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东南大学:《路面工程》课程教学资源(教案讲义)第十八章 路面养护与管理

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一、路面管理系统的基本概念 路面管理系统的概念于70年代最早起源于加拿大的路面养护管理工作。70年代以来美 国、西欧、日本以及一些发展中国家和地区也根据各自的实际情况相继开发和实施了路面管 理系统。我国对路面管理系统的研究开始于80年代中期。“七·无“和“八无“期间,许 多单位对路面管理系统进行了较广泛的研究和推广应用工作。
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第十八章路面养护与管理 §18-1路面管理系统概述 路面管理系统的基本概念 路面管理系统的概念于70年代最早起源于加拿大的路面养护管理工作。70年代以来美 国、西欧、日本以及一些发展中国家和地区也根据各自的实际情况相继开发和实施了路面管 理系统。我国对路面管理系统的研究开始于80年代中期。“七·无“和“八·无“期间,许 多单位对路面管理系统进行了较广泛的研究和推广应用工作。 路面在使用过程中,其使用性能会因行车荷载和环境因素的不断作用而逐渐变坏。路面 使用性能的恶化,将增加车辆的运行费用,包括泛油、轮胎和保修材料的消耗及行程时间等 费用。因而,在路面使用期内,还需继续投入大量资金用以养护或改建,使之保持一定的使 用性能。 路面管理是应用系统分析的方法,综合考虑技术、经济、社会和政治等方面的因素,协 调各项路面管理活动。从道路有关数据的采集、整理和分析、到根据具体情况建立相关的数 学模型,最后提出和编制相应的道路维修,养护乃至改建计划,并使计划得以实施的整个过 程。 路面管理系统则是以路面管理为目的,运用计算机和现代管理科学等先进技术来实现管 理的目标。其中,道路工程学是道路管理系统的基础。但整个系统则是道路工程学、管理科 学、计算机科学三者有机的结合。它综合考虑了技术,经济,政治,环境等多方面的因素, 使得整个管理过程系统化,科学化和现代化,为管理部门的决策人员提供了分析的方法和工 具,并为管理部门提供了可靠的依据,积累了管理经验。系统的核心在于研究如何在有限的 资源(资金,劳动力,材料,能源等)下以最低的消耗,提供并维持路面在预定使用期内具 有足够的服务水平,也即在预定的标准和约束条件下,选用费用一效果最佳的方案。 路面管理系统可划分为网级管理和项目级管理两个层次,以分别适应不同管理层次的需 求,两者具有不同的结构和功能。网级管理系统的范围,适用于一个地区(省、市)的公路 网或一大批工程项目。主要任务是为管理部门在进行关键性的行政决策时提供相应的对 网级管理的主要内容: (1)分析路况一一路网内路面的使用性能的评价及未来路况的发展变化预估 (2)规划路网——根据路况分析确定路网内要进行养护和维修、改建的项目 (3)优化排序一一根据预定标准、约束条件决定项目的优先排序,制订维修计划 (4)经济分析—一路网达到不同预定的服务水平时,各年度所需要的养护管理资金。 (5)计划实施——根据上述分析结果,将资源进行分配,并积累实施计划后反馈回来 的信息。 网级管理系统对路网进行系统地优化决策后,将提出路面养护项目清单。对于养护项目 还段进行更详细的设计分析,提出各种可能的设计方案,优化比较得到一个技术可行、经济 合理的最优方案。这便是路面管理系统项目管理的主要工作。因此项目级管理系统仅针对 个工程项目,它的主要任务是为管理部门,对某一工程进行技术决策时提供对策,以选择费 用效益最佳的方案。项目级管理的主要内容: (1)路面结构分析—一对路面结构损坏情况进行分析和路面使用性能进行预估。 (2)寿命周期费用分析一一针对各项目在路面寿命周期内所有费用(包括初建、养护 533

533 第十八章 路面养护与管理 §18-1 路面管理系统概述 一、路面管理系统的基本概念 路面管理系统的概念于 70 年代最早起源于加拿大的路面养护管理工作。70 年代以来美 国、西欧、日本以及一些发展中国家和地区也根据各自的实际情况相继开发和实施了路面管 理系统。我国对路面管理系统的研究开始于 80 年代中期。“七·无“和“八·无“期间,许 多单位对路面管理系统进行了较广泛的研究和推广应用工作。 路面在使用过程中,其使用性能会因行车荷载和环境因素的不断作用而逐渐变坏。路面 使用性能的恶化,将增加车辆的运行费用,包括泛油、轮胎和保修材料的消耗及行程时间等 费用。因而,在路面使用期内,还需继续投入大量资金用以养护或改建,使之保持一定的使 用性能。 路面管理是应用系统分析的方法,综合考虑技术、经济、社会和政治等方面的因素,协 调各项路面管理活动。从道路有关数据的采集、整理和分析、到根据具体情况建立相关的数 学模型,最后提出和编制相应的道路维修,养护乃至改建计划,并使计划得以实施的整个过 程。 路面管理系统则是以路面管理为目的,运用计算机和现代管理科学等先进技术来实现管 理的目标。其中,道路工程学是道路管理系统的基础。但整个系统则是道路工程学、管理科 学、计算机科学三者有机的结合。它综合考虑了技术,经济,政治,环境等多方面的因素, 使得整个管理过程系统化,科学化和现代化,为管理部门的决策人员提供了分析的方法和工 具,并为管理部门提供了可靠的依据,积累了管理经验。系统的核心在于研究如何在有限的 资源(资金,劳动力,材料,能源等)下以最低的消耗,提供并维持路面在预定使用期内具 有足够的服务水平,也即在预定的标准和约束条件下,选用费用—效果最佳的方案。 路面管理系统可划分为网级管理和项目级管理两个层次,以分别适应不同管理层次的需 求,两者具有不同的结构和功能。网级管理系统的范围,适用于一个地区(省、市)的公路 网或一大批工程项目。主要任务是为管理部门在进行关键性的行政决策时提供相应的对策。 网级管理的主要内容: (1)分析路况——路网内路面的使用性能的评价及未来路况的发展变化预估; (2)规划路网——根据路况分析确定路网内要进行养护和维修、改建的项目; (3)优化排序——根据预定标准、约束条件决定项目的优先排序,制订维修计划; (4)经济分析——路网达到不同预定的服务水平时,各年度所需要的养护管理资金。 (5)计划实施——根据上述分析结果,将资源进行分配,并积累实施计划后反馈回来 的信息。 网级管理系统对路网进行系统地优化决策后,将提出路面养护项目清单。对于养护项目 还段进行更详细的设计分析,提出各种可能的设计方案,优化比较得到一个技术可行、经济 合理的最优方案。这便是路面管理系统项目管理的主要工作。因此项目级管理系统仅针对一 个工程项目,它的主要任务是为管理部门,对某一工程进行技术决策时提供对策,以选择费 用效益最佳的方案。项目级管理的主要内容: (1)路面结构分析——对路面结构损坏情况进行分析和路面使用性能进行预估。 (2)寿命周期费用分析——针对各项目在路面寿命周期内所有费用(包括初建、养护

