通車。機(jī)荷高速公路路面設(shè)計(jì)基本情況表表3-13結(jié)構(gòu)層名稱20℃抗壓模量(MPa)15℃抗壓模量(MPa)抗彎拉強(qiáng)度(MPa)回彈彎沉(mm)設(shè)計(jì)強(qiáng)度(MPa)4cmAK-16A150020001.50.255cmAC-20Ⅰ130018001.16cmAC-25Ⅱ110014000.920cm5%水泥碎石130013000.6320cm3%水泥碎石120012000.51.510~14cm級(jí)配碎石300300路基35~40施工時(shí)瀝青面層碎石壓碎值小于20%,基層、底基層及墊層碎石壓碎值小于30%,基層水泥采用325號(hào)普通硅酸鹽水泥,機(jī)荷高速公路瀝青路面施工情況如表3-14。機(jī)荷高速公路瀝青路面施工情況表表3-14層位瀝青品種竣工壓實(shí)度竣工彎沉材料狀況鉆孔馬歇爾指標(biāo)空隙率油石比磨耗層AH-7096.90.20~0.273.7~7.34.5上面層AH-7096.14.04.8下面層AH-7096.04.1~7.93.9透、粘層PC-2、PC-3乳化瀝青基層98.7底基層96.8土基95含礫中液限粘土該路路面日常養(yǎng)護(hù)主要病害為坑槽、裂縫、路基下沉導(dǎo)致的路面下沉,日常全部養(yǎng)護(hù)資金為1.5萬(wàn)元/公里·年。(2)路面檢測(cè)情況結(jié)合以前的課題情況,該路在過(guò)去進(jìn)行了局部路段的跟蹤觀測(cè),現(xiàn)將觀測(cè)結(jié)果匯總列于表3-15中。機(jī)荷高速公路局部路段跟蹤觀測(cè)結(jié)果表3-15調(diào)查路段平整度(mm)車轍深度(mm)抗滑系數(shù)(BPN)代表彎沉(mm)破損率(%)調(diào)查日期K3+000~K4+0000.915.447.10.160.72001K4+000~K3+0000.835.449.10.150.320016、花清高速公路(1)路面基本情況花清高速公路是廣清高速公路中的花都新華至清遠(yuǎn)銀盞段,是107國(guó)道的一部分,工程全長(zhǎng)23.11km,起訖樁號(hào)K23+050~K46+160全線按重丘區(qū)、雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)修建,路基寬24.5m,全封閉、全立交,設(shè)計(jì)車速110km/h。路面結(jié)構(gòu)為:4cmSMA-16+5cmAC-20Ⅰ+6cmAC-25Ⅱ+36cm6%水泥穩(wěn)定碎石基層+18cm4%水泥穩(wěn)定石屑底基層,總厚度69cm。設(shè)計(jì)彎沉0.21mm,瀝青路面設(shè)計(jì)基本情況詳見(jiàn)表3-16。該路于1999年10月建成通車?;ㄇ甯咚俟窞r青路面設(shè)計(jì)基本情況表表3-16結(jié)構(gòu)層名稱20℃抗壓模量(MPa)15℃抗壓模量(MPa)抗彎拉強(qiáng)度(MPa)回彈彎沉(mm)設(shè)計(jì)強(qiáng)度(MPa)4cmSMA-16120015001.50.215cmAC-20Ⅰ120015001.16cmAC-25Ⅱ100012000.836cm6%水泥碎石150015000.6418cm4%水泥石屑120012000.52路基30~35施工時(shí)瀝青面層碎石壓碎值小于25%,針片狀顆粒含量小于15%,壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)95%,基層、底基層及墊層碎石壓碎值小于30%,基層水泥采用425號(hào)普通硅酸鹽水泥,花清高速公路瀝青路面施工情況如表3-17。花清高速公路瀝青路面施工情況表表3-17層位瀝青品種竣工壓實(shí)度竣工彎沉材料狀況鉆孔馬歇爾指標(biāo)空隙率油石比磨耗層AH-7098.30.195.5%PE改性瀝青花崗巖集料3.76.2上面層AH-70花崗巖集料下面層AH-70花崗巖集料基層花崗巖集料底基層花崗巖集料土基95粘性土該路路面日常養(yǎng)護(hù)主要病害為坑槽、裂縫、基層破壞,日常全部養(yǎng)護(hù)資金為4.0萬(wàn)元/公里·年。(2)路面檢測(cè)情況結(jié)合以前的課題情況,該路在過(guò)去進(jìn)行了局部路段的跟蹤觀測(cè),現(xiàn)將觀測(cè)結(jié)果匯總列于表3-18中?;ㄇ甯咚俟肪植柯范胃櫽^測(cè)結(jié)果表3-18調(diào)查路段平整度(mm)車轍深度(mm)抗滑系數(shù)(BPN)代表彎沉(mm)破損率(%)調(diào)查日期K42+000~K43+0600.620.1919990.783.144.80.240.00220000.973.647.90.291.22001K31+300~K30+3000.840.1219991.032.844.70.150.0220001.283.936.90.162.12001重點(diǎn)調(diào)查路段基本情況匯總?cè)绫?-19所示。調(diào)查路段基本情況匯總表表3-19路線名稱路線樁號(hào)路線長(zhǎng)度(km)路面結(jié)構(gòu)類型設(shè)計(jì)交通量(當(dāng)量軸次)設(shè)計(jì)年限土質(zhì)情況面層聯(lián)結(jié)層基層及底基層廣佛K0+636~K14+49213.856(原路面)4cmSMA-16磨耗層4cm瀝青砼上面層5cm瀝青砼下面層6cm瀝青碎石25cm6%水泥石屑上基層28cm4%水泥土(石粉砂礫)底基層10.3×10615含礫低液限粘土K0+636~K14+49213.856(擴(kuò)寬路面)4cmAK-166cmAC-30Ⅱ6cmAM-3520cm6%水泥碎石上基層20cm5%水泥石屑中基層20cm4%水泥土底基層15砂性土廣深K6+000~K122+800116.84cmAC-16Ⅱ磨耗層8cmAC-25Ⅰ上面層10cmAC-30Ⅱ下面層10cmAM-3023cm4%水泥碎石基層23cm級(jí)配碎石底基層22~32cm未篩分碎石墊層12.2×10620含砂高液限粉土佛開(kāi)K10+000~K28+50018.53cm瀝青砼AK-13B7cm瀝青砼AC-16Ⅰ8cmAM-2525cm6%水泥穩(wěn)定石屑基層23~28cm級(jí)配碎石底基層9.6×10615亞粘土深汕K0+000~K24+000K84+900~K110+450K111+500~K146+50084.553cm瀝青砼AK-13B5cm瀝青砼AC-20Ⅰ6cm瀝青砼AC-25Ⅱ28cm5%水泥穩(wěn)定碎石基層28~38cm級(jí)配砂礫底基層8.5×10615粘性土機(jī)荷K0+000~K43+10043.14cm瀝青砼AK-16A5cm瀝青砼AC-20Ⅰ6cm瀝青砼AC-25Ⅱ20cm5%水泥碎石上基層20cm3%水泥碎石下基層10~14cm級(jí)配碎石墊層9.3×10615含礫中液限粘土花清K23+050~K46+16023.14cmSMA165cmAC20-Ⅰ6cmAC25-Ⅱ36cm6%水泥穩(wěn)定碎石基層18cm4%水泥石屑底基層19.0×10615粘性土§3-3高速公路瀝青路面結(jié)構(gòu)調(diào)查結(jié)果分析1、廣佛高速公路廣佛高速公路是廣東省自行設(shè)計(jì)、施工的第一條高速公路,當(dāng)時(shí)在設(shè)計(jì)、施工方面經(jīng)驗(yàn)不足,施工工藝、施工機(jī)械較為落后,再加上廣佛沿途存在大量軟土地基,通車后交通量特大,超載嚴(yán)重等原因,造成目前該路路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度明顯不足,出現(xiàn)大面積的網(wǎng)裂,路況很差。