2施工图设计说明 第一册Word文档下载推荐.docx
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2.6《公路水泥混凝土路面施工技术规范》JTGF30-2003；
2.7《公路水泥混凝土路面养护技术规范》JTJ073.1–2001；
2.8《中华人民共和国工程建设标准强制性条文》（公路工程部分）；
2.9《城市道路设计规范》CJJ11-90；
2.10《公路路基路面现场测试规程》JTJ059-95；
2.11《道路用改性沥青防水卷材》JC/T974-2005；
以及我院在沥青路面方面相关的研究成果，特别是SMA沥青混凝土路面、其他复合式路面及桥面铺装等。
三、基本条件
3.1设计道路等级：
城市主干路；
3.2计算行车速度：
40km/h；
3.3设计标准轴载：
BZZ-100；
3.4设计使用年限：
10年；
3.5设计累计轴次：
设计年限内（10年）一个车道的累计当量轴次（年增长率7%）如表3.1所示，均属于轻交通等级。
表3.1设计车道的累积当量轴次（次/车道）
路段名称
累计当量轴次（×
104）
璧青路
48
奥康大道
25
永嘉大道
7
双星大道
12
红宇大道
13
文风路
22
3.6自然气候条件：
璧山地区为亚热带湿润季风气候区，温暖湿润，雨量充沛，具有冬暖春早，夏热秋凉，四季分明，无霜期长，多雾、日照少的特点。
历年平均气温17～18.8℃，7、8月气温最高，月平均气温27～28℃；
一月气温最低，月平均气温6.4～6.9℃。
极端最高气温为42℃，极端最低气温为-3.8℃。
区内历年平均降雨量为969.5～1293.8mm，最大年降雨量达1516.4mm，最大日降雨量为279.2mm，降雨量多集中在7～9月。
历年平均日照时数为1112.8～1326.9小时，多年平均雾日70～130天，无霜期长，一般为290～330天。
初霜期多在12月，终霜期多在2月。
璧山地区常年以偏北风为主，平均风速为0.9～2.0m/s。
综上所述，璧山地区沥青路面使用性能气候分区属1-4-1，即夏炎热冬温潮湿区。
四、原路面损坏状况调查评定
根据路面改造设计的需要，项目组人员对原路面损坏状况进行了详细的调查。
调查内容包括：
（1）道路修建和养护技术资料：
路面结构和材料组成、接缝构造及养护历史等；
（2）路面损坏状况：
损坏类型、轻重程度、范围及修补措施等；
（3）路面结构强度：
路表弯沉、接缝传荷能力、板底脱空状况、面层厚度和混凝土强度等；
（4）已承受的交通荷载及预计的交通需求：
交通量、轴载组成及增长率等；
（5）环境条件：
沿线气候条件、地下水位以及路基和路面的排水状况等。
根据破损调查，对原路面状况进行了合理的评定，确定了对原路面的处治方法。
4.1公道路修建与养护历史调查
据璧山县业主方称，由于对城区道路管理的多次交接，原有的道路修建与养护资料已经缺失多年。
为了尽可能全面的掌握原道路的建养资料，项目组人员通过询问当地道路管理部门工作人员、道路维护部门工作同志，以及当地常住居民，了解到道路使用状况良好，这一点从本项目组成员实地调查中也得到了证实，如图4.1-4.6所示：
图4.1璧青路图4.2奥康大道
图4.3永嘉大道图4.4双星大道
图4.5红宇大道图4.6文风路
4.2路面损坏类型调查
调查结果显示，原路面的损坏类型有：
（1）接缝类破损；
（2）断裂类破损，主要为板角断裂和纵、横、斜向裂缝破损；
（3）修补损坏；
（4）桥面铺装层及桥头搭板破损；
（5）错台。
以下为收集的一组比较典型的原路面损坏图片：
图4.7（组图）纵向接缝剥落
图4.8板角断裂及边角剥落图4.9横向贯通裂缝
图4.10（组图）埋设管线后的横向修补破损
图4.11桥头处的混凝土板破坏图4.12桥头处路面沉陷病害
图4.13桥面混凝土板断裂图4.14桥面铺装层的损失
图4.15桥面混凝土铺装层钢筋露出图4.16破损位置的错台