改建、用户费用等)进行分析。 (3)经济评价一一根据实际需要,在现值法,年费用法,收益率法,效益一一费用比 法等诸多经济分析方法中选择合适的方法对各项目的分析结果进行评价 4)优化排序—一把由网级管理系统得到的三方面目标:行动目标(采取哪一类养护 改建措施),费用目标(可分配到的最高投资额)和使用性能目标(预定期限内应具有的使 用性能指标)作为约束条件,选择合适的优化模型以费用最少为目标进行优化,并选择最佳 的方案 (5)方案实施—一实施最佳方案,并利用使用性能监测系统收集方案实施后,反馈的 信息。 由上述分析可知,路面管理系统无论是网级还是项目级,均包含以下要素: (1)道路使用性能状况日常检査和数据库管理系统一一采集、存贮、处理、检索路面 管理系统所需的各种数据。包括:路面、桥梁结构设计数据、施工数据、养护改建历史数据 使用性能状况数据、费用数据、交通环境数据等。数据的准确程度直接影响到路面管理系统 的运行质量。因此,它是路面管理系统的核心 (2)使用性能评价模型——依据采集来的数据,选择能反映道路设计结构特点、功能 特点、服务特点、管理特点的指标,按照一定的标准进行评定,其结果是进行道路设施养护 对策分析、需求分析以及项目优化排序的重要依据 (3)养护对策模型——依据技术状况,综合考虑技术、材料、环境、经济等因素,选 择技术上先进、经济上合理的对策方案。 (4)设施使用性能预估模型一一从资源合理分配的角度出发,结合上述的各个模型考 虑道路设施在寿命周期内的费用与效益情况,采用多目标决策和数学规划原理,将有限的道 路养护维修资金合理分配到道路中去以尽可能提供最好服务水平的道路设施。它是进行项目 规划和排序的重要依据之 实施路面管理系统的重要意义在于它帮助管理部门改善所要作出的决策,扩大了决策范 围,为决策的效果及时提供反馈信息,以积累管理经验,并保证管理部门内部的协调一致 需要强调的是,路面管理系统只是一种辅助决策工具,它是专门为相关管理部门的决策提供 依据和进行项目分析的工具,其本身并不进行决策。它的功能主要体现在以下几个方面: (1)可通过检测手段采集到的客观资料来说明路面现状,以便能及时采取相应的措施 来解决出现的和存在的问题 (2)可迅速,及时的查询有关管理信息、数据、资料等,利用客观的数据来分析解决 日常管理工作中所遇到的问题,提高决策的科学性和效率 (3)可以利用具有一定可靠性的预估模型预测未来路面状况的发展变化及采取养护和 改建措施的对策 (4)申请投资时,可以用客观的数据作为依据,并可以论证不同投资水平对路段、路 网状况和服务水平的影响; (5)为合理、有效、科学地分配有限的资金和资源提供费用一效益最佳方案; (6)可合理评价各种设计方案,为选择费用一效益最佳方案打下基础 (7)利用采集到的数据,可考察、评价设计、施工乃至养护,改建工作的情况,为改 善和更新不合理的设计、施工、养护方法提供客观,科学的依据。 (8)实施管理系统将带来管理方式和观念上更新。 路面管理系统的数据库 路面管理系统涉及到路面的规划、设计、施工、评价和相关研究工作。因此,与上述工 作相关的数据库就成为路面管理系统的核心(图18-1)。表18-1简要表示数据库所包含的各

534 改建、用户费用等)进行分析。 (3)经济评价——根据实际需要,在现值法,年费用法,收益率法,效益——费用比 法等诸多经济分析方法中选择合适的方法对各项目的分析结果进行评价。 (4)优化排序——把由网级管理系统得到的三方面目标:行动目标(采取哪一类养护、 改建措施),费用目标(可分配到的最高投资额)和使用性能目标(预定期限内应具有的使 用性能指标)作为约束条件,选择合适的优化模型以费用最少为目标进行优化,并选择最佳 的方案。 (5)方案实施——实施最佳方案,并利用使用性能监测系统收集方案实施后,反馈的 信息。 由上述分析可知,路面管理系统无论是网级还是项目级,均包含以下要素: (1)道路使用性能状况日常检查和数据库管理系统——采集、存贮、处理、检索路面 管理系统所需的各种数据。包括:路面、桥梁结构设计数据、施工数据、养护改建历史数据、 使用性能状况数据、费用数据、交通环境数据等。数据的准确程度直接影响到路面管理系统 的运行质量。因此,它是路面管理系统的核心。 (2)使用性能评价模型——依据采集来的数据,选择能反映道路设计结构特点、功能 特点、服务特点、管理特点的指标,按照一定的标准进行评定,其结果是进行道路设施养护 对策分析、需求分析以及项目优化排序的重要依据。 (3)养护对策模型——依据技术状况,综合考虑技术、材料、环境、经济等因素,选 择技术上先进、经济上合理的对策方案。 (4)设施使用性能预估模型——从资源合理分配的角度出发,结合上述的各个模型考 虑道路设施在寿命周期内的费用与效益情况,采用多目标决策和数学规划原理,将有限的道 路养护维修资金合理分配到道路中去以尽可能提供最好服务水平的道路设施。它是进行项目 规划和排序的重要依据之一。 实施路面管理系统的重要意义在于它帮助管理部门改善所要作出的决策,扩大了决策范 围,为决策的效果及时提供反馈信息,以积累管理经验,并保证管理部门内部的协调一致。 需要强调的是,路面管理系统只是一种辅助决策工具,它是专门为相关管理部门的决策提供 依据和进行项目分析的工具,其本身并不进行决策。它的功能主要体现在以下几个方面: (1)可通过检测手段采集到的客观资料来说明路面现状,以便能及时采取相应的措施 来解决出现的和存在的问题; (2)可迅速,及时的查询有关管理信息、数据、资料等,利用客观的数据来分析解决 日常管理工作中所遇到的问题,提高决策的科学性和效率; (3)可以利用具有一定可靠性的预估模型预测未来路面状况的发展变化及采取养护和 改建措施的对策; (4)申请投资时,可以用客观的数据作为依据,并可以论证不同投资水平对路段、路 网状况和服务水平的影响; (5)为合理、有效、科学地分配有限的资金和资源提供费用—效益最佳方案; (6)可合理评价各种设计方案,为选择费用—效益最佳方案打下基础; (7)利用采集到的数据,可考察、评价设计、施工乃至养护,改建工作的情况,为改 善和更新不合理的设计、施工、养护方法提供客观,科学的依据。 (8)实施管理系统将带来管理方式和观念上更新。 一 路面管理系统的数据库 路面管理系统涉及到路面的规划、设计、施工、评价和相关研究工作。因此,与上述工 作相关的数据库就成为路面管理系统的核心(图 18-1)。表 18-1 简要表示数据库所包含的各

类数据以及在养护和修复中的应用。 规划与计划 项目选择 性能相关数据 历史性相关数捷 政策性相关数据 几何性相关数据 环境性相关数据 费用相关数据 养护 图18-1路面管理系统的核心——数据库 路面数据类型及其内容 表18-1 性能相关数据 几何相关数据 ⊙不平整度 ⊙断面尺寸 ⊙表面破损 ⊙曲率 ⊙弯沉 ⊙横坡 ⊙摩擦系数 ⊙坡度 ⊙各层材料特性R 历史相关数据 环境相关数据 ⊙养护历史R+M ⊙排水 施工历史 ⊙气候(温度、降雨量、冰冻)R 交通量 ⊙事故 费用相关数据 政策相关数据 ⊙养护费用 ⊙财政预算 ⊙可供选择的养护 ⊙用户费用 和修复方案R+M 注:R表示修复需求数据,M表示养护需求数据,R+M表示修复和养护需求数据 为了实现路面管理系统的目标,为路面养护和修复对策提供支持,施工和养护历史数据 是非常重要的。不断收集起来的路面资料为开发、更新、评价在规划和设计中使用的路面模 型提供了基础。施工和养护资料对于路面模型的开发至关重要。路面施工资料包括材料的质 量信息,例如,混凝土的抗弯强度、沥青混凝土的密实度等等。路面养护资料包含所有影响 使用的养护工作,例如封缝、补坑、表面剥落等等。高效的养护将使得使用周期大于设计周 期成为可能 使用性能评价的主要目的是确定路面结构现有状况。常用的四项关键测试可以用来确定 路面状况。 1.不平整度(与行车舒适性有关); 2.表面破碎 3.弯沉(与结构承载能力有关) 4.表面摩擦(与安全有关)。 个好的路面应该是行车舒适,结构可靠并且提供足够的摩擦以避免滑车事故。区别表 面破碎、不平整度、结构能力与表面摩擦是十分重要的。破坏是路表的物理损坏,如坑洞、 裂缝、和车辙等。不平整度是由路表外形变化引起的,并影响行车的舒适性。在主要考虑用 535