該路經(jīng)1993年罩面后,路面局部出現(xiàn)坑槽、松散等病害破壞,但經(jīng)處理后的數(shù)年內(nèi)路況基本保持良好?,F(xiàn)時(shí)瀝青路面主要病害坑槽、平整度不足。因此,小修小補(bǔ)對(duì)其已不起作用,必須進(jìn)行徹底整治處理。2、廣深高速公路廣深高速公路最厚處達(dá)110cm(慢車道),從調(diào)查結(jié)果來(lái)看,其強(qiáng)度是足夠的,沒(méi)有結(jié)構(gòu)性破壞現(xiàn)象,主要病害是坑槽和表面層剝落,這主要是面層較厚加上混合料設(shè)計(jì)不合理所致。目前廣深路需重新罩面。3、佛開(kāi)高速公路該路使用中路面出現(xiàn)翻漿、坑槽、裂縫及車轍,平整度不足,其余未發(fā)現(xiàn)其他病害發(fā)生。4、深汕高速公路西段該路目前路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足,K0+000~K24+000路段因?yàn)榻煌枯^大,其出現(xiàn)較嚴(yán)重的病害,主車道的修補(bǔ)率較高和平整度較差;而K84+900~K110+450、K111+500~K146+500路段因?yàn)榻煌ㄝ^小,出現(xiàn)的病害不是很嚴(yán)重,但路況未如理想。5、機(jī)荷高速公路該路使用中路基填挖交界處出現(xiàn)裂縫,漏油污面產(chǎn)生坑槽,路面本身未出現(xiàn)病害。機(jī)荷高速公路東段因橋頭和局部路基下沉進(jìn)行過(guò)罩面外未進(jìn)行過(guò)修補(bǔ)。6、花清高速公路花清高速公路在幾條調(diào)查路段中是路況較好的,不管是平整度指標(biāo)還是抗滑性能指標(biāo)都較理想,首先是因?yàn)榛ㄇ迓凡捎肧MA表面層,使路面具有良好的抗滑性能,其次花清路施工機(jī)械、施工工藝控制嚴(yán)格,保證了工程質(zhì)量,再加上通車時(shí)間僅為兩年多。該路使用中K38~K41路面基層出現(xiàn)破碎,K44~K45處出現(xiàn)下沉、裂縫,以及K30~K33處出現(xiàn)較大面積的水破壞、坑槽。§3-4廣東省高速公路瀝青路面建設(shè)和使用中存在的問(wèn)題1、計(jì)算空隙率偏大,導(dǎo)致瀝青混合料最佳油石比偏高在進(jìn)行瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)時(shí),我們發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)計(jì)算出的瀝青混合料最佳油石比OAC偏大。瀝青用量增大可能會(huì)引起泛油,因此應(yīng)將瀝青用量控制在一個(gè)范圍之內(nèi)。經(jīng)過(guò)對(duì)有關(guān)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn),造成最佳油石比超標(biāo)的原因在于試驗(yàn)計(jì)算出的空隙率指標(biāo)太大。為此必須設(shè)法降低空隙率。我們知道,在不更換材料情況下,通過(guò)提高瀝青混合料用油量及在設(shè)計(jì)級(jí)配范圍內(nèi)增加礦粉填料的含量可降低空隙率。據(jù)此,把礦粉用量提高后重新進(jìn)行試驗(yàn),但算出的空隙率還是偏高,據(jù)此確定的最佳油石比依然偏高。既然上述辦法對(duì)降低空隙率作用不理想,會(huì)不會(huì)是參照普通砼的計(jì)算方法來(lái)計(jì)算瀝青混合料的空隙率存在問(wèn)題?空隙率的大小與試件的視密度或毛體積密度和理論最大密度有關(guān)。而密度大小與測(cè)定方法有關(guān),當(dāng)理論最大密度采用計(jì)算值時(shí),與集料毛體積相對(duì)密度測(cè)定準(zhǔn)確程度有很大的關(guān)系。經(jīng)過(guò)上述因素的分析,找到了問(wèn)題所在,按設(shè)計(jì)出的配合比拌制的混合料各項(xiàng)測(cè)試指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求。2、礦料間隙率偏小,導(dǎo)致空隙率達(dá)不到要求進(jìn)行瀝青混合料配合比試驗(yàn)時(shí),常遇到礦料間隙率VMA達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的最小值,導(dǎo)致空隙率偏小的情況??障堵势?huì)導(dǎo)致混合料中富余瀝青上浮形成泛油。我們知道,VMA的大小取決于粗集料用量(大于4.75mm的骨料),以及填充粗集料的細(xì)集料及膠脂部分的用量。經(jīng)過(guò)對(duì)比有關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),通過(guò)增加粗集料用量或減少礦粉用量都能使VMA得以增大,但增加粗集料用量比較明顯。另外,通常使VMA偏小的因素多是集料壓碎值偏高引起的。3、如何平衡瀝青混合料空隙率和瀝青用量的關(guān)系瀝青混合料的空隙率和瀝青用量是一對(duì)相互制約相互扶持的矛盾,亦即是抗滑性能與密實(shí)耐久的矛盾。在密實(shí)耐久的前提下提高瀝青路面的抗滑性能是高速公路瀝青路面需要解決的問(wèn)題。瀝青上面層選用Ⅱ型抗滑性能好,但會(huì)由于滲水造成路面水損害;選用Ⅰ型雖然可以避免水損害,但抗滑性能不能滿足要求。根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn),選用Ⅰ型瀝青混合料作為瀝青上面層時(shí)應(yīng)使施工級(jí)配符合設(shè)計(jì)級(jí)配范圍的中線與下線之間的中線,選用Ⅱ型時(shí)應(yīng)使施工級(jí)配符合設(shè)計(jì)級(jí)配范圍的上線與中線之間的中線,可以找到兩者矛盾的平衡點(diǎn)。而在瀝青路面施工中應(yīng)注重瀝青混合料的壓實(shí)度,壓實(shí)不足會(huì)導(dǎo)致瀝青混合料的空隙率增大,從而造成路面透水。