项目一课程设计一.docx
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项目一课程设计一
课程设计
课程:
公路养护技术与管理
题目:
旧路调查评价与维修方案设计
姓名:
班级:
指导老师:
湖南交通职业技术学院路桥工程系
年月日
项目1旧路调查评价与维修方案设计
课程设计1
一、工程概况
⒈道路概况
某高速公路道路全长48.95km，原路面设计年限内一个车道上的累计当量轴次Ne=1500万次，设计年限t=15年。
按平原微丘区高速公路标准设计，设计时速120km/h,路基宽度26m，路面宽度2×10.75m，双向4车道设计，中央分隔带宽3m，中央分隔带路缘处路缘带宽度0.75m,土路肩0.75m,紧急停车带宽度2.5m。
该公路于1997年开工建设，1998年建成通车。
⒉自然条件
该高速公路处于黄淮冲积平原，属暖温带半干旱、半湿润季风气候。
一年之中，冷暖交替，四季分明。
该地区年平均气温在14.60C左右，七月份最热，累计年平均气温为27.50C，历年极端最高气温为43.40C；一月份最冷，累计年平均气温为0.50C；历年极端最低气温为——13.90C。
因受季风影响，降雨量年内不均，冬春季降雨较少，夏秋季较为集中，一般6—9月份降雨量可达全年总降雨量的60.5%左右，降雨量平均为749.2—845.2mm。
⒊路面结构设计
此高速公路原路面结构设计厚度76cm,路面容许弯沉值33.1（0.01mm）,路面设计横坡1.5%.路面结构组成类型分两种。
如下图所示：
4cm中粒式沥青混凝土
6cm粗粒式沥青混凝土
6cm热拌沥青碎石（下设沥青粘层油一道）
25cm水泥稳定碎石
35cm石灰土
4cm中粒式沥青混凝土
6cm粗粒式沥青混凝土
6cm热拌沥青碎石（下设沥青粘层油一道）
20cm水泥稳定碎石
40cm石灰土
⒋养护与维修历史
该高速公路在允许重型车辆通行一年后，路面出现了纵向裂缝、沉陷、翻浆、龟裂等病害现象，分别在2000年、2001年和2002年进行了路面专项修补，修补情况如下：
⑴2001年路面维修情况
2001年路面维修主要是处理路面出现的破损和桥头跳车。
根据路面的不同病害，采取不同的处理方案。
①路面沉陷：
按一个车道进行处治，采用铣刨机和混凝土破碎机挖除路面结构层，用10#水泥混凝土作底基层（厚度≥40cm），15#水泥混凝土作基层（厚度26cm），然后铺筑6cmAC-25I型沥青混凝土和4cmAK-16I中粒式抗滑表层。
②路面翻浆：
处治方法同路面沉陷。
③路面裂缝：
严重纵向裂缝处治方法同路面沉陷；路面龟裂破除至底基层后，按沉陷处理。
④桥头跳车；采用铣刨机铣除4cm沥青混凝土上面层，然后铺AK-16I中粒式抗滑表层。
2001年路面维修处理基层为6290m2,挖补路面为56458m2，处理桥头跳车为30794m2。
总造价1300余万元。
但经过2001年冬季雨雪天气后，路面又出现大面积的翻浆、沉陷等病害。
2002年夏季过后，在施工纵缝处又出现了大量的严重车辙、纵向裂缝等病害。
因此，从总体来看，2001年的维修是不成功的。
⑵2002年路面维修
在2002年上半年又对此高速公路进行了第三次维修，维修方案如下：
①针对严重翻浆、大面积裂缝、坑槽的情况：
首先挖除面层和基层，然后浇筑20cm厚15#水泥混凝土，最后铺筑两层AC-25I沥青混凝土，总厚度16cm。
②针对底基层破坏或强度明显不足的情况：
首先挖除面层和基层和底基层，然后浇筑20cm厚15#水泥混凝土，最后铺筑两层AC-25I沥青混凝土，总厚度16cm。
③针对路基弹簧的情况：
首先挖除面层和基层和底基层，然后用级配碎石处理路基达到10—20cm深，下一步分别铺筑40cm厚5%水泥稳定碎石和浇筑20cm厚15#水泥混凝土基层，最后铺筑两层AC-25I沥青混凝土，总厚度16cm。
但路面经过维修后，在使用不久，又出现下列问题：
①沥青混凝土配比不合理，路面出现大面积车辙；
②纵向施工缝处理不当，虽已灌缝，有些路段仍然不同程度出现翻浆；
③横向施工缝多处出现沉陷和断裂。
问题解答
（1）：
⒈沥青路面损坏有（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）11种类型。
⒉水泥混凝土路面损坏有（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）11种类型。