535 类数据以及在养护和修复中的应用。 图 18-1 路面管理系统的核心——数据库 路面数据类型及其内容 表 18-1 性能相关数据 ⊙不平整度 R ⊙表面破损 R+M ⊙弯沉 R ⊙摩擦系数 R+M ⊙各层材料特性 R 历史相关数据 ⊙养护历史 R+M ⊙施工历史 R+M ⊙交通量 R+M ⊙事故 R+M 政策相关数据 ⊙财政预算 R+M ⊙可供选择的养护 和修复方案 R+M 几何相关数据 ⊙断面尺寸 R ⊙曲率 R ⊙横坡 R ⊙坡度 R ⊙路肩 R+M 环境相关数据 ⊙排水 R+M ⊙气候(温度、降雨量、冰冻)R 费用相关数据 ⊙造价 ⊙养护费用 ⊙修复费用 ⊙用户费用 注:R 表示修复需求数据,M 表示养护需求数据,R+M 表示修复和养护需求数据。 为了实现路面管理系统的目标,为路面养护和修复对策提供支持,施工和养护历史数据 是非常重要的。不断收集起来的路面资料为开发、更新、评价在规划和设计中使用的路面模 型提供了基础。施工和养护资料对于路面模型的开发至关重要。路面施工资料包括材料的质 量信息,例如,混凝土的抗弯强度、沥青混凝土的密实度等等。路面养护资料包含所有影响 使用的养护工作,例如封缝、补坑、表面剥落等等。高效的养护将使得使用周期大于设计周 期成为可能。 使用性能评价的主要目的是确定路面结构现有状况。常用的四项关键测试可以用来确定 路面状况。 1. 不平整度(与行车舒适性有关); 2. 表面破碎; 3. 弯沉(与结构承载能力有关); 4. 表面摩擦(与安全有关)。 一个好的路面应该是行车舒适,结构可靠并且提供足够的摩擦以避免滑车事故。区别表 面破碎、不平整度、结构能力与表面摩擦是十分重要的。破坏是路表的物理损坏,如坑洞、 裂缝、和车辙等。不平整度是由路表外形变化引起的,并影响行车的舒适性。在主要考虑用 规划与计划 项目选择 设 计 性能相关数据 历史性相关数据 政策性相关数据 几何性相关数据 环境性相关数据 费用相关数据 施 工 养 护 研 究

户要求的前提下,不平整度是路面用户行车特性的主要影响因素。它限制了路面的可服务性 或功能响应。结构能力是路面在不损坏的情况下承受荷载的能力,它也会受到严重的车辙或 坑洞的影响。 上述四项指标和养护、用户费用一起可被看作为路面的输出参数,即它们是确定路面是 否令人满意的变量。这些输出变量多数在设计阶段就应预测,并且在路面服务期间进行结束 。如果有足够的资金进行修复,则一个新的服务周期又开始了。 二路面损坏的预测模型 为了估计路网中某些路段的服务年限,有必要预测路面评价指标的变化率,进而进行维 护需求的分析和评价。图18-2说明了损坏预测模型的预测过程以及修复方案的比选 图18-2路面使用性能预测模型及改建对策选择 为了建立路面损坏预测模型,必须具备以下基本条件 1)满足要求的数据库 (2)包含影响路面损坏的所有重要因素 (3)认真选择能代表实际情况的预测模型的形式 (4)合理评价模型精度的标准。 路面预测模型可分为两种基本类型:确定型和概率型。确定型模型可以用于结构基本响 应的确定等。根据不同的工作目的,常用的模型又可分为以下四类: (1)纯力学模型,通常是结构响应类模型,如应力、应变和弯沉等 (2)力学经验模型,如通过回归方程建立路面响应参数与实测的结构性或功能性损坏 (如弯沉和不平整度)的关系。 (3)回归模型,由观察或实测得到的结构性或功能怀的相关变量与一个或多个独立变 量,如路基强度、轴载分布、路面厚度及其材料特性和环境因素以及它们之间的相互作用的 关系 (4)主观模型,用转移过程模型“捕捉”经验,如开发损坏预测模型, 方程(18-1)是力学经验模型用于预测路面不平整度的一个示例。该方程研究了63个 沥青路面试验段,把线弹性作为路面材料的一个基本的本构关系,计算了包括路表弯沉、沥 青层底部的水平张力、应变,路基上部的承载压力和应变。通过回归分析建立了这些响应与 路面开裂的关系。该方程的相关系数R2=0.54,标准误差为154。 CR=-870-0258HST·logN+1.006·107HST (18-1) 536

536 户要求的前提下,不平整度是路面用户行车特性的主要影响因素。它限制了路面的可服务性 或功能响应。结构能力是路面在不损坏的情况下承受荷载的能力,它也会受到严重的车辙或 坑洞的影响。 上述四项指标和养护、用户费用一起可被看作为路面的输出参数,即它们是确定路面是 否令人满意的变量。这些输出变量多数在设计阶段就应预测,并且在路面服务期间进行结束 了。如果有足够的资金进行修复,则一个新的服务周期又开始了。 二 路面损坏的预测模型 为了估计路网中某些路段的服务年限,有必要预测路面评价指标的变化率,进而进行维 护需求的分析和评价。图 18-2 说明了损坏预测模型的预测过程以及修复方案的比选。 图 18-2 路面使用性能预测模型及改建对策选择 为了建立路面损坏预测模型,必须具备以下基本条件: (1)满足要求的数据库; (2)包含影响路面损坏的所有重要因素; (3)认真选择能代表实际情况的预测模型的形式; (4)合理评价模型精度的标准。 路面预测模型可分为两种基本类型:确定型和概率型。确定型模型可以用于结构基本响 应的确定等。根据不同的工作目的,常用的模型又可分为以下四类: (1)纯力学模型,通常是结构响应类模型,如应力、应变和弯沉等。 (2)力学经验模型,如通过回归方程建立路面响应参数与实测的结构性或功能性损坏 (如弯沉和不平整度)的关系。 (3)回归模型,由观察或实测得到的结构性或功能怀的相关变量与一个或多个独立变 量,如路基强度、轴载分布、路面厚度及其材料特性和环境因素以及它们之间的相互作用的 关系。 (4)主观模型,用转移过程模型“捕捉”经验,如开发损坏预测模型。 方程(18-1)是力学经验模型用于预测路面不平整度的一个示例。该方程研究了 63 个 沥青路面试验段,把线弹性作为路面材料的一个基本的本构关系,计算了包括路表弯沉、沥 青层底部的水平张力、应变,路基上部的承载压力和应变。通过回归分析建立了这些响应与 路面开裂的关系。该方程的相关系数 R 2=0.54,标准误差为 15.4。 CR= −8.70-0.258HST·logN+1.006·10-7HST (18-1)

