高速公路沥青路面病害诊断与养护决策研究

摘要

随着我国高速公路建设的快速发展，高速公路路面质量服务需求日趋增长。提供良好的路面维修决策成为高速公路养护管理的重点。如何对运营中的高速公路实施正确的养护维修、准确的路面病害诊断和科学有效的养护决策成为高速公路养护工作的关键。
　　本文依托广西LB高速公路沥青路面养护管理研究，LB高速公路于2005年底建成通车，至今已运营10年。目前，通过分析其路面技术状况指标PQI和PCI均达到优良，路面总体路况良好。其养护与管理具有良好的借鉴意义。随着使用年限的增加，LB高速公路路面性能整体呈下降趋势，通过对原路面现场调查分析，对其路面病害进行了系统的总结和研究，原路面出现了纵向裂缝、车辙、坑洞和块裂等典型病害。为恢复LB高速公路路面性能，提高道路服务水平，有效利用养护费用，提出科学有效的养护对策。
　　在对LB高速公路原路面进行路面结构及路面病害分析，总结得出主要的4种典型的路面病害类型:填方路段裂缝、车辙、块裂及坑洞。首先，通过选取路面完好、严重车辙、块裂和坑洞等4种典型病害路段进行现场钻芯取样并利用车辙深度检测、路表渗水检测、FWD检测、激光弯沉车检测及室内试验分析作出路面评估探究，得出早期路面病害产生原因主要是上面层孔隙率过大，导致水损害破坏，从而产生坑洞。80％芯样的上水稳基层底部松散，形成厚约20～35mm的软夹层，动荷载作用下上水稳层达到疲劳极限而破坏，造成路面块断。沥青层抗剪强度不足和第二期路面工程施工时中面层表面洒布的粘层沥青过多造成严重车辙现象。然后，通过收集历年交通量，调查当前上行和下行断面交通量和检测车辆轴重及超载情况作出当量轴次分析。同时，通过室内分析计算累计当量标准轴载作用次数，评定路面结构强度，建立路面力学模型，计算路面结构层荷载应力，分析旧路面疲劳损伤和加铺补强结构疲劳寿命，得出病害路段上下水稳层间含15mm松散夹层的路面，疲劳损伤已达68％，完全光滑疲劳损伤已达28％，上下水稳层间粘结良好路面疲劳损伤为9.2％。最后，根据路面检测评估和分析结果，针对4种不同的路面病害状况提出维修对策:①PCI＞90和SSI1＞0.78的路面，采取小修保养措施;②PCI＜90和SSI1＜0.78的路段，路面水稳层间可能存在松散夹层，应予加铺补强;③上水稳层底面松散，在上下水稳层间形成20～35mm厚的软弱夹层，上水稳层底面的荷载拉应力过大，多年行车后达到疲劳强度而破坏，应挖除重铺。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题提出及研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．2．3 存在的主要问题

1．3 研究内容及技术路线

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 技术路线

第二章 LB高速公路建设背景与病害分析

2．1 LB高速公路工程概况

2．1．1 项目背景

2．1．2 原路面结构

2．2 路面技术状况

2．2．1 填方路段裂缝

2．2．2 车辙

2．2．3 块裂

2．2．4 坑洞

2．3 路面技术状况指标

2．4 养护历史

第三章 LB高速公路路面检测评估与结果分析

3．1 现场取样

3．2 现场检测

3．2．1 现场钻芯检测

3．2．2 车辙检测

3．2．3 路表渗水检测

3．2．4 FWD检测

3．2．5 激光弯沉车检测弯沉

3．3 室内试验

3．3．1 坑洞群段沥青路面芯样的空隙率和油石比

3．3．2 沥青路面集料级配和油石比

3．3．3 沥青路面圆柱体芯样抗剪强度

3．3．4 沥青层板块车辙试验

3．3．5 水泥稳定碎石芯样的抗压强度和压缩模量

3．4 路面早期损坏原因分析

3．4．1 坑洞产生原因

3．4．2 路面产生块裂破坏原因

3．4．3 路面车辙产生原因

3．5 本章总结

第四章 路面结构性能评价

4．1 当量轴次分析

4．1．1 交通量调查

4．1．2 计算日当量标准轴次

4．1．3 计算累计当量标准轴次

4．1．4 超载情况

4．2 路面结构结构层模量反算

4．3 路面结构层荷载应力分析

4．3．1 第二期工程完工后路面结构荷载应力分析

4．3．2 第一期工程路面结构荷载应力分析

4．4 路面完好段路面疲劳寿命和累积疲劳损伤估算

4．4．1 路面疲劳寿命估算

4．4．2 路面累积疲劳损伤分析

4．5 块裂段路面疲劳分析

4．6 本章总结

第五章 养护维修对策

5．1 路基沉陷路面纵向裂缝发育段路面养护维修对策

5．2 块裂段路面养护维修对策

5．3 路面完好段养护维修对策

5．3．1 养护维修对策

5．3．2 直接加铺沥青混凝土补强方案

5．3．3 上水稳基层底部松散夹层灌浆稳定后加铺沥青路面

5．3．4 补强方案比较

5．4 养护维修方案

5．5 本章总结

第六章 结论与展望

致谢

参考文献