高速公路所需要的是瀝青路面穩(wěn)定的構(gòu)造深度,壓實(shí)度不足形成虛假的構(gòu)造深度,會(huì)很快衰減掉。因此,緊密骨架密實(shí)型級(jí)配成功的關(guān)鍵因素在于壓實(shí)度,也即關(guān)鍵指標(biāo)是空隙率。瀝青混合料采用馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果決定最佳瀝青用量存在局限性,也在多年的使用中發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題,尤其因?yàn)槠渲笜?biāo)空隙率為最不容易準(zhǔn)確測(cè)定的指標(biāo),也暫時(shí)沒(méi)有更好的測(cè)定辦法,故其最佳瀝青用量的選擇有較大的隨意性??偨Y(jié)廣東省10多年瀝青路面的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),廣東省常用的下面層AC-25Ⅰ的最佳油石比一般為4.4~4.6%;中面層AC-20Ⅰ的最佳油石比一般為4.5~4.8%;上面層AK-13B、AK-16、SMA-13的最佳油石比一般分別為4.8~5.1%、4.8~5.1%、5.9~6.3%。4、高溫穩(wěn)定性問(wèn)題廣東地處高溫、多雨地區(qū),高溫穩(wěn)定性問(wèn)題是一個(gè)比較突出的問(wèn)題。盡管高速公路在高溫、重載、初期大交通量的渠化作用下不可避免地出現(xiàn)車轍問(wèn)題,但怎樣把車轍的影響降低到不影響高速公路的正常行車是道路科研人員必須面臨的科研課題。雖然廣東省在這方面做了大量工作,但仍未盡如人意。在注重高溫抗車轍問(wèn)題的同時(shí),也應(yīng)注重瀝青路面的溫度裂縫問(wèn)題。在廣東地區(qū)雖無(wú)低溫抗裂問(wèn)題,但亦應(yīng)解決溫度驟降產(chǎn)生的溫度裂縫。5、瀝青路面疲勞裂縫與收縮裂縫問(wèn)題由于瀝青路面基本上采用半剛性基層,而半剛性基層固有的特性必然會(huì)產(chǎn)生收縮裂縫形成瀝青路面反射裂縫,公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范中采用柔性基層和半柔性層來(lái)消除瀝青路面反射裂縫,但需要采取措施來(lái)避免疲勞裂縫。要解決上述問(wèn)題,應(yīng)在半剛性基層和瀝青面層中材料組成結(jié)構(gòu)的最優(yōu)組合,組成緊密嵌擠骨架——密實(shí)的組成結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。6、瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與使用性能、材料設(shè)計(jì)的統(tǒng)一高速公路瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最終目的是為道路提供良好的使用性能,而其實(shí)施依靠良好的材料來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此,在瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中考慮在材料的支持下如何實(shí)現(xiàn)道路的使用性能,實(shí)現(xiàn)三者的有機(jī)統(tǒng)一,是現(xiàn)今道路科研工作者應(yīng)研究的課題。7、實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn),鋪筑的瀝青路面常出現(xiàn)透水、坑槽等早期病害通常是由于瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)時(shí)未考慮集料密度偏低,所定油石比較低,導(dǎo)致單位體積混合料的用油量偏低,再加上施工中瀝青混合料的離析作用和壓實(shí)度偏底,廣東高溫、多雨,易在路面中形成坑槽,出現(xiàn)透水現(xiàn)象,因此在瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)中確定油石比時(shí),應(yīng)綜合考慮,將集料密度作為一個(gè)重要因素考慮在內(nèi)。從所調(diào)查的高速公路看,所有高速公路的日常維護(hù)病害都以坑槽為主,因此,如何在建設(shè)和使用中解決瀝青路面的水破壞問(wèn)題是一個(gè)很值得研究的課題。8、養(yǎng)護(hù)問(wèn)題當(dāng)前路面養(yǎng)護(hù)機(jī)械化水平不高、養(yǎng)護(hù)材料未能達(dá)到養(yǎng)護(hù)要求以及對(duì)養(yǎng)護(hù)的研究工作力度不夠。因此,要加強(qiáng)路面養(yǎng)護(hù)工作,開(kāi)發(fā)新的道路養(yǎng)護(hù)材料,提高養(yǎng)護(hù)隊(duì)伍素質(zhì)和機(jī)械化水平,提高養(yǎng)護(hù)質(zhì)量,以避免修補(bǔ)后路面出現(xiàn)其他病害。另外,應(yīng)加強(qiáng)病害發(fā)生前期的維修養(yǎng)護(hù)工作,以避免病害加大加重。第四章廣東省高速公路瀝青路面結(jié)構(gòu)§4-1廣東省高速公路瀝青路面結(jié)構(gòu)研究成果1、瀝青路面結(jié)構(gòu)可靠性研究廣東省交通廳“八·五”科研項(xiàng)目,也為交通部“八·五”科技攻關(guān)同樣科研項(xiàng)目的配合科研項(xiàng)目(廣東區(qū)分題),于1998年通過(guò)鑒定。項(xiàng)目通過(guò)對(duì)廣深、廣花高速公路瀝青路面施工過(guò)程的跟蹤觀測(cè)及深南大道質(zhì)量檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集,統(tǒng)計(jì)分析提出廣東地區(qū)高等級(jí)公路瀝青路面施工質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)、材料物理力學(xué)指標(biāo)、路面結(jié)構(gòu)參數(shù)等數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)特征值;研究了半剛性材料的疲勞特性;提出了結(jié)構(gòu)可靠度計(jì)算方法,研究了以可靠度理論為基礎(chǔ)的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。