式中CR一路面开裂的百分比; HST一沥青层底部水平拉应力(10N/cm2); N一累积当量单轴荷载(ESAL) 直接回归模型适合于需要长期数据库的情况,如超过25年用于开发路面损坏模型的相 关数据,如路面的不平整度、表面破损、交通、弯沉等其他因素。方程(18-2)是美国有关 部门利用直接回归方法,以常规粒料为研究对象得到的乘车舒适性指数(RCI)的回归方程。 回归方程的相关系数是0.84,标准误差为0.38。 RCl=5998+6870·ln(RCIB-0.162·ln(AGE2+1)+0.185·AGE40.084·AGE ln(RClB)-0.093·△AGE (18-2) 式中RCI一某年的乘车舒适性指数 RClB先前的RCI △AGE一龄期(年) △AGE一分段龄期,可分别取1,2,3,4。 三决定需求维修年和实施维修车 在拥有足够资金的前提下,改建已达到最大容许破坏程度的路段的年份就是实施维修 年,此时维修需求年和实施维修年是一致的。但是如果资金不足,特别是路网中其它路段享 有更高的优先权时,实施维修年将被推迟。相反,某些特殊路段,如交通荷载较重的路段, 将需要提前实施维修年,这能产生显著的经济效益。图18-3简要给出实施维修年随需求维 修年而变化的概念 另一种改变需求维修年及可能的实施维修年的方法是改变最低容许路面损坏程度标准 目标是把实施维修年限制在一个比较实用和经济的范围内。例如,边疆提前实施维修年对于 已经出现某些破坏的路面被认为仅仅是起到预防性养护的作用。另一方面,过分推迟实施维 修年将可能耗费日益增长的过量的维修费用。同样,它也会限制原本可行的设加铺层或重建 的方案。 图18-3路面改建的预测时间及实施时间 损坏预测模型的可靠性会影响到需求年和实施维修年的正确确定。因此,损坏预测模型 应根据实际情况进行定期修正。预测年限也应控制在一定的时间范围内,以便预测模型能与 交通量等相关变量保持较好的一致性。 537

537 式中 CR —路面开裂的百分比; HST—沥青层底部水平拉应力(10N/cm2); N—累积当量单轴荷载(ESAL)。 直接回归模型适合于需要长期数据库的情况,如超过 25 年用于开发路面损坏模型的相 关数据,如路面的不平整度、表面破损、交通、弯沉等其他因素。方程(18-2)是美国有关 部门利用直接回归方法,以常规粒料为研究对象得到的乘车舒适性指数(RCI)的回归方程。 回归方程的相关系数是 0.84,标准误差为 0.38。 RCI=-5.998+6.870·ln(RCIB)-0.162·ln(AGE2+1)+0.185·AGE-0.084·AGE· ln(RCIB)-0.093·AGE (18-2) 式中 RCI — 某年的乘车舒适性指数; RCIB— 先前的 RCI; ΔAGE — 龄期(年); AGE—分段龄期,可分别取 1,2,3,4。 三 决定需求维修年和实施维修车 在拥有足够资金的前提下,改建已达到最大容许破坏程度的路段的年份就是实施维修 年,此时维修需求年和实施维修年是一致的。但是如果资金不足,特别是路网中其它路段享 有更高的优先权时,实施维修年将被推迟。相反,某些特殊路段,如交通荷载较重的路段, 将需要提前实施维修年,这能产生显著的经济效益。图 18-3 简要给出实施维修年随需求维 修年而变化的概念。 另一种改变需求维修年及可能的实施维修年的方法是改变最低容许路面损坏程度标准。 目标是把实施维修年限制在一个比较实用和经济的范围内。例如,边疆提前实施维修年对于 已经出现某些破坏的路面被认为仅仅是起到预防性养护的作用。另一方面,过分推迟实施维 修年将可能耗费日益增长的过量的维修费用。同样,它也会限制原本可行的设加铺层或重建 的方案。 图 18-3 路面改建的预测时间及实施时间 损坏预测模型的可靠性会影响到需求年和实施维修年的正确确定。因此,损坏预测模型 应根据实际情况进行定期修正。预测年限也应控制在一定的时间范围内,以便预测模型能与 交通量等相关变量保持较好的一致性

§18-2沥青路面的病害与防治 、沥青路面的破坏 路面的破坏大体上可分为两类:一类是结构性破坏,它是路面结构的整体或其某一个或 几个组成部分的破坏,严重时已不能承受车辆的荷载:另一类是功能性破坏,如由于路面的 不平整,使其不再具有预期的功能。这两类破坏不一定同时发生,但都是逐渐积累起来的。 对于功能性破坏,可以通过修整、养护来恢复路面的平整性,以满足行车使用要求。但对结 构性破坏,一般均需进行彻底的翻修。 沥青路面所用的矿料质软和粒径规格不符合要求,往往由于强度不足和劈裂作用使矿 料压碎导致路面破坏。夏季高温时,沥青材料粘滞度降低,在荷载作用下,可能使路面表面 造成泛油。也可能沥青材料与矿料一起被挤动而引起面层车辙、推挤、波浪等变形破坏。在 冬季低温下,沥青材料会由于收缩作用而产生脆裂破坏。在水分和温度作用下,沥青材料与 矿料间的粘结力降低,沥青面层就会出现松散、剥落等破坏。 二、沥青路面的病害与防治 沥青路面各种病害的成因比较复杂,由于环境、地点、气候条件的不同,病害的情况不 现将沥青路面的几种主要病害与防治方法介绍如下: 1.泛油 它大多是由于混合料中沥青用量偏多,沥青稠度太低等原因引起,但有时也可能由于低 温季节施工,表面嵌缝料散失过多,待气温变暖之后,在行车作用下矿料下挤,沥青上泛, 表面形成油层而引起泛油。沥青表面处治和沥青贯入式路面最易产生此类病害。可以根据泛 油的轻重程度,采取铺撒较粗粒径的矿料予以处治。 2.波浪 它是路面上形成有规则的低洼和凸起变形。波浪的产生,主要是由于沥青洒布不均形成 油垄,沥青多处矿料厚、沥青少处矿料薄,再经过行车不断撞击而造成高低不平。交叉口 停车站、陡坡路段行车水平力作用较大的地方,最易产生波浪变形。波浪变形处治较为困难, 轻微的波浪可在热季采用强行压平的方法处治,严重的波浪则需用热拌沥青混合料填平。 3.拥抱 在行车水平力作用下,沥青面层材料的抗剪强度不足则易产生推挤拥包。这类病害大多 是由于所用的沥青稠度偏低,用量偏多,或因混合料中矿料级配不好,细料偏多而产生。此 外,面层较薄,以及面层与基层的粘结较差,也易产生推挤、拥包。这种病害一般只能采取 铲平的办法来处治 4.滑溜 沥青路面滑溜主要是由于行车作用造成,矿料磨光,沥青面层中多余的沥青在行车荷载 重复作用下泛油,也易形成表面滑溜。这类病害通常多采用加铺防滑封面来处治 5.裂缝 沥青路面裂缝的形式有纵向裂缝、横向裂缝、龟裂与网裂几种。 沥青路面沿路线纵向产生开裂的原因,一种是因填土示压实,路基产生不均匀沉陷或冻 胀作用所造成;另一种是沥青混合料摊铺时间过长,或接缝处理不当,接缝处压实未达到要 求,在行车作用下形成纵向裂缝。 冬季气温下降,沥青路面或基层收缩而形成的裂缝,一般为与道路中线垂直的横缝。土 538