4.3路面接缝传荷能力与板底脱空状况调查
原路面接缝传荷能力的强与弱直接决定了应对原路面采取局部处理还是打裂等不同的处理方法，为此，项目组技术人员采用弯沉测试法对项目内各个路段的路面接缝传荷能力进行了调查。
弯沉测试采用贝克曼弯沉仪，根据路况每2～4块板选择一测点，在横向接缝板边距板角30～50cm处测定弯沉，并用弯沉差（式4.1）和平均弯沉值（式4.2）对原路面的接缝传荷能力进行评价。
（式4.1）
（式4.2）
式中：
——弯沉差（0.01mm）；
——平均弯沉值（0.01mm）；
——未受荷板接缝边缘处的弯沉值（0.01mm）；
——受荷板接缝边缘处的弯沉值（0.01mm）。
弯沉调查结果如表4.1所示：
表4.1原路面弯沉调查结果
弯沉值（0.01mm）
弯沉差平均值
平均弯沉值
2.86
4.86
3.70
12.60
1.24
3.84
2.07
3.97
3.14
4.57
3.58
14.01
4.4原路面结构参数调查
原路面混凝土面层厚度的标准值根据钻孔芯样的量测高度按式（4.3）计算确定。
（式4.3）
——原混凝土面层测量厚度的标准值（mm）；
——原混凝土面层测量厚度的均值（mm）；
——原混凝土面层厚度测量值的标准差（mm）。
原混凝土面层弯拉强度的标准值采用钻孔芯样的劈裂试验测定结果按式（4.4）和式（4.5）计算确定。
（式4.4）
（式4.5）
——原混凝土弯拉强度标准值（Mpa）；
——原混凝土劈裂强度标准值（Mpa）；
——原混凝土劈裂强度测定值的均值（Mpa）；
——原混凝土劈裂强度测定值的标准差（Mpa）。
原混凝土的弯拉弹性模量标准值可按式（4.6）计算确定。
（式4.6）
——旧混凝土的弯拉弹性模量标准值（Mpa）；
——旧混凝土的弯拉强度标准值（Mpa）。
《公路水泥混凝土路面养护技术规范》（JTJ073.1-2001）中规定，加铺设计前应对原水泥混凝土面板的厚度、抗压强度、劈裂强度等进行相应检测，作为路面加铺设计参数。
检测结果见表4.2。
表4.2原路面承载能力检测结果
平均芯样厚度（mm）
平均劈裂强度（MPa）
平均抗压强度（MPa）
263
4.54
37.5
187
4.49
38.2
248
4.02
38.1
251
3.62
38.4
243
189
3.68
35.9
平均值
222
3.96
37.0
代表芯样如图4.17、4.18所示：
图4.17原路面芯样代表图图4.18强度检测用芯样试件
4.5排水状况
各路段目前排水设施正常，其中璧青路为明沟排水，无路缘，其余各路段均为暗沟排水，如图4.19及4.20所示：
图4.19璧青路的排水措施图4.20其余路段的排水措施
其中，璧青路无路缘，其余路段路缘石高度为18～20cm，各路段排水措施均处良好状态。
4.6原路面状况分析
原路面的破损状况采用断板率（DBL）及路面状况指数（PCI）评定。
4.6.1断板率DBL
为准确确定路面损坏的具体位置，为设计和施工提供详细准确的资料，项目组对本册改造工程范围内的六条道路（璧青路、奥康大道、永嘉大道、双星大道、红宇大道和文风路）进行了破损情况逐块调查，并按照《公路水泥混凝土路面养护技术规范》JTJ073.1-2001中提供的方法计算其断板率DBL。
依据调查得到的路段内发生断裂类病害的板块数及总板块数，按断裂缝种类和严重程度的不同，采用不同的权系数进行修正后，由式4.7确定该路段的断板率（DBL），以百分数表示。
（式4.7）
——i种类裂缝病害j种轻重程度的板块数；
——i种裂缝病害j种轻重程度的修正权系数，按表4.3确定。
——评定路段内的板块总数。
表4.3计算断板率的权系数Wij’
种类裂缝种类
交叉裂缝
角隅断裂
纵、横、斜向裂缝
轻重程度
轻
中
重
权系数
0.6
1.00
1.50
0.20
0.70
0.60
断板率统计结果见表4.4。