項(xiàng)目在對(duì)收集到的近10萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上,對(duì)蒙特卡羅抽樣方法進(jìn)行了研究,首次提出蒙特卡羅法最小抽樣次數(shù)的確定公式;驗(yàn)證現(xiàn)行規(guī)范給出的抗彎拉強(qiáng)度計(jì)算公式在廣東地區(qū)使用的不合理性,并對(duì)該公式進(jìn)行了修正;針對(duì)現(xiàn)有幾種可靠度計(jì)算方法存在這樣或那樣不足的情況,提出采用JC法計(jì)算路面結(jié)構(gòu)可靠度,并開(kāi)發(fā)了計(jì)算機(jī)軟件;提出適合廣東省采用的結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)可靠度分析參數(shù);提出了供路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用的目標(biāo)可靠度推薦值。項(xiàng)目研究成果為瀝青路面由定值型設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)楦怕市驮O(shè)計(jì)打下了數(shù)據(jù)理論基礎(chǔ),為規(guī)范修訂提供了廣東地區(qū)數(shù)據(jù),已在京珠高速公路粵境段路面結(jié)構(gòu)方案論證及其它高速公路路面結(jié)構(gòu)審定時(shí)作為重要依據(jù)采用,被設(shè)計(jì)單位作為重要設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采用。2、廣東省高等級(jí)公路半剛性基層瀝青路面標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的研究本項(xiàng)目為廣東省交通廳“九·五”科研項(xiàng)目,研究成果于1999年3月通過(guò)技術(shù)鑒定。項(xiàng)目首先對(duì)廣東省已建6條高等級(jí)公路瀝青路面路況進(jìn)行抽樣觀測(cè),并對(duì)廣東省有代表性的地區(qū)路基土質(zhì)進(jìn)行調(diào)查,在此基礎(chǔ)上首次采用結(jié)構(gòu)可靠性理論對(duì)路況進(jìn)行評(píng)價(jià),充分考慮到廣東省地區(qū)高溫多雨的氣候條件,提出了廣東省高等級(jí)公路半剛性基層瀝青路面標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu),并對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了可靠度評(píng)價(jià)。通過(guò)對(duì)廣東省有代表性地區(qū)路基土質(zhì)的調(diào)查和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析,對(duì)廣東省路基土強(qiáng)度進(jìn)行了分級(jí),并提出了幾個(gè)實(shí)用的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式;在對(duì)各種基層材料、瀝青混合料進(jìn)行測(cè)試的基礎(chǔ)上以及在采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)和可靠性理論的基礎(chǔ)上提出了適合廣東省采用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)力學(xué)參數(shù);對(duì)搜集的廣東歷年氣候要素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,首次提出采用濕熱系數(shù)對(duì)廣東省氣候影響進(jìn)行分區(qū),得到理想結(jié)果;提出采用可靠度理論對(duì)已建道路路面進(jìn)行可靠度評(píng)價(jià)方法;在國(guó)內(nèi)首次引用美國(guó)AASHTO推薦的目標(biāo)可靠度制定瀝青路面標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu),并采用結(jié)構(gòu)可靠性理論評(píng)價(jià)、驗(yàn)證推薦的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。課題研究成果為我國(guó)路面標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的研究開(kāi)辟了一條新思路,其中采用濕熱系數(shù)對(duì)氣候影響進(jìn)行分區(qū)方法、采用可靠性理論驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的方法達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。項(xiàng)目研究成果已在京珠高速公路粵境北段瀝青路面結(jié)構(gòu)方案論證、審核中作為重要依據(jù)引用,被廣東省公路工程建設(shè)集團(tuán)有限公司、廣東省公路規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)院等單位所在承包的路面工程項(xiàng)目審查、高等級(jí)公路瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中多次引用,也被引用到廣佛高速公路、惠深高速公路惠州段瀝青路面病害處理方案,對(duì)研究成果評(píng)價(jià)較高。3、奧地利改性瀝青在高等級(jí)公路瀝青路面中的應(yīng)用研究項(xiàng)目主要是對(duì)PE、SBS改性瀝青生產(chǎn)工藝、改性瀝青性能、改性瀝青混合料性能進(jìn)行全面的試驗(yàn)考察,通過(guò)鋪筑試驗(yàn)路檢驗(yàn)改性瀝青路用性能,為我省瀝青路面使用改性瀝青提供理論指導(dǎo)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。對(duì)奧地利改性瀝青生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)7個(gè)月的跟蹤觀測(cè),測(cè)試了不同改性劑改性瀝青路用性能,分析了改性瀝青研磨細(xì)度對(duì)改性瀝青性能的影響。課題組在高速公路路面中鋪筑了在南方濕熱地區(qū)可以選用的10種抗滑表層結(jié)構(gòu)組合試驗(yàn)路,并進(jìn)行了路面使用性能觀測(cè)。4、高聚物化學(xué)網(wǎng)構(gòu)改性瀝青技術(shù)與抗滑表層研究項(xiàng)目為廣東省交通廳“九·五”科研項(xiàng)目。該項(xiàng)目于2001年通過(guò)鑒定。