538 §18-2 沥青路面的病害与防治 一、沥青路面的破坏 路面的破坏大体上可分为两类:一类是结构性破坏,它是路面结构的整体或其某一个或 几个组成部分的破坏,严重时已不能承受车辆的荷载;另一类是功能性破坏,如由于路面的 不平整,使其不再具有预期的功能。这两类破坏不一定同时发生,但都是逐渐积累起来的。 对于功能性破坏,可以通过修整、养护来恢复路面的平整性,以满足行车使用要求。但对结 构性破坏,一般均需进行彻底的翻修。 沥青路面所用的矿料质软和粒径规格不符合要求,往往由于强度不足和劈裂作用使矿 料压碎导致路面破坏。夏季高温时,沥青材料粘滞度降低,在荷载作用下,可能使路面表面 造成泛油。也可能沥青材料与矿料一起被挤动而引起面层车辙、推挤、波浪等变形破坏。在 冬季低温下,沥青材料会由于收缩作用而产生脆裂破坏。在水分和温度作用下,沥青材料与 矿料间的粘结力降低,沥青面层就会出现松散、剥落等破坏。 二、沥青路面的病害与防治 沥青路面各种病害的成因比较复杂,由于环境、地点、气候条件的不同,病害的情况不 一。现将沥青路面的几种主要病害与防治方法介绍如下: 1.泛油 它大多是由于混合料中沥青用量偏多,沥青稠度太低等原因引起,但有时也可能由于低 温季节施工,表面嵌缝料散失过多,待气温变暖之后,在行车作用下矿料下挤,沥青上泛, 表面形成油层而引起泛油。沥青表面处治和沥青贯入式路面最易产生此类病害。可以根据泛 油的轻重程度,采取铺撒较粗粒径的矿料予以处治。 2.波浪 它是路面上形成有规则的低洼和凸起变形。波浪的产生,主要是由于沥青洒布不均形成 油垄,沥青多处矿料厚、沥青少处矿料薄,再经过行车不断撞击而造成高低不平。交叉口、 停车站、陡坡路段行车水平力作用较大的地方,最易产生波浪变形。波浪变形处治较为困难, 轻微的波浪可在热季采用强行压平的方法处治,严重的波浪则需用热拌沥青混合料填平。 3.拥抱 在行车水平力作用下,沥青面层材料的抗剪强度不足则易产生推挤拥包。这类病害大多 是由于所用的沥青稠度偏低,用量偏多,或因混合料中矿料级配不好,细料偏多而产生。此 外,面层较薄,以及面层与基层的粘结较差,也易产生推挤、拥包。这种病害一般只能采取 铲平的办法来处治。 4.滑溜 沥青路面滑溜主要是由于行车作用造成,矿料磨光,沥青面层中多余的沥青在行车荷载 重复作用下泛油,也易形成表面滑溜。这类病害通常多采用加铺防滑封面来处治。 5.裂缝 沥青路面裂缝的形式有纵向裂缝、横向裂缝、龟裂与网裂几种。 沥青路面沿路线纵向产生开裂的原因,一种是因填土示压实,路基产生不均匀沉陷或冻 胀作用所造成;另一种是沥青混合料摊铺时间过长,或接缝处理不当,接缝处压实未达到要 求,在行车作用下形成纵向裂缝。 冬季气温下降,沥青路面或基层收缩而形成的裂缝,一般为与道路中线垂直的横缝。土

基干缩或冻缩产生的裂缝,亦以横缝居多 路面整体强度不足,沥青面层老化,往往形成闭合图形的龟裂、网裂 对较小的纵缝和横缝,一般用灌入热沥青材料加以封闭处理。对较大的裂缝,则用填塞 沥青石屑混合料方法处理。对于大面积的龟裂、网裂,通常采用加铺封层或沥青表面处治。 网裂、龟裂严重的路段,则应进行补强或彻底翻修。 6.坑槽 沥青路面产生坑槽的原因是面层的网裂、龟裂未及时养护而逐渐形成坑槽。基层局部强 度不足,在行车作用下也易产生坑槽。坑槽处治的方法是将坑槽范围挖成矩形,槽壁应垂直, 在四周涂刷热沥青后,从基层到面层用与原结构相同的材料填补,并予夯实, 7.松散 松散大多发生在沥青路面使用的初期。松散的原因是采用的沥青稠度偏低,粘结力差, 用量偏少:或所用的矿料过湿、铺撒不匀:或所有嵌缝料不合规格而未能被沥青粘牢。基层 湿软,则应清除松散的沥青面层后,重新压实,待基层干燥后再铺面层。 8.啃边 在行车作用和自然因素影响下,沥青路面边缘不断缺损,参差不齐,路面宽度减小,这 种现象称为啃边。产生的原因是路面过窄,行车压到路面边缘而造成缺损,边缘强度不足, 路肩太高或太低,雨水冲刷路面边缘都会造成啃边。对啃边病害的处治方法是设置路缘石、 加宽路面、加固路肩。有条件时设法加宽路面基层到面层宽度外20~30cm。 三、旧沥青路面再生利用 为了节约能源、减少环境污染、少占堆放废旧料用地和降低路面造价,近年来,许多国 家都非常重视旧沥青路面的再生利用。旧沥青路面再生利用就是将旧沥青路面材料经过回 收、破碎、加热、掺配新料和再生剂、拌和等处理后,恢复原有沥青路面材料的性能。然后 在路面中再次使用。旧沥青路面再生利用方法,按再生材料制备场所的不同分为厂拌法和路 拌法二种;按再生材料的用途可分为铺筑面层或底层:按再生材料加热情况又分为冷拌和热 拌两类 旧沥青路面再生利用的方法如图18-3所示 面层用—热拌热铺细粒式沥青混凝土 厂拌法 热拌热铺粗粒式沥青混凝土 底层用 热拌热铺沥青碎石 液体沥青或沥青乳液冷拌沥青碎石 加热破碎拌铺 面层用 冷刨破碎加热掺配拌铺 路拌法 冷刨破碎后掺入水泥或石灰拌铺 冷刨破碎后掺入液体沥青或沥青乳液拌铺 —加热破碎掺入液体沥青或沥青乳液拌铺 底层用 加热破碎拌铺 冷刨破碎直接使用 图18-3旧沥青路面再生方法 539