。
⒊路基损坏有（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）8种类型。
⒋沿线设施损坏有（）、（）、（）、（）、（）5种类型。
⒌分析路面沉陷、翻浆、裂缝、桥头跳车的可能产生原因。
⒍请你对此高速公路2001年和2002年的养护维修方案作出评价，并提出你认为更合理的方案。
。
二、公路路面状况调查
该高速公路经过三次大面积维修后，路面使用情况仍不能从根本上得以解决，路段在2002年下半年又出现了大面积的损坏，不得不重新对其进行全面调查与彻底维修。
⒈路面损坏状况调查
⑴调查方法
本次调查采用人工全面调查方法。
即技术人员仔细查看路面损坏状况，按照《公路沥青路面养护技术规范》（JTJ073.2—2001）中规定，正确区分病害类型和严重程度。
每100m做一个路况实测记录，并按公路路段进行汇总。
⑵调查结果
①沉陷。
路面沉陷分布较广，几乎每公里路都存在，深度约5-10cm,面积3-8m2不等，主要发生在行车道上。
大部分沉陷病害都不同程度出现不规则裂缝。
路面沉陷严重影响行车安全。
②裂缝。
路面裂缝是此高速公路的主要病害，主要发生在行车道上。
裂缝本身虽然对行车影响不大，但它可能引发其他病害（翻浆、坑槽等）。
③车辙。
路面车辙分布也很普遍，主要也是发生在行车道上。
④翻浆。
翻浆一般发生在春季冻融期居多，但此高速公路路面翻浆一年四季都会发生，尤其是雨雪过后更为明显，一旦路面出现翻浆，就会进一步发展为沉陷或坑槽。
⑤桥梁伸缩缝的损坏。
⑶K0+000—K2+000处公路路面损坏调查结果见下表。
东半辐K0+000—K2+000路段路面调查表方向:
向南
起迄
桩号
龟裂（m2）
块状裂缝（m2）
纵向裂
缝（m2）
横向裂
缝（m2）
坑槽
（m2）
松散
（m2）
沉陷
（m2）
车辙
（m2）
拥包
（m2）
轻
中
重
轻
重
轻
重
轻
重
轻
重
轻
重
轻
重
轻
重
轻
重
K0+000
～100
2
5
K0+100
～200
5
3
4
K0+200
～300
2
4
K0+300
～400
3
K0+400
～500
5
6
4
4
K0+500
～600
4
6
2
K0+600
～700
2
6
K0+700
～800
5
3
K0+800
～900
7
4
2
3
3
2
K0+900
～000
3
5
4
K1+000
～100
6
4
3
2
3
5
1
K1+100
～200
4
3
3
K1+200
～300
2
3
6
2
6
2
2
K1+300
～400
4
2
5
4
2
K1+400
～500
5
3
1
3
3
K1+500
～600
1
4
3
4
K1+600
～700
3
K1+700
～800
4
5
2
3
4
4
K1+800
～900
K1+900
～000
3
4
1
3
问题解答
（2）：
⒈公路技术状况评价包含（）、（）、（）、（）四部分内容。
⒉公路技术状况分为（）、（）、（）、（）、（）五个等级。
⒊沥青路面使用性能评价包含（）、（）、（）、（）、（）五项技术内容。
其中，（）为抽样评定指标，单独计算与评定。
⒋水泥混凝土路面使用性能评价包含（）、（）、（）三项技术内容。
⒌公路技术状况评定以（）路段长度为基本评定单元。
⒍公路养护工程分为小修保养工程、（）、（）、（）四类。
⒎根据K0+000—K2+000路段路面调查表，计算路面损坏状况指数（PCI）。
（说明:
①需写出计算公式和简单的计算步骤。
②分K0+000—K1+000，K1+000—K2+000两段计算。
）
⒉其他状况调查结果
除了对公路的路面损坏状况进行了调查以外，还对公路路面的平整度、弯沉、抗滑性能进行了检测。
本次数据采集，采集设备和采集频率如下：
行车质量指数（RQI）：
激光平整度系统，全路测试；
路面强度系数（SSI）：
落锤式弯沉仪，每100m测一点；
路面抗滑系数（SFC）：
每200m测一点；
⑴弯沉测评结果
评测区间
代表弯沉
（0.01mm）
强度评价
上行
下行
上行
SSI
上行
下行（SSI）
下行
PSSI
评价等级
PSSI
评价等级
K0+000～K1+000
26.4
19.3
K1+000～K2+000
23.4
24.0
K2+000～K3+000
20.4
19.1
K3+000～K4+000
19.7
23.6
K4+000～K5+000
21
18.0