項(xiàng)目主要針對(duì)目前國(guó)內(nèi)改性瀝青主要采用物理混融或機(jī)械強(qiáng)制攪拌、剪切等工藝現(xiàn)狀,提出采用化學(xué)手段對(duì)瀝青進(jìn)行改性,并對(duì)改性瀝青物理化學(xué)性能進(jìn)行深入研究。通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)研究和試驗(yàn)路工程驗(yàn)證改性瀝青混合料路用性能,分析化學(xué)網(wǎng)構(gòu)改性瀝青物理力學(xué)性能;研究各種抗滑表層混合料路用性能,包括粘塑性、斷裂力學(xué)性能等。5、高等級(jí)公路路面長(zhǎng)期使用性能的研究本項(xiàng)目為廣東省交通廳“九·五”科研項(xiàng)目,也為交通部重點(diǎn)科技項(xiàng)目的配合研究項(xiàng)目(廣東分題)。項(xiàng)目主要結(jié)合我國(guó)高等級(jí)公路發(fā)展的需求,針對(duì)目前國(guó)內(nèi)高等級(jí)公路路面結(jié)構(gòu)、材料、設(shè)計(jì)方法和路面使用性能在交通量、氣候、施工條件影響下的變化,采取野外觀測(cè)與室內(nèi)試驗(yàn)相結(jié)合、數(shù)據(jù)分析與理論研究相結(jié)合、設(shè)計(jì)方法與施工工藝以及養(yǎng)護(hù)措施相結(jié)合、國(guó)內(nèi)外技術(shù)交流相結(jié)合的技術(shù)路線,開(kāi)展對(duì)路面使用性能、疲勞壽命、承載能力與模量參數(shù)的研究。第一期主要選定一般觀測(cè)路段和結(jié)合本地區(qū)路面工程中及路面使用中存在的問(wèn)題建立特種觀測(cè)路段,建立一般觀測(cè)路段和特種觀測(cè)路段長(zhǎng)期使用性能研究數(shù)據(jù)庫(kù)。課題組在已建和在建的高等級(jí)公路中選取了6段一般路面觀測(cè)路段和4段特種觀測(cè)路段,并已進(jìn)行了路面的性能觀測(cè)。6、鋪筑瀝青瑪蹄脂碎石混合料(SMA)路面推廣應(yīng)用本項(xiàng)目為廣東省交通廳“九·五”科研項(xiàng)目。SMA具有密實(shí)、耐久、抗車轍、抗滑等優(yōu)點(diǎn),但由于我省交通量大、重車多、高溫多雨,這些具體情況對(duì)SMA配合比設(shè)計(jì)、施工工藝必然有特殊要求,項(xiàng)目通過(guò)室內(nèi)外試驗(yàn)研究、試驗(yàn)路鋪筑及跟蹤觀測(cè)比較,提出適合于我省SMA配合比設(shè)計(jì)方法和施工工藝及施工質(zhì)量控制方法。項(xiàng)目對(duì)改性瀝青和改性瀝青混合料性能研究,配合比設(shè)計(jì)方法研究以及試驗(yàn)路路用性能檢測(cè)與分析。7、廣佛高速公路路面工況調(diào)查及處治方案本項(xiàng)目為橫向技術(shù)服務(wù)項(xiàng)目,技術(shù)成果于1999年5月通過(guò)業(yè)主驗(yàn)收。項(xiàng)目通過(guò)對(duì)廣佛高速公路路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、破損狀況、地質(zhì)條件、交通量及軸載調(diào)查和沿線標(biāo)高及沉降嚴(yán)重路段橫斷面測(cè)量,統(tǒng)計(jì)分析提出該路的路面使用性能參數(shù)統(tǒng)計(jì)特征值及其發(fā)展規(guī)律,各種類型病害的發(fā)生機(jī)理和分布規(guī)律;提出了可繼續(xù)使用路面的工作壽命;水與水循環(huán)對(duì)路面的破壞機(jī)理,并將調(diào)查結(jié)果與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)作對(duì)比評(píng)價(jià),提出了改進(jìn)的建議;在進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí),綜合分析,吸收了全省高速公路瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)及根據(jù)該路自身情況,擬定了合理的路面處治方案。項(xiàng)目技術(shù)成果為以后高速公路維修提供了理論和實(shí)踐基礎(chǔ),也為廣東省高速公路養(yǎng)護(hù)提供了經(jīng)驗(yàn)?!?-2廣東省高速公路瀝青路面材料使用情況隨著廣東省經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,交通量迅速增加,特別是重車和超載車的比例日益增加,要求公路部門(mén)修建越來(lái)越多的高等級(jí)公路。鑒于各地區(qū)路用材料資源分布和水文地質(zhì)條件的不同以及遵循就地取材原則,全省各地路用材料使用情況有所不同,這就有必要對(duì)全省各地路用材料使用情況進(jìn)行調(diào)查,篩選出各地區(qū)有代表性的材料,并通過(guò)系統(tǒng)的室內(nèi)試驗(yàn),確定這些材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù),以供以后各地公路設(shè)計(jì)、建設(shè)管理單位引用。研究調(diào)查了廣東省境內(nèi)高速公路的瀝青路面結(jié)構(gòu)及采用的材料種類。調(diào)查結(jié)果表明,高速公路均采用了半剛性基層瀝青路面,有的結(jié)構(gòu)采用瀝青碎石作為聯(lián)結(jié)層,基層采用水泥穩(wěn)定粒料材料,采用水泥穩(wěn)定粒料和級(jí)配碎石作為底基層。僅少部分采用石灰或級(jí)配(泥結(jié))碎石作為基層或底基層。為適應(yīng)重交通運(yùn)輸?shù)男枰?,半剛性基層材料在廣東得到了廣泛的應(yīng)用。鑒于我省高溫多雨特定氣候條件,對(duì)于二灰或石灰處治材料僅少用或不用,而多采用水泥穩(wěn)定粒料類材料。半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)包括路基、墊層、底基層、上基層、瀝青碎石聯(lián)結(jié)層、面層下層、面層上層、磨耗層中部分或全部層位,這些層位的合理組合共同完成路面結(jié)構(gòu)預(yù)定的設(shè)計(jì)功能??紤]到今后路面設(shè)計(jì)規(guī)范將逐步過(guò)渡到引用結(jié)構(gòu)可靠性理論進(jìn)行設(shè)計(jì)、驗(yàn)算,本研究在滿足現(xiàn)行瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范使用的基礎(chǔ)上,結(jié)合瀝青路面結(jié)構(gòu)可靠性研究成果,在對(duì)路面設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行大量搜集并統(tǒng)計(jì)分析后,提出了適合廣東省采用的半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù),如表4-1。