539 基干缩或冻缩产生的裂缝,亦以横缝居多。 路面整体强度不足,沥青面层老化,往往形成闭合图形的龟裂、网裂。 对较小的纵缝和横缝,一般用灌入热沥青材料加以封闭处理。对较大的裂缝,则用填塞 沥青石屑混合料方法处理。对于大面积的龟裂、网裂,通常采用加铺封层或沥青表面处治。 网裂、龟裂严重的路段,则应进行补强或彻底翻修。 6.坑槽 沥青路面产生坑槽的原因是面层的网裂、龟裂未及时养护而逐渐形成坑槽。基层局部强 度不足,在行车作用下也易产生坑槽。坑槽处治的方法是将坑槽范围挖成矩形,槽壁应垂直, 在四周涂刷热沥青后,从基层到面层用与原结构相同的材料填补,并予夯实。 7.松散 松散大多发生在沥青路面使用的初期。松散的原因是采用的沥青稠度偏低,粘结力差, 用量偏少;或所用的矿料过湿、铺撒不匀;或所有嵌缝料不合规格而未能被沥青粘牢。基层 湿软,则应清除松散的沥青面层后,重新压实,待基层干燥后再铺面层。 8.啃边 在行车作用和自然因素影响下,沥青路面边缘不断缺损,参差不齐,路面宽度减小,这 种现象称为啃边。产生的原因是路面过窄,行车压到路面边缘而造成缺损,边缘强度不足, 路肩太高或太低,雨水冲刷路面边缘都会造成啃边。对啃边病害的处治方法是设置路缘石、 加宽路面、加固路肩。有条件时设法加宽路面基层到面层宽度外 20~30cm。 三、旧沥青路面再生利用 为了节约能源、减少环境污染、少占堆放废旧料用地和降低路面造价,近年来,许多国 家都非常重视旧沥青路面的再生利用。旧沥青路面再生利用就是将旧沥青路面材料经过回 收、破碎、加热、掺配新料和再生剂、拌和等处理后,恢复原有沥青路面材料的性能。然后 在路面中再次使用。旧沥青路面再生利用方法,按再生材料制备场所的不同分为厂拌法和路 拌法二种;按再生材料的用途可分为铺筑面层或底层;按再生材料加热情况又分为冷拌和热 拌两类。 旧沥青路面再生利用的方法如图 18-3 所示。 图 18-3 旧沥青路面再生方法。 厂拌法 面层用 热拌热铺细粒式沥青混凝土 热拌热铺粗粒式沥青混凝土 底层用 热拌热铺沥青碎石 液体沥青或沥青乳液冷拌沥青碎石 面层用 加热破碎拌铺 冷刨破碎加热掺配拌铺 冷刨破碎后掺入水泥或石灰拌铺 冷刨破碎后掺入液体沥青或沥青乳液拌铺 加热破碎掺入液体沥青或沥青乳液拌铺 加热破碎拌铺 冷刨破碎直接使用 底层用 路拌法

§18-3水泥混凝土路面维修与养护 水泥混凝土路面的病害 水泥混凝土路面的使用性能在行车和自然因素的不断作用下逐渐变坏,以至出现各种类 型的损坏现象,大体分为接缝破坏和混凝土面板损坏两个方面,损坏性质也可分为功能损坏 与结构性损坏两个范畴。 (一)接缝的破坏 (1)挤碎出现于橫向接缝(主要是胀缝)两侧数十厘米宽度内。这是由于胀缝内的滑 动传力杆位置不正确,或滑动端的滑动功能失效,或施工时胀缝内局部有混凝土搭连,或胀 缝内落入坚硬的杂屑等原因,阻碍了板的伸长,使混凝土在膨胀时受到较高的挤压贏利,当 其超过混凝土的抗剪强度时,板即发生剪切挤碎。 (2)拱起混凝土面板在受膨胀而受阻时,某一接缝两侧的板突然向上拱起。这是由于 板收缩时缝隙张开,填缝料失效,坚硬碎屑等不可压缩的材料塞满缝隙,使板在膨胀时产生 较大的热压应力,从而出现纵向压曲失稳 (3)错台横向接缝两侧路面板出现的竖向相对位移。当胀缝下部嵌缝板与上部缝隙未 能对齐,或胀缝两侧混凝土壁面不垂直,使缝旁两板在伸胀挤压过程中,会上下错开而形成 错台。地面水通过接缝渗入基础使其软化,或者接缝传荷能力不足,或传力效果降低时,都 会导致错台的产生。当交通量或基础承载力在横向各幅板上分布不均匀,各幅板沉陷不一致 时,纵缝也会产生错台现象。 (4)唧泥汽车行经接缝时,由缝内喷溅出稀泥浆的现象。在轮载的频繁作用下,基层 由于塑性变形累积而同面层板脱空,地面水沿接缝下渗而积聚在脱空的空隙内:在轮载作用 下积水变成有压水而同基层内浸湿的细料混搅成泥浆,并沿接缝缝隙喷溅出来。唧泥的出现, 使面板边缘部分失去支承,因而往往在离接缝1.5~1.8m以内导致横向接缝。 此外,纵缝两侧的横缝前后搓开、纵缝缝隙拉宽、填缝料丧失和脱落等也都属于接缝的 破坏。 (二)混凝土板本身的破坏 混凝土板的破坏主要是断裂和裂缝。面板由于所受内应力超过了混凝土的强度而出现横 向或给向以及板角的断裂和裂缝,其原因是多方面的:板太薄或轮载太重:行车荷载的渠化 作用(荷载次数超过允许值):板的平面尺寸太大,使温度翘曲应力过大:地基过量塑性变 形使板底脱空失去支承;养生期间收缩应力过大;由于材料或施工质量不良,混凝土未能达 到设计要求等等。断裂裂缝破坏了板的结构整体性,使板丧失应有的承载能力。因而,断裂 裂缝可视为混凝土面层结构破坏的临界状态。 二、水泥混凝土路面的养护与维修 (1)填缝料的填补瑱缝料常因高温被挤出而失落,日久老化而失支弹性,因此, 般在冬季缝隙増宽时増补或更新填缝料,使缝隙填料保持饱满不滲水,避免屑杂物等不可压 缩的材料混入。 (2)裂缝的修补对较小裂缝,应及时将裂缝内的尘土清除干净,再灌填沥青砂或沥 青玛蒂脂封缝;或用环氧树脂胶结。对严重的裂缝,宜先将松动部分凿掉并清除干净后,在 干燥情况下,用液体沥青涂刷缝壁,再填λ沥青砂捣实、烫平,并以细砂覆盖。裂缝的修补 工作宜在秋末冬初缝隙较宽时进行。 (3)麻孔、剥落、局部磨损和坑洞的修补先将尘土碎屑清除干净,再用1:2水泥砂