K5+000～K6+000
29.6
32.1
K6+000～K7+000
33.2
27.7
K7+000～K8+000
26.1
17.0
K8+000～K9+000
23.2
25.0
K9+000～K10+000
30.4
28.1
K10+000～K11+000
30.8
21.4
K11+000～K12+000
28.1
30.3
K12+000～K13+000
35.3
22.1
K13+000～K14+000
36.6
18.9
K14+000～K15+000
30.2
22.6
K15+000～K16+000
33.6
15.9
K16+000～K17+000
48.6
32.4
K17+000～K18+000
44.6
32.4
K18+000～K19+000
30.5
33.9
K19+000～K20+000
37.7
46.2
K20+000～K21+000
42.3
41.3
K21+000～K22+000
47.3
43.8
问题解答（3）：
将上表（弯沉测评结果）中空白部分填好。
要求：
写出计算公式，其中的一个评测区间要求写出计算步骤。
⑵路面抗滑性能检测结果（K0+000～K2+000的横向力系数测试结果）
序号
起迄桩号
SFC平均值
1
K0+200
32
2
K0+400
39
3
K0+600
34
4
K0+800
40
5
K1+000
41
K0+000～K1+000
路面抗滑性能SRI=
评价等级：
6
K1+200
35
7
K1+400
41
8
K1+600
40
9
K1+800
34
10
K2+000
43
K1+000～K2+000
路面抗滑性能SRI=
评价等级：
试对此路段的抗滑性能进行评价，其他路段的抗滑性能与此路段相关不大，可认为K0+000～K2+000路段的抗滑性能评价代表了全路的抗滑性能。
问题解答（4）：
将上表（路面抗滑性能检测结果）中空白部分填好。
要求：
写出计算公式和其中一段的主要计算步骤。
⑶路面平整度测试结果
序号
起迄桩号
IRI平均值
单位：
m/km
1
K0+100
2.9
2
K0+200
2.5
3
K0+300
3.0
4
K0+400
3.4
5
K0+500
2.6
6
K0+600
2.5
7
K0+700
2.7
8
K0+800
2.9
9
K0+900
3.2
10
K1+000
3.1
路面行驶质量RQI=
评价等级：
⑷路面车辙RDI评价等级为中。
问题解答（5）：
1将上表（路面平整度测试结果）中空白部分填好。
2计算K0+000～K1+000路段的路面使用性能指数PQI，并进行等级评价。
要求：
写出计算公式和主要的计算步骤。
三、路基检测
对高填方路基发生不均匀沉降路段以及挖方路基路面发生龟裂、沉陷段，采用雷达波进行了探测。
根据检测结果，并结合历年来的有关养护档案资料，判定高填方路基的不均匀沉陷大部分已趋于稳定，部分路基存在地下水侵害。
同时对边坡防护情况做了调查，调查结果显示，有一部分防护设施已经失效，存在支档结构物错位破坏和边坡冲刷。
问题解答（6）：
⒈挖方路基潮湿路段如何处理？
（水源主要为雨后形成的岩石裂隙水或毛细水。
）
⒉仍有可能发生较大沉降的地段如何处理？
根据调查和施工资料分析，K10公路路段靠近铁路，路基填土大于10m，属于高填方路段。
设计中已考虑到路基沉降问题，将水泥混凝土路面改为半刚性基层的柔性路面。
但是，由于路基施工时路基填料含水量偏大，同时路基填料中含有膨胀土，施工时因工期要求，路基填料未行到充分晾晒，含水量偏大。
在车辆荷载长期作用下，尤其是超载车辆的通行，造成了行车道路基不均匀沉降，从而引起了路面及基层、底基层的破碎、下沉，产生了大面积的坑槽和翻浆。
⒊常用的公路边坡防护方法有哪些？
其分别适用什么情况？
⒋边坡易风化，裂隙和节理发育的岩石挖方边坡如何防护？
四、养护维修设计方案
根据此高速公路的实际情况，并借鉴许多专家的意见，决定对此高速公路采用下述的养护维修方案，养护维修方案分为两大部分：
病害处理方案和加铺罩面设计方案。
⒈病害处理方案
⑴轻度病害的处治方案
1裂缝
问题解答（7）：
请写出裂缝的处理方案和施工步骤。
2轻度沉陷、龟裂、车辙、坑槽
问题解答（8）：
请写出轻度沉陷、龟裂、车辙、坑槽的处理方案和施工步骤。
⑵重度病害的处治方案
病害特征：
路表面变形明显，下沉深度>25mm,或路表面沿轮迹方向变形较深,同时病害处有泥浆挤出,路面损坏严重。