廣東省高等級(jí)公路半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)(靜態(tài))表4-1結(jié)構(gòu)層膠結(jié)料推薦用量厚度變異系數(shù)抗壓回彈模量(MPa)劈裂極限強(qiáng)度(MPa)低中高15℃均值20℃均值變異系數(shù)15℃均值變異系數(shù)低中高低中高磨耗層中粒式砼5~6%0.02~0.070.08~0.130.14~0.181600~20001000~14000.05~0.120.13~0.200.21~0.280.8~1.20.05~0.100.11~0.160.17~0.22SMA-165.5~6%1500~18001200~14000.9~1.4SMA136~6.5%1400~16001300~15001.0~1.5AK164~5.5%1200~16001000~14000.6~1.0PA164~5.5%1500~20001200~15000.5~0.8面層上層中或粗粒式砼5~6%0.03~0.080.09~0.140.15~0.201600~20001000~14000.05~0.200.13~0.200.21~0.280.80~1.100.05~0.110.12~0.180.19~0.25面層下層粗粒式砼瀝碎4.2~5.5%0.04~0.090.10~0.150.16~0.211200~15001000~14000.07~0.140.15~0.220.23~0.300.60~0.900.08~0.150.16~0.230.24~0.30聯(lián)結(jié)層瀝碎瀝貫4~5%0.05~0.100.11~0.160.17~0.22-800~11000.07~0.150.16~0.240.25~0.330.50~0.80瀝碎0.10~0.170.18~0.250.26~0.33基層水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石或石屑4~5.5%(425#)5~6.5%(325#)0.07~0.120.13~0.180.19~0.24700~18000.10~0.180.19~0.270.28~0.360.45~0.650.12~0.200.21~0.290.30~0.38底基層水泥穩(wěn)定石粉4~5.5%(325#)0.05~0.100.11~0.160.17~0.22450~7000.05~0.120.13~0.200.21~0.280.30~0.500.12~0.180.19~0.250.26~0.32水泥穩(wěn)定石粉+碎石4~5%(325#)0.06~0.110.12~0.170.18~0.23600~9000.08~0.150.16~0.230.24~0.310.45~0.600.12~0.190.20~0.270.28~0.35墊層不篩分碎石0.10~0.150.16~0.210.22~0.27110~2500.20~0.400.41~0.610.62~0.82粗砂、砂礫(級(jí)配或天然)0.08~0.140.15~0.210.22~0.28100~2200.10~0.200.21~0.310.32~0.42路基砂、粘粉性土30~850.20~0.290.30~0.390.40~0.50另外,在所完成的幾種材料動(dòng)態(tài)模量測(cè)試的基礎(chǔ)上,提出這些材料的動(dòng)態(tài)抗壓回彈模量見(jiàn)表4-2,而這些模量在廣東是頗具代表性的,可作為路面動(dòng)態(tài)分析取定參數(shù)時(shí)參考。廣東地區(qū)路面結(jié)構(gòu)層動(dòng)態(tài)抗壓回彈模量推薦值表4-2結(jié)構(gòu)層動(dòng)態(tài)抗壓回彈模量(MPa)中粒式瀝青混凝土1800~2400SMA-16,SMA-131800~2200粗粒式瀝青混凝土1700~2000PA-161500~1800AK-161800~2400水泥穩(wěn)定碎石3000~5000水泥穩(wěn)定石屑(粉)1500~3000§4-3廣東省高速公路瀝青路面早期破壞原因高速公路瀝青路面使用早期出現(xiàn)下列病害:(1)水破壞:坑槽、翻漿及麻面;(2)裂縫:荷載型裂縫、非荷載型裂縫;(3)車轍;(4)泛油;(5)松散;(6)平整度喪失;(7)路基壓實(shí)度不夠?qū)е侣访嬖缙谄茐模壕植砍料葑冃?、縱向裂縫;(8)由軟土地基繼續(xù)沉降產(chǎn)生的路面沉陷。根據(jù)上述瀝青路面早期破壞現(xiàn)象,試探討其出現(xiàn)的原因:1、水破壞由于廣東地區(qū)高溫、多雨潮濕,所建使用一年以上高速公路,路面都產(chǎn)生了程度不同的水破壞現(xiàn)象。水破壞的速度很快,性質(zhì)非常嚴(yán)重,是路基路面的主要破壞因素。瀝青路面產(chǎn)生水破壞的外因是降水量、交通量及交通組成,以及行車速度;內(nèi)因是①Ⅱ型瀝青混凝土的空隙率較大和Ⅰ型瀝青混凝土的壓實(shí)度偏小,現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際空隙率較大,以及瀝青混凝土不均勻造成的局部空隙率較大,②瀝青和碎石的粘結(jié)力不足,③路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中沒(méi)考慮路面結(jié)構(gòu)排水和不設(shè)置有效防水層。瀝青砼材料不均勻,現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)不夠以及壓實(shí)溫度變異性大都會(huì)導(dǎo)致顆粒組成、瀝青含量顯著不均勻及瀝青砼空隙率偏大。空隙率大的瀝青砼易滲入雨水,若不及時(shí)排出,水會(huì)導(dǎo)致瀝青與骨料剝落而出現(xiàn)瀝青路面松散、坑槽等病害。不管是荷載型裂縫還是非荷載型裂縫,它都給雨水滲入瀝青路面提供了通道。雨水的滲入不但會(huì)導(dǎo)致瀝青與骨料的剝落,而且會(huì)使層間粘結(jié)面的粘結(jié)作用逐漸喪失,并可能在行車荷載作用下發(fā)生唧漿。當(dāng)裂縫貫穿基層、底基層時(shí)雨水滲入土基,使土基軟化,承載能力下降。以上現(xiàn)象都會(huì)導(dǎo)致瀝青表面出現(xiàn)坑槽、松散病害,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致沉陷、進(jìn)一步開(kāi)裂等破壞。水對(duì)路面結(jié)構(gòu)的破壞除了前述方式外,中央分隔帶也是水滲入路基、路面的重要途徑,滲入路基的水若沒(méi)有排水通道,長(zhǎng)期滯留在路基中,使路基土軟化,承載力下降,從而導(dǎo)致路面開(kāi)裂、沉陷。