540 §18-3 水泥混凝土路面维修与养护 一、水泥混凝土路面的病害 水泥混凝土路面的使用性能在行车和自然因素的不断作用下逐渐变坏,以至出现各种类 型的损坏现象,大体分为接缝破坏和混凝土面板损坏两个方面,损坏性质也可分为功能损坏 与结构性损坏两个范畴。 (一)接缝的破坏 (1) 挤碎 出现于横向接缝(主要是胀缝)两侧数十厘米宽度内。这是由于胀缝内的滑 动传力杆位置不正确,或滑动端的滑动功能失效,或施工时胀缝内局部有混凝土搭连,或胀 缝内落入坚硬的杂屑等原因,阻碍了板的伸长,使混凝土在膨胀时受到较高的挤压赢利,当 其超过混凝土的抗剪强度时,板即发生剪切挤碎。 (2) 拱起 混凝土面板在受膨胀而受阻时,某一接缝两侧的板突然向上拱起。这是由于 板收缩时缝隙张开,填缝料失效,坚硬碎屑等不可压缩的材料塞满缝隙,使板在膨胀时产生 较大的热压应力,从而出现纵向压曲失稳。 (3) 错台 横向接缝两侧路面板出现的竖向相对位移。当胀缝下部嵌缝板与上部缝隙未 能对齐,或胀缝两侧混凝土壁面不垂直,使缝旁两板在伸胀挤压过程中,会上下错开而形成 错台。地面水通过接缝渗入基础使其软化,或者接缝传荷能力不足,或传力效果降低时,都 会导致错台的产生。当交通量或基础承载力在横向各幅板上分布不均匀,各幅板沉陷不一致 时,纵缝也会产生错台现象。 (4) 唧泥 汽车行经接缝时,由缝内喷溅出稀泥浆的现象。在轮载的频繁作用下,基层 由于塑性变形累积而同面层板脱空,地面水沿接缝下渗而积聚在脱空的空隙内;在轮载作用 下积水变成有压水而同基层内浸湿的细料混搅成泥浆,并沿接缝缝隙喷溅出来。唧泥的出现, 使面板边缘部分失去支承,因而往往在离接缝 1.5~1.8m 以内导致横向接缝。 此外,纵缝两侧的横缝前后搓开、纵缝缝隙拉宽、填缝料丧失和脱落等也都属于接缝的 破坏。 (二)混凝土板本身的破坏 混凝土板的破坏主要是断裂和裂缝。面板由于所受内应力超过了混凝土的强度而出现横 向或给向以及板角的断裂和裂缝,其原因是多方面的:板太薄或轮载太重;行车荷载的渠化 作用(荷载次数超过允许值);板的平面尺寸太大,使温度翘曲应力过大;地基过量塑性变 形使板底脱空失去支承;养生期间收缩应力过大;由于材料或施工质量不良,混凝土未能达 到设计要求等等。断裂裂缝破坏了板的结构整体性,使板丧失应有的承载能力。因而,断裂 裂缝可视为混凝土面层结构破坏的临界状态。 二、水泥混凝土路面的养护与维修 (1)填缝料的填补 填缝料常因高温被挤出而失落,日久老化而失支弹性,因此,一 般在冬季缝隙增宽时增补或更新填缝料,使缝隙填料保持饱满不渗水,避免屑杂物等不可压 缩的材料混入。 (2)裂缝的修补 对较小裂缝,应及时将裂缝内的尘土清除干净,再灌填沥青砂或沥 青玛蒂脂封缝;或用环氧树脂胶结。对严重的裂缝,宜先将松动部分凿掉并清除干净后,在 干燥情况下,用液体沥青涂刷缝壁,再填入沥青砂捣实、烫平,并以细砂覆盖。裂缝的修补 工作宜在秋末冬初缝隙较宽时进行。 (3)麻孔、剥落、局部磨损和坑洞的修补 先将尘土碎屑清除干净,再用 1:2 水泥砂

浆(水灰比0.4-05)或硫磺水泥填补。硫磺水泥强度高,能与多种材料粘结快硬,不需养 生,并有耐酸抗渗作用。有时也可用掺有50%浓度聚乙酸乙烯乳液的水泥砂浆进行修补 或先涂敷环氧树脂或水泥浆,然后用掺有早强剂的混凝土填补 4)大面积磨耗的处理当磨损、剥落面积较大时,可用坚硬石料进行双层沥青表面 处治。粘层油应用较稠的沥青,用量应稍多,以免剥落。对已磨光的路面,国外常铺上防滑 沥青砂封层,或者用割槽机将路面割成小横槽(见§18-3),以恢复抗滑力 (5)断裂的修理根据断裂位置把混凝土板凿成深约005~007m的长方形槽,刷洗干 净后,用水泥砂浆涂抹槽壁和底面,然后以混凝土填补。较彻底的办法是将凹槽壁凿至贯通 整个板厚,并在凹槽边缘板厚中央打洞。洞深0.1m,直径30~40cm,水平间距0.3~0.4m 每个洞应先将其周围润湿,插入一根直径18-20cm,长约0.2m的钢筋,然后用最大粒径为 5~lomm的细石混凝土填塞捣实。洞口留下001~0.02m不浇足,钢筋应一半伸出洞外。待 细石混凝土硬结后,再将凹槽边壁润湿,涂刷水泥浆一道,然后将与原来相同的混凝土浇入 槽中夯捣密实(见图18-5) 图18-5混凝土路面断裂的修理方法 (6)整仓修复当裂缝分布遍及全板时,可将该板块击破翻除,必要时还应重做基层 再另浇筑新混凝土板。对于击破旧混凝土路面,我国有关单位硏制一种移动式电动落锤式破 路器,效果甚好。 (7)罩面混凝土路面损坏后,可在其上以新混凝土罩面。为幸新旧混凝土的结合 加铺前除清除旧面层表面并凿毛外,有时还可在旧路面上先涂敷环氧树脂,然后铺筑新混凝 土层,以使新旧层之间达到完全结合。若在旧面层清扫后直接铺筑新混凝土罩面时,则属于 部分结合的情况。如在铺筑新混凝土罩面之前,先加上一层油毛毡或其他材料作隔离层,这 属于分离式的情况。 当用沥青混合料进行罩面时,应有一定的罩面厚度,常用的最度为0.09~0.15m,否则 容易剥落,而且旧混凝土路面接缝和裂缝易反射到沥青层上 三、水泥混凝士路面的加铺 水泥混凝土路面和机场道面经过一段时间使用之后,行车轴载和轴次大大增加,可能会 出现某些损坏,从而不能满足使用要求,而需要加强。为了使混凝土路面加厚设计符合实际 既能适应结构强度要求,又不造成浪费,对旧混凝土路面强度特性和力学参数应进行必要的 测试和评定,以便获取旧水泥混凝土路面的有关力学参数,包括基础回弹模量、混凝土面板 的抗折强度和抗折弹性模量。旧水泥混凝土路面的强度和模量的评定简称为强度评定 加铺层与原路面层间结合型式选择同原路面板的完好状况、接缝类型和状况、路拱坡度 以及施工条件和造价有关。常用的结合型式有以下几处: (1)结合式加厚层,适用于旧混凝土板完好,或虽有损坏业已修复,加厚层与原路面 板路拱坡度一致。铺加厚层时,是将原面板表面凿毛,除掉碎屑,清洗干浄,涂刷高分子粘 结材料或掺有粘结剂的水泥浆,之后浇筑混凝土加厚层。加厚层筑缝与原面板接缝对齐,且 缝的类型应相同。目前修筑结合式加厚层费工费时,造价较高,限制了在工程中的广泛应用。 (2)直接式加厚层,租用于旧混凝土面板完好,没有或只有少量裂缝,加厚层与原路 面板路拱大体相同。施工时将原面板表面清洗干净,直接在其上浇筑混凝土加厚层。加厚层 接缝的位置和类型应与路面板一致。这种加厚层施工方便,造价不高,为工程单位大量采用