问题解答（9）：
请分析重度病害的可能形成原因。
处理方案：
分为一般路段和全挖路段的处理。
1一般路段
按一个车道、一个半车道或超车道，铣刨原路面层和基层，铣刨深度39cm，然后铺筑25cm微膨胀水泥混凝土基层、8cmAC-25I改进型沥青混凝土下面层和6cmAC-20I改进型SBS沥青混凝土中面层，坑槽侧壁刷粘结沥青后粘贴3mm厚的改性沥青聚合物双面贴，施工接缝上表面贴封不小于15cm宽的高分子抗裂贴膜。
所有路面病害处治方案完成后，整体加铺1.5cm改性沥青胶砂应力吸收层和4cmSMA-13路面磨耗层。
问题解答（10）：
请用图表示上述处理方案，让人一目了然。
2全挖路段
挖除9.25m宽原路面结构层后，视土基湿软情况用8%生石灰处治湿软土基18cm厚，然后铺设防水土工布，铺筑20cm级配碎石、20cm水泥稳定碎石（5：
95）、22cm贫水泥混凝土或连续配筋混凝土、1.5cm应力吸收层、8cmAC-25I改进型沥青混凝土、6cmAC-20I改进型SBS沥青混凝土。
坑槽侧壁刷粘结沥青后粘贴3mm厚的改性沥青聚合物双面贴，施工接缝上表面帖封不小于15cm宽的高分子抗裂贴膜。
所有路面病害处治方案完成后，整体加铺1.5cm改性沥青胶砂应力吸收层和4cmSMA-13路面磨耗层。
采用全挖路段处理方案施工中，若发现需保留的1.5m紧急停车带底基层存在质量问题，应将处理宽度变为10.75m，且每间隔20m一道的横向碎石排水盲沟应与全挖路段处治同时施工。
问题解答（11）：
请用图表示上述处理方案，让人一目了然。
⒉防排水处理设计方案
1紧急停车带处横向排水
紧急停车带处横向排水采用两种方案。
方案一：
在病害严重路段，开挖至土基，每间隔20m设一道横向排水管沟。
方案二：
其他病害严重路段开挖至底基层，每间隔20m设一道横向排水管沟。
2路面分散排水
凹型竖曲线底部或路面排水不畅路段，变集中泄水槽排水为路肩分散排水，并拆除路基边坡混凝土预制块，同时做好路肩预制块铺砌防水和路基边坡绿化防护。
3中央分隔带纵向排水系统
问题解答（12）：
请对中央分隔带纵向排水系统进行方案设计。
4中央分隔带（人孔井）横向排水系统
沿人孔井底面至两侧路基边坡打孔，由人孔井底面向两侧边坡的坡度为2.5%，然后穿入φ10cmrPVC管，靠人孔井一端管头用1×1cm丝网封闭，以防管头堵塞。
人孔井壁与PVC管按合处用水泥砂浆填塞密实，以防漏水。
5边缘排水
问题解答（13）：
请对边缘排水进行方案设计。
⒊加铺罩面层的设计
在对原路面的病害进行正确的处理后，加铺新的罩面层。
加铺罩面层的设计分为两种方案。
方案一：
加铺罩面层的结构为，4cm改性沥青SMA-13路面磨耗层+1.5cm改性沥青胶砂应力吸收层。
方案二：
加铺罩面层的结构组成方式为，2.0cm宏表处（改性沥青超薄磨耗层）。
根据计算，对跨径小于20m的桥涵，可进行加铺；对跨径大于20m的桥涵，仅在铣刨4cm后铺筑改性沥青SMA-13路面磨耗层，不得增加跨径大于20m的桥涵的静载。
因加铺层所造成的桥头高差在桥头两侧30m范围内按照2‰坡度进行调坡处理。
问题解答（14）：
①罩面按其使用功能划分为（）、（）、（）三类。
②请对两种方案进行比较，并分析方案一和方案二的适用情况有什么不同。
⒋加铺罩面层的材料配合比设计（以SMA-13为例）
改性沥青SMA-13路面磨耗层是一种由改性沥青、纤维稳定剂、矿料及少量的细集料组成的沥青玛蹄脂填充间断级配的粗集料骨架间隙而组成的沥青混合料路面，它的最基本的组成是碎石骨架和沥青玛蹄脂结合料两大部分。
各材料的组成比由实验确定，一般要求沥青用量在6%左右，纤维用量在0.4%左右，空隙率在3%左右。
⑴材料要求
1沥青
2粗集料：
玄武岩石料。
3细集料：
机制砂。
4填料：
磨细石灰石粉或消石灰粉、水泥。
5纤维稳定剂：
木质素纤维。
⑵SMA-13配合比设计
1设计原则（略）
2设计标准（略）
3SMA-13目标配合比设计
4SMA-13目标配合比设计检验
5SMA-13目标配合比检验
6生产配合比设计和试拌试铺
⒌旧沥青路面再生
选取其中三公里路段进行就地热再生施工。
问题解答（15）：
1旧路面沥青混合料的试验内容；
2再生沥青混合料的配合比设计程序；
③依据原有路面结构情况，决定采用面层热再生5cm+新上面层3cm，写出施工步骤。
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