地下水通過(guò)毛細(xì)作用,在路基土中升高水位,也會(huì)使路基承載能力逐漸下降,導(dǎo)致路面沉陷、開(kāi)裂。減少瀝青路面水破壞的措施:瀝青面層的各層采用空隙率不大于5%的密實(shí)型瀝青混凝土,提高瀝青與礦料的粘結(jié)力,提高壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)并控制現(xiàn)場(chǎng)空隙率,采用更嚴(yán)密的方法測(cè)試瀝青混合料的空隙率,路面結(jié)構(gòu)中設(shè)置排水層或防水層,解決瀝青混合料礦料級(jí)配和溫度變異性。2、裂縫荷載型裂縫①重車多、超載嚴(yán)重是產(chǎn)生荷載型裂縫的直接原因。車輛超載對(duì)路面破壞嚴(yán)重,在有些薄弱環(huán)節(jié),甚至超重車輛的一次性作用路面也會(huì)遭到破壞,因此重車多、超載嚴(yán)重是路面產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性破壞的直接原因。②基層、底基層厚度偏薄以及質(zhì)量不好是導(dǎo)致路面產(chǎn)生荷載型裂縫的重要原因。基層是瀝青路面最重要的承重層,其厚度和質(zhì)量?jī)?yōu)次直接影響路面的早期破壞和壽命,基層的工藝水平直接影響其質(zhì)量?jī)?yōu)次。瀝青路面產(chǎn)生的局部小塊網(wǎng)狀裂縫,都與基層質(zhì)量不好、集料離析和不均勻性(含級(jí)配、結(jié)合料劑量、含水量和密實(shí)度等)過(guò)大等因素有關(guān)。(2)非荷載型裂縫非荷載型裂縫,即不是由于行車荷載引起的裂縫。瀝青面層上的非荷載型裂縫主要是溫度裂縫和反射裂縫。有關(guān)檢測(cè)資料表明,夏季我省瀝青路面地表溫度高達(dá)65℃,若驟降暴雨,瀝青面層的表面溫度在短時(shí)間內(nèi)降低30℃是不奇怪的,這種溫度急劇變化使瀝青面層從表面開(kāi)始產(chǎn)生溫度裂縫。周而復(fù)始,在溫度應(yīng)力作用下,也會(huì)產(chǎn)生溫度疲勞裂縫。有關(guān)研究資料和施工實(shí)踐表明,半剛性基層材料本身會(huì)因溫度和濕度的變化產(chǎn)生裂縫,這些裂縫在行車荷載的作用下逐漸向上穿透到路表面,習(xí)慣稱這種裂縫為反射裂縫。3、車轍車轍是瀝青路面特有的主要破壞現(xiàn)象之一,南方高溫地區(qū)這一現(xiàn)象尤為明顯。如果半剛性基層質(zhì)量不好,局部半剛性材料沒(méi)有形成完整的整體,甚至是松散的,則其上的瀝青面層會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的車轍。影響車轍的主要外因是:行車荷載、交通量和渠道化程度、荷載作用時(shí)間和水平力,路面溫度。內(nèi)因是瀝青混合料的抗車轍能力、路面結(jié)構(gòu)類型和瀝青面層厚度及瀝青混合料的壓實(shí)度和空隙率。4、泛油瀝青用量過(guò)大是瀝青面層泛油的最主要原因。瀝青用量過(guò)大的主要原因:瀝青混合料設(shè)計(jì)時(shí)的擊實(shí)功不夠,礦料級(jí)配常有明顯變化而瀝青用量保持不變,使用瀝青用量較大的瀝青混合料。5、松散松散是由于瀝青混凝土表面層中的集料顆粒脫落,從表面向下發(fā)展的漸進(jìn)過(guò)程。集料顆粒與裹覆瀝青之間喪失粘結(jié)力是顆粒脫落的原因。(1)集料顆粒被足夠厚的粉塵包裹,使瀝青膜粘結(jié)在粉塵上,而不是粘結(jié)在集料顆粒上,表面的摩擦力磨掉瀝青膜,并使集料顆粒脫落。(2)表面有離析,離析處缺少大部分細(xì)集料。(3)瀝青混凝土面層內(nèi)有密實(shí)度低的位置,需要有高密實(shí)度才能保證瀝青混合料的粘聚力。6、平整度喪失廣東省高速公路在開(kāi)放交通幾年后,路面的平整度都有明顯降低。不同高速公路路面平整度降低的主要原因是不同的,同一條高速公路路面平整度降低的程度也不一樣。其主要原因?yàn)椋郝坊访娌痪鶆虺两?,路面水破壞引起的坑槽、車轍,半剛性基層質(zhì)量不好、局部不成整體,基層頂面平整度不好,瀝青路面產(chǎn)生車轍,橫向裂縫,路面其他損壞現(xiàn)象。只有提高路面表面層以下各層的平整度,使瀝青面層的厚度誤差減小,才能保證路面表面層良好的平整度維持較長(zhǎng)時(shí)間。此外,瀝青混合料本身的不均勻性,包括礦料級(jí)配的變化、壓實(shí)度或空隙率的差異等也會(huì)導(dǎo)致表面平整度變差。7、路基壓實(shí)度不夠?qū)е侣访嬖缙谄茐挠捎诼坊鶋簩?shí)度不夠會(huì)產(chǎn)生路基路面局部沉陷變形。另外,由于地基和填土在橫向不可避免的不均勻性,特別是在有表面水滲入地基的情況下,瀝青路面會(huì)產(chǎn)生一些細(xì)而短的縱向裂縫。因此,應(yīng)研究提高路基壓實(shí)度的措施以防止路基壓實(shí)度不夠?qū)е碌穆访嫫茐摹?、由軟土地基繼續(xù)沉降產(chǎn)生的路面沉陷花高價(jià)進(jìn)行處理的軟土地基未得到應(yīng)有效果的關(guān)鍵問(wèn)題在于:采取處理措施后到鋪筑路面前容許軟土地基固結(jié)沉降的時(shí)間太短;造成軟土地基路段大量沉陷的另一個(gè)重要原因是處理措施未打穿軟土層、致使處理層下仍有一個(gè)層厚不一的軟土層。因此,要使軟土地基固結(jié)穩(wěn)定,最重要的是要有足夠長(zhǎng)的加載預(yù)壓時(shí)間。軟土地基處理不好,路基路面容易產(chǎn)生不均勻沉降,不均勻沉降對(duì)路面的危害極大。路面沉陷、縱向開(kāi)裂、塊裂等病害都與之有關(guān)?!?-4廣東省高速公路瀝青路面結(jié)構(gòu)通過(guò)對(duì)瀝青路面結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析及廣東省半剛性基層瀝青路面路況的野外調(diào)查證實(shí),以及參考國(guó)內(nèi)外半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)研究成果,在路基強(qiáng)度確定的條件下,半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)承載力主要依靠半剛性基層,因此,不同的承載力對(duì)應(yīng)于不同的基層厚度,瀝青面層只是起到保護(hù)基層作用及提供行車平面。這就是說(shuō),在不同的交通量條件下,瀝青路面標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)可主要通過(guò)基層與底基層厚度的改變來(lái)擬定,但也有其它一些基本原則。1、必須適應(yīng)廣東省各地的氣候、水文、地質(zhì)條件。2、必須考慮經(jīng)濟(jì)因素,能盡可能充分利用當(dāng)?shù)刂凡牧虾妥儚U為寶。