表4.4断板率统计表
断板率（%）
0.3
2.0
0.1
1.2
2.4
4.6.2路面状况指数PCI
为了对现有水泥混凝土路面破损状况进行评价和分级，本项目组依据《公路水泥混凝土路面养护技术规范》（JTJ073.1-2001）计算了各段道路的路面状况指数PCI。
依据《公路水泥混凝土路面养护技术规范》，PCI可表示为：
（式4.8）
i和j——病害种类和轻重程度；
n——病害种类总数；
mi——i种病害的轻重程度等级数；
——i种病害和j种轻重程度的单项扣分值，它是破损密度Dij的函数；
——同时出现多种破损时，i种病害和j种轻重程度扣分值的修正系数。
根据路况调查结果及以上计算方法，得到了各路段的路面状况指数PCI，具体结果见表4.5。
表4.5路面状况指数PCI统计表
路面状况指数PCI
96.4
97.3
99.7
98.6
94.7
98.4
4.6.3原路面破损状况评定
根据断板率DBL和路面状况指数PCI的计算结果，以及《公路水泥混凝土路面养护技术规范》（JTJ073.1-2001）关于路面破损状况的分级标准（表4.6），得到现有路面破损状况的评价等级，见表4.7。
表4.6路面破损状况等级评定标准
评定等级
优
良
次
差
综合指数PCI
≥85
84~70
69~55
54~40
＜40
断板率DBL（%）
≤1
2~5
6~10
11~20
＞20
表4.7现有路面破损状况评价
破损等级
DBL标准
PCI标准
由表4.7可以看出，依据断板率DBL和路面状况指数PCI两项指标进行路面破损分级的结果基本一致，原路面使用状况良好。
五、原路面的病害处治方案
中华人民共和国行业标准：
《公路沥青路面设计规范》JTGD50-2006中规定，原水泥混凝土路面应按表5.1规定进行处理。
若路面结构承载能力不满足现有交通荷载要求，则采取补强措施。
表5.1原水泥混凝土路面处理方法
原路面状况
评价等级
修补方法
路面破损状况
优和良
20～45
局部处理：
更换破碎板、修补开裂板块、脱空灌浆，使处治后的路段代表弯沉值低于20（0.01mm），然后加铺沥青层。
中等及中等以下
＞45
采取打裂或各种破碎技术将混凝土板打碎、压实，然后加铺补强层。
接缝传荷能力不足
△D≥6
压浆填封，或增加传力杆，或采取打裂工艺消除垂直、水平方向变形，然后加铺沥青层
板底脱空
灌浆或打裂工艺、压实，消除垂直、水平方向变形，使路面稳定，然后加铺沥青层。
沥青路面加铺方案能否达到预期的路用性能及耐久性，关键在于对原路面现有病害的彻底处治。
通过上述对水泥混凝土路面当前使用状况的调查以及病害分类和病害原因的分析，需要针对不同病害类型采用不同的处治措施，为水泥混凝土路面加铺沥青混凝土提供良好的基面，确保加铺结构达到预期的路用性能和耐久性能。
本册涉及的各路段原路面平均弯沉值＜45（0.01mm），弯沉差＜6（0.01mm），可采用局部处理修补原水泥混凝土路面后直接加铺沥青混凝土的方案。
在进行病害处理的设计过程中，本着节约投资、保证质量的原则进行。
不同病害类型的处治方案如下：
5.1混凝土板体破损处治
处治方案一：
整块换板（一块或连续多块），基层需做处理。
适合于基层受到损坏的路段。
置换的原则是：
当板块内有2条以上的裂缝或该板块有两个以上的角损坏，或者一个角的损坏面积大于四分之一板块，同时出现了错台或沉陷，或混凝土板破损后基层已损坏，或者混凝土板的弯沉（BZZ-100）测试结果大于40（0.01mm），针对这几种情况，应先对基层进行处理和恢复标高，再进行换板处理。
用C15混凝土修补基层。
如板下基层清除，底基层结构已破坏或路基已经变形，则应先处理路基，可采用级配砂砾石对变形部分进行换填，底基层和基层均采用C15混凝土填筑，当破坏或变形厚度不涉及路基时，仅对路面基层和底基层进行处理。
处治方案二：
整块换板（一块或连续多块），基层不需处理
混凝土面板需要整块置换，整块置换的原则是：