541 浆(水灰比 0.4~0.5)或硫磺水泥填补。硫磺水泥强度高,能与多种材料粘结快硬,不需养 生,并有耐酸抗渗作用。有时也可用掺有 50%浓度聚乙酸乙烯乳液的水泥砂浆进行修补。 或先涂敷环氧树脂或水泥浆,然后用掺有早强剂的混凝土填补。 (4)大面积磨耗的处理 当磨损、剥落面积较大时,可用坚硬石料进行双层沥青表面 处治。粘层油应用较稠的沥青,用量应稍多,以免剥落。对已磨光的路面,国外常铺上防滑 沥青砂封层,或者用割槽机将路面割成小横槽(见§18-3),以恢复抗滑力。 (5)断裂的修理 根据断裂位置把混凝土板凿成深约 0.05~0.07m 的长方形槽,刷洗干 净后,用水泥砂浆涂抹槽壁和底面,然后以混凝土填补。较彻底的办法是将凹槽壁凿至贯通 整个板厚,并在凹槽边缘板厚中央打洞。洞深 0.1m,直径 30~40cm,水平间距 0.3~0.4m。 每个洞应先将其周围润湿,插入一根直径 18~20cm,长约 0.2m 的钢筋,然后用最大粒径为 5~10mm 的细石混凝土填塞捣实。洞口留下 0.01~0.02m 不浇足,钢筋应一半伸出洞外。待 细石混凝土硬结后,再将凹槽边壁润湿,涂刷水泥浆一道,然后将与原来相同的混凝土浇入 槽中夯捣密实(见图 18-5)。 图 18-5 混凝土路面断裂的修理方法 (6)整仓修复 当裂缝分布遍及全板时,可将该板块击破翻除,必要时还应重做基层, 再另浇筑新混凝土板。对于击破旧混凝土路面,我国有关单位研制一种移动式电动落锤式破 路器,效果甚好。 (7)罩面 混凝土路面损坏后,可在其上以新混凝土罩面。为幸新旧混凝土的结合, 加铺前除清除旧面层表面并凿毛外,有时还可在旧路面上先涂敷环氧树脂,然后铺筑新混凝 土层,以使新旧层之间达到完全结合。若在旧面层清扫后直接铺筑新混凝土罩面时,则属于 部分结合的情况。如在铺筑新混凝土罩面之前,先加上一层油毛毡或其他材料作隔离层,这 属于分离式的情况。 当用沥青混合料进行罩面时,应有一定的罩面厚度,常用的最度为 0.09~0.15m,否则 容易剥落,而且旧混凝土路面接缝和裂缝易反射到沥青层上。 三、水泥混凝土路面的加铺 水泥混凝土路面和机场道面经过一段时间使用之后,行车轴载和轴次大大增加,可能会 出现某些损坏,从而不能满足使用要求,而需要加强。为了使混凝土路面加厚设计符合实际, 既能适应结构强度要求,又不造成浪费,对旧混凝土路面强度特性和力学参数应进行必要的 测试和评定,以便获取旧水泥混凝土路面的有关力学参数,包括基础回弹模量、混凝土面板 的抗折强度和抗折弹性模量。旧水泥混凝土路面的强度和模量的评定简称为强度评定。 加铺层与原路面层间结合型式选择同原路面板的完好状况、接缝类型和状况、路拱坡度、 以及施工条件和造价有关。常用的结合型式有以下几处: (1)结合式加厚层,适用于旧混凝土板完好,或虽有损坏业已修复,加厚层与原路面 板路拱坡度一致。铺加厚层时,是将原面板表面凿毛,除掉碎屑,清洗干净,涂刷高分子粘 结材料或掺有粘结剂的水泥浆,之后浇筑混凝土加厚层。加厚层筑缝与原面板接缝对齐,且 缝的类型应相同。目前修筑结合式加厚层费工费时,造价较高,限制了在工程中的广泛应用。 (2)直接式加厚层,租用于旧混凝土面板完好,没有或只有少量裂缝,加厚层与原路 面板路拱大体相同。施工时将原面板表面清洗干净,直接在其上浇筑混凝土加厚层。加厚层 接缝的位置和类型应与路面板一致。这种加厚层施工方便,造价不高,为工程单位大量采用

(3)分离式加厚层,适用于旧混凝土面板裂缝较多的情况。施工时,应将原面板上的 碎屑杂物清扫干净,对严重损坏板块,査淸原因,予以处理。在旧道面上铺沥青混凝土或油 毛毡卷材,使之与加厚层分离。沥青混凝土常用沥青砂或细粒式沥青混凝土,厚2~3cm。油 毛毡一至二层,相接处搭接至少5cm。加厚层的接缝宜与原面板接缝对齐,接缝类型可不相 当因纵坡调整或防冻要求在原混凝土路面板与加厚层之间设置较厚的隔离层时,可用沥 青混凝为或水泥稳定料等材料修筑。 旧混凝土路面上修筑混凝土加厚层后成为双层混凝土路面,其力学模型属于弹性地基上 双层板。研究表明,可采用弹性地基上不同层间接触假设的双层弹性薄板理论进行计算。同 时得出,用等刚度原则将弹性地基双层板问题转换为弹性地基单层板计算是合理而简便的 这样在进行混凝土加厚层设计时,就可利用现行水泥混凝土路面设计规范的方法 根据实验路结果和以往经验,各种层间结合型式的混凝土加厚层最小厚度可取为,结合 式12cm,直接式14cm,分离式l6cm。 四、水泥混凝土路面的快速修补 水泥混凝土路面一般都承担较繁重的交通运输。如果用普通水泥混凝土材料修补,需要 较长的养护期才能开放交通,不能适应繁重交通量的要求。为了应用快速修补技术,修补材 料宜具备以下性质: (1)有快硬高强的特性,以便在较短的养护期能满足开放通车的强度要求,由于快速 修补材料初期强度增长较快,故混凝土的强度应达到设计强度的70%,即抗折强度达3MPa 时可放通车。 (2)初凝时间不少于45分钟,以利于施工操作。 (3)具有便于施工的和易性 (4)与旧混凝土与砂浆有较高的粘结力,粘结抗折及粘结抗剪强度不少于修补材料自 身强度的50% (5)硬化过程中收缩小,其干缩值宜小于千分之三 (6)28d龄期模量值与一般混凝土模量接近。 (7)与旧混凝土颜色接近,以满足美观要求

542 (3)分离式加厚层,适用于旧混凝土面板裂缝较多的情况。施工时,应将原面板上的 碎屑杂物清扫干净,对严重损坏板块,查清原因,予以处理。在旧道面上铺沥青混凝土或油 毛毡卷材,使之与加厚层分离。沥青混凝土常用沥青砂或细粒式沥青混凝土,厚 2~3cm。油 毛毡一至二层,相接处搭接至少 5cm。加厚层的接缝宜与原面板接缝对齐,接缝类型可不相 同。 当因纵坡调整或防冻要求在原混凝土路面板与加厚层之间设置较厚的隔离层时,可用沥 青混凝为或水泥稳定料等材料修筑。 旧混凝土路面上修筑混凝土加厚层后成为双层混凝土路面,其力学模型属于弹性地基上 双层板。研究表明,可采用弹性地基上不同层间接触假设的双层弹性薄板理论进行计算。同 时得出,用等刚度原则将弹性地基双层板问题转换为弹性地基单层板计算是合理而简便的, 这样在进行混凝土加厚层设计时,就可利用现行水泥混凝土路面设计规范的方法。 根据实验路结果和以往经验,各种层间结合型式的混凝土加厚层最小厚度可取为,结合 式 12cm,直接式 14cm,分离式 16cm。 四、水泥混凝土路面的快速修补 水泥混凝土路面一般都承担较繁重的交通运输。如果用普通水泥混凝土材料修补,需要 较长的养护期才能开放交通,不能适应繁重交通量的要求。为了应用快速修补技术,修补材 料宜具备以下性质: (1)有快硬高强的特性,以便在较短的养护期能满足开放通车的强度要求,由于快速 修补材料初期强度增长较快,故混凝土的强度应达到设计强度的 70%,即抗折强度达 3MPa 时可放通车。 (2)初凝时间不少于 45 分钟,以利于施工操作。 (3)具有便于施工的和易性。 (4)与旧混凝土与砂浆有较高的粘结力,粘结抗折及粘结抗剪强度不少于修补材料自 身强度的 50%。 (5)硬化过程中收缩小,其干缩值宜小于千分之三。 (6)28d 龄期模量值与一般混凝土模量接近。 (7)与旧混凝土颜色接近,以满足美观要求

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