3、各結(jié)構(gòu)層次具有足夠的強(qiáng)度和良好水(溫度)穩(wěn)定性。4、面層應(yīng)具有較好的抗車轍能力,結(jié)構(gòu)能延緩和避免裂縫的出現(xiàn)和擴(kuò)展。5、瀝青面層厚度對(duì)高速公路和交通量較大的一級(jí)公路采用15cm,由兩層或三層組成,對(duì)需考慮低溫影響的地區(qū)也可選用耐裂結(jié)構(gòu)層。瀝青結(jié)構(gòu)層組合應(yīng)充分考慮地區(qū)自然氣候條件。根據(jù)濕熱系數(shù)Φ(年累計(jì)降雨量與7月平均氣溫的比值),將廣東省高速公路瀝青路面濕度、溫度影響分為兩個(gè)大區(qū)(Ⅰ區(qū):Φ≥65,以水穩(wěn)定性為主,兼顧高溫穩(wěn)定性;Ⅱ區(qū):Φ<65,以高溫穩(wěn)定性為主,兼顧水穩(wěn)定性=,推薦瀝青層厚度組合見(jiàn)表4-3所示。其中Ⅰ2、Ⅱ2區(qū)為出現(xiàn)小于0℃溫度地區(qū)結(jié)冰日數(shù)每年超過(guò)4天者,反之為Ⅰ1、Ⅱ1區(qū)。不同等級(jí)公路瀝青層結(jié)構(gòu)組合表4-3氣候分區(qū)Ⅰ、Ⅱ區(qū)Ⅱ區(qū)Ⅰ2、Ⅱ2區(qū)瀝青層結(jié)構(gòu)組合5cm密實(shí)型抗滑層4cm密實(shí)型抗滑層4cmAK-16或AK-13B4cmAK-16或AK-13B10cm粗粒式瀝青砼8cm粗粒式瀝青砼5cm中粒式瀝青砼6cm中粒式瀝青砼6cm粗粒式瀝青砼5cm瀝青碎石6、根據(jù)廣東材料供應(yīng)情況,半剛性基層材料選用水泥穩(wěn)定粒料(中、粗砂,級(jí)配碎石),底基層材料選用水泥穩(wěn)定石屑(石屑土)、水泥穩(wěn)定砂礫或水泥穩(wěn)定花崗巖風(fēng)化土,具體材料配合比例根據(jù)試驗(yàn)確定。墊層材料選用級(jí)配碎石或不篩分碎石。7、通過(guò)新舊規(guī)范計(jì)算體系的對(duì)比分析,結(jié)合我國(guó)已建道路獲得的經(jīng)驗(yàn)及廣東省具體情況,對(duì)高速公路目標(biāo)可靠度不低于80%。8、各層厚度變化盡可能考慮施工因素,使工序數(shù)最小。9、當(dāng)交通量大于18×106時(shí),對(duì)此路面結(jié)構(gòu)需作特殊設(shè)計(jì)。根據(jù)上述所確定的原則,通過(guò)經(jīng)驗(yàn)的綜合及理論分析,表4-4給出了適合廣東省采用的高速公路半剛性基層瀝青路面推薦結(jié)構(gòu)。廣東省高速公路瀝青路面結(jié)構(gòu)推薦表表4-4交通量等級(jí)結(jié)構(gòu)厚度(cm)層位E0(Mpa)304565T1瀝青面層121212半剛性基層353225半剛性底基層202515201520結(jié)構(gòu)總厚度677259645257T2瀝青面層121512151215半剛性基層353535352828半剛性底基層25/3025/3016/2015/2018/2018/20結(jié)構(gòu)總厚度72/7775/8063/6765/7058/6061/63T3瀝青面層121512151215半剛性基層353535353333半剛性底基層30/3530/3520/2520/2515/2016/20結(jié)構(gòu)總厚度77/8280/8567/7270/7560/6564/68表4-4中T1(5~8×106)、T2(8~12×106)、T3(12~18×106)為一個(gè)車道使用年限內(nèi)累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次劃分的交通量等級(jí),計(jì)算時(shí)應(yīng)充分考慮廣東省地區(qū)交通量呈重車多、超載嚴(yán)重的特點(diǎn)。由于墊層為非常設(shè)結(jié)構(gòu)層,故在標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)推薦表中沒(méi)有列入該層位,需要設(shè)置時(shí),應(yīng)控制墊層厚度15cm~20cm,并同時(shí)調(diào)整結(jié)構(gòu)厚度。在本次調(diào)查中,有些路面結(jié)構(gòu)未能適應(yīng)交通量和路用性能的要求,包括在路面結(jié)構(gòu)偏薄未能滿足日益增長(zhǎng)的交通需求、路面結(jié)構(gòu)組合不合理未能路面的結(jié)構(gòu)性能(如抗裂、抗疲勞、抗車轍、排水等)及路面材料選用不合理未能滿足路面的路用性能(如抗裂、抗滑、抗車轍及強(qiáng)度等)等方面。第五章高速公路瀝青路面結(jié)構(gòu)技術(shù)建議§5-1廣東省高速公路瀝青路面結(jié)構(gòu)技術(shù)主要問(wèn)題未來(lái)瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)解決以下技術(shù)問(wèn)題:1、如何實(shí)現(xiàn)瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與使用性能、材料設(shè)計(jì)的統(tǒng)一;2、解決瀝青混合料空隙率與路面抗滑性能的矛盾;3、解決瀝青路面高溫抗車轍與溫度裂縫問(wèn)題;4、基層收縮裂縫與瀝青面層疲勞裂縫問(wèn)題;5、養(yǎng)護(hù)材料、養(yǎng)護(hù)機(jī)械及養(yǎng)護(hù)技術(shù)。§5-2高速公路瀝青路面結(jié)構(gòu)技術(shù)建議第七屆國(guó)際瀝青路面結(jié)構(gòu)會(huì)議之后,人們將瀝青路面的使用性能分為兩類:①結(jié)構(gòu)性使用性能,按SHRP研究用五個(gè)方面表述,即疲勞、車轍、溫度裂縫、水損害和老化;②功能性使用性能,主要有平整度、構(gòu)造深度、車轍、摩擦系數(shù)和滾動(dòng)噪聲五個(gè)方面。這兩個(gè)性能實(shí)際上反映了行車對(duì)瀝青路面使用品質(zhì)和使用壽命的基本要求。一個(gè)完善的路面結(jié)構(gòu)既應(yīng)滿足功能性使用性能的要求,也應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)性使用性能的要求。因此,高速公路瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和組合時(shí)應(yīng)充分考慮路用性能與材料性能的結(jié)合、路面結(jié)構(gòu)與組合和路用性能的結(jié)合以滿足高速公路當(dāng)?shù)氐慕煌l件和氣候環(huán)境條件。1、在選用優(yōu)質(zhì)
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