当板块内有2条以上的裂缝或该板块有两个以上的角损坏，或者一个角的损坏面积大于四分之一板块，但基层完好。
或者是当一块板具有两种或两种以上的路面病害时。
处治方案三：
板块局部维修（含角隅修补和板边修补）
当混凝土面板内仅有一条贯穿裂缝，或一个角破损，且破损板角的面积小于1/4块板的面积时，只进行板块的局部更换。
混凝土板块的局部维修应注重两个问题，其一是平面切割的几何尺寸；
其二是与旧板块的连接。
在同一块板内不能有两块修补块。
经过以上技术处理措施的混凝土板应达到以下技术要求：
混凝土板弯沉（BZZ-100）应小于20（0.01mm），相邻混凝土板间的弯沉（BZZ-100）差应小于6（0.01mm）。
5.2裂缝病害处治
裂缝维修根据损坏严重程度分别处治，当板内有裂缝且板内无错台时，则不需要换板，只进行裂缝维修或混凝土板加固处理即可。
经处理后，断块间应满足弯沉（BZZ-100）不大于20（0.01mm），弯沉差（BZZ-100）不大于6（0.01mm）的技术要求，否则应采取灌浆等技术措施进行再处理。
如果混凝土板有错台时，则应进行换板处理。
①对宽度小于3mm的轻微裂缝，采用扩缝灌浆：
顺着裂缝扩宽成1.5~2.0mm的沟槽，槽深根据裂缝深度确定，最大深度不得超过2/3板厚。
清除混凝土碎屑，吹净灰尘后，用混凝土路面专用填缝料进行灌缝。
②对贯穿全厚的3mm~15mm的中等裂缝采用条带罩面进行补缝：
每隔50cm打一对钯钉孔，钯钉孔的大小应比钯钉直径大2~4mm，并在二钯钉孔之间打一条与钯钉孔直径相同的钯钉槽；
钯钉宜采用Ф14的螺纹钢筋，使用前应予以除锈；
钯钉长度不小于20cm，弯钩长度7cm；
钯钉孔必须灌满填缝料，钯钉方可插入钯钉孔内安装。
③对宽度大于15mm的严重裂缝采用全深度补块处理：
在板厚1/2处设置拉杆，横向施工缝处拉杆直径为Ф30mm，长度45cm，嵌入相邻保留板内22.5cm；
纵向接缝处拉杆采用Φ14螺纹钢筋，长70cm，35cm嵌入相邻车道板内。
拉杆孔直径比拉杆直径大2~4mm。
详见相关施工图。
5.3构造缝修补
构造缝是指纵缝、缩缝、胀缝和施工缝。
经调查，全线的填缝材料脱落、老化，或已和结构缝分离的现象较多，本设计对全线的构造缝进行清缝、填缝等恢复处治。
填缝采用混凝土路面专用填缝料。
在混凝土板维修后，对全线填缝料已失效的构造缝进行清缝，清缝后重新灌缝处理。
5.4错台维修
如果混凝土板与板之间发生错台，且错台位移在5mm以下，可以不进行处理；
如果错台位移在5～10mm之间，可以采用磨平机磨平；
如果错台位移大于10mm，则需清除位置低的一块，具体操作参看5.1节相关内容执行。
5.5板块脱空处治方案
①脱空位置的确定
当混凝土板弯沉测试（BZZ-100）大于20（0.01mm）时，该混凝土板视为脱空，应进行灌浆处理。
灌浆处理以后的混凝土板角弯沉测试（BZZ-100）应不大于20（0.01mm），且相邻板角间的弯沉差应不大于6（0.01mm）。
达到以上处理要求以后，即视为合格。
否则应重新灌浆处理，直到合格为止。
②板块钻孔的布置
当确定为板块脱空时，应进行灌浆，具体处理方法见相关设计图纸。
5.6板边破损的处理
如果混凝土板块发生啃边而无其他病害现象出现，则仅需要在沥青层施工时用细粒式沥青混合料进行填补即可，如果在发生啃边的同时出现其他类型的病害现象，按前述方法进行混凝土板的处理。
六、加铺方案设计的基本思路及考虑因素
6.1基本思路
在璧山县城区道路改造工程中，确立路面加铺方案的基本思路如下：
①方案必须适应璧山县城区道路的使用要求，特别是交通荷载条件及长时间高温多雨的气候条件；
②方案具有一定的适应性，必须适合当地的具体条件，如材料供应、经济发展水平、城区道路的使用环境等；
③方案必须操作方便，适合于目前国内多数施工企业的施工水平，技术成熟，使用效果良好；
④方案必须具有一定的经济性，即应具有较高的性价比；
⑤特殊路段的处理必须满足特殊使用条件下的使用要求；
⑥在考虑结构层的加铺时，充分利用现有混凝土板的潜在功能，降低工程造价。
6.2考虑因素
璧山县城区道路旧水泥混凝土路面加铺改造工程沥青层厚度的确定需考虑以下因素：
①功能要求：
璧山县城区道路水泥混凝土路面改造工程是为提升城区道路形象，改善城区道路行车的安全性、舒适性。
要求改造后的城区道路能够提供全天候、快速、安全、舒适的服务；
并且要求道路路面平整、整洁、美观、密水、耐久。
加铺方案的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强度要求：
璧山县城区道路水泥混凝土路面改造工程属于城市交通主干路，交通量较大，汽车荷载行驶特别是紧急刹车时产生的剪应力较大，要求路面材料的抗剪切强度高，抗变形能力强和稳定性好。
③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，达到城区道路路面抗滑特性的要求。
④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。
考虑璧山县城区道路水泥混凝土路面改造工程处于我国四川盆地中心，极端最高气温可达42℃，我院对路面使用温度的专项研究成果表明：
由于沥青路面颜色较深，高温状况下（气温大于＞35℃）阳光直射的沥青路表面较空气温度高出10～15℃，即路面沥青混凝土的最高使用温度可达到55～60℃，对沥青混凝土的高温稳定性应提出较高的要求，对于复合式路面沥青层应采用优质的改性沥青，并采用优质矿料。
⑤沥青混凝土结构层与基面的粘接问题：
在璧山县城区道路水泥混凝土路面改造工程复合式路面设计与施工中，存在水泥混凝土路面与沥青混凝土层间的粘接及沥青混凝土层间的粘接问题，特别是沥青铺装层与水泥混凝土路面之间的粘接，则是该工程设计的重点，也是难点，并且该工程混凝土路面通车已有一段时间，表面光滑，水泥混凝土路面表面活性差，给罩面工程的设计和施工带来较大的难度，必须对表面进行相应的处理，同时采用较好的层间粘接材料，才能确保层间具有较强的粘接能力，满足层间抗剪强度的要求。
⑥延缓及减少反射裂缝：
实践证明，旧混凝土路面加铺沥青层的裂缝（特别是反射裂缝）是无法绝对避免的。
为此，须针对璧山县城区道路水泥混凝土路面加铺改造工程的具体特点，在加铺层厚度有限的条件下，采用优质的性能优良的沥青混凝土，并在路面结构设计中，采取适宜的抗反射裂缝措施，可以有效地减少或延缓反射裂缝的产生以及降低由于渗水引起水泥混凝土路面基层承载能力下降的危险。
⑦施工工艺及防水排水的需要：
璧山县城区道路水泥混凝土路面加铺改造工程所在地区的年降水量大于900mm，属于较多雨地区。
全国大多数高等级公路的早期损害研究表明，水是引起路面早期破坏的最重要的原因。
要求铺装层具有高不透水性。
要求石料与沥青的粘附性达到5级，同时应在结构设计中考虑路面的排水要求。
⑧路面使用耐久性的需要。
复合式沥青路面的使用耐久性与其加铺层厚度和使用沥青混合料的类型有较大的关系。
在沥青加铺层的设计中，从技术和经济两方面综合考虑，来确定沥青加铺层厚度。
⑨现行《公路沥青路面设计规范》JTGD50-2006要求高速公路、一级公路（或中等及中等以上交通）沥青加铺层的最小厚度宜为100mm，其他公路不宜小于70mm；
由于本册改造项目属于城市道路（设计车速40km/h），考虑本项目的实际情况，厚度可采用90～120mm，如采用性能特殊的改性沥青混合料，厚度视材料不同有不同的减幅。
七、加铺方案
我院根据现有路面的路况调查和旧路面的钻芯检测、弯沉检测等结果，利用东南大学编制的HPDS2003A路面设计系统软件，对原路面的承载能力和加铺层的厚度进行了计算。
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