佛山市“一环”城际快速干线路面结构方案研究

摘要

在国内外相关技术资料调研的基础上，着重于介绍国外沥青路面结构设计理念，通过对广东省内八条高等级公路沥青路面的相关路况调查，结合目前省内主要沥青路面结构修筑经验并进行分析、归纳和总结，从而为佛山市“一环”城际快速干线公路路面结构设计方案提供了科学可靠的依据。同时，依据佛山市“一环”的设计资料和交通量调查分析结果，采用我国规范和澳大利亚规范两种设计方法对拟定的沥青路面结构多种组合方案进行了厚度设计比较，并通过技术经济比较分析，确定了佛山市“一环”城际快速干线公路的沥青路面结构的科学可靠的推荐方案。 本文得到如下主要结论： 1、国外永久性沥青路面修筑的实践经验证明，控制路面的损坏只发生在表面层的永久性沥青路面结构设计理念代表了当前国际上沥青路面结构设计理念的发展方向；永久性沥青路面结构需要一个较厚的沥青层(>20cm)，厚沥青层结构是永久性沥青路面结构的必要条件，同时，厚沥青层结构使用性能要比水泥稳定处治基层上的薄沥青面层结构具有优越性；合理的沥青路面结构设计可以使得路面设计寿命大于40年，而无需一味地增加路面结构设计厚度；永久性沥青路面结构在初期修建费很高，日常养护费较少，总费用效益比最大。 2、广东地区高等级公路沥青路面结构基本以半刚性基层沥青路面结构为主，同时也存在半刚性底基层+柔性基层构成的组合式沥青路面结构；厚沥青层的组合式基层沥青路面结构较沥青层薄的半刚性基层沥青路面结构运营后的维修和养护方面具有优越性。 3、工程实践应用表明，对于半刚性基层和沥青面层，通过选用先进合理的施工工艺、改性沥青和混合料类型，使得沥青路面的均匀性、平整度、强度、刚度与稳定性等有明显改善，从而大大提高了沥青路面的使用性能。 4、总结并提出的高等级公路沥青路面结构的设计理念应该是：合理设置路面各结构层的位置和层厚，充分发挥各层材料的特性，以抵抗车轮荷载和环境因素的作用，实现表面功能层的设计使用寿命，提供良好的服务质量。同时，整个结构特别是基层以下部分还应保持有足够的剩余强度，以保证路面结构有最低的修复成本和更长的使用寿命。因此，在高等级公路沥青路面结构设计过程中，合理地匹配各结构层的寿命非常重要，并要保证基层与土基具有大致相同的使用寿命并应大于沥青面层的使用寿命；同时，在考虑经济效益和社会效益的前提下，应在路面结构设计中尽量延长结构性维修的周期。 5、根据国内外调研、设计理念、设计资料和交通量等分析结果，在制定路面结构组合方案考虑的主要原则的基础上，初拟了佛山市“一环”城际快速干线公路的主线和辅路的多种沥青路面结构组合方案，并分别按照国内规范和澳大利亚规范进行了厚度设计，设计结果表明我国规范得到的半刚性设计层厚度均比澳大利亚规范设计结果大，表明我国沥青路面结构设计偏安全。 6、通过对设计的多种沥青路面结构方案进行技术经济比较分析，结合目前的实际应用和使用性能情况调查来看，SMA表面层施工均匀性、耐久性、高温性能、抗水损害能力、抗滑性及抗滑耐久性较抗滑表层AK-13A好，推荐佛山“一环”城际快速干线公路的主线采用SMA方案，辅路采用AK-13A方案，从而推荐了佛山“一环”城际快速干线公路的主线和辅路的土质路基和岩石路基的沥青路面结构设计方案，各推荐方案均能够满足40年的使用寿命要求。 总之，通过对佛山市“一环”城际快速干线公路沥青路面结构方案的研究，提出了科学合理的沥青路面结构设计方案，从而为佛山市“一环”城际快速干线公路的“大交通和重交通”的需求和路面长期使用要求提供了科学可靠的保障。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1问题的提出

1.2工程概况

1.2.1路线走向

1.2.2沿线地形、地质、气候、水文特征

1.3研究的主要内容

第二章国内外沥青路面结构调研与分析

2.1国外沥青路面结构调研情况

2.1.1永久性沥青路面结构特点

2.1.2永久性沥青路面性能目标

2.1.3永久性沥青路面使用情况

2.2国内沥青路面使用状况分析

2.2.1沥青路面的水损坏

2.2.2车辙、推拥等流动变形损坏

2.2.3裂缝问题

2.3广东省高等级公路沥青路面结构调研情况

2.3.1广佛高速公路调研情况

2.3.2广深高速公路调研情况

2.3.3花清高速公路调研情况

2.3.4广园东快速路调研情况

2.3.5惠河高速公路调研情况

2.3.6京珠高速公路(粤境南段)调研情况

2.3.7省内部分新建高等级公路路面结构形式

2.4小结

第三章高等级公路沥青路面结构设计理念

3.1损伤与损伤累积概念

3.2关于结构层寿命的匹配问题

3.3关于设计年限的问题

3.4小结

第四章佛山市“一环”路面设计资料

4.1地理位置与气象特征

4.2沿线地质调查情况

4.3路基填挖高度调查情况

4.4路基施工调查情况

4.5交通量调查与分析

4.5.1佛山一环交通组成

4.5.2珠江三角洲地区普通公路交通组成

4.5.3珠江三角洲地区高速公路交通组成

4.5.4佛山“一环”工可报告交通组成调查情况

4.5.5佛山“一环”可能吸引或转移的交通

4.6小结

第五章佛山市“一环”路面结构设计与分析

5.1按国内规范设计过程与结果

5.1.1初拟路面结构

5.1.2基于通行能力的标准轴载计算

5.1.3结构层设计参数的确定

5.1.4路面结构计算分析

5.1.5路面结构设计结果

5.2按澳大利亚沥青路面设计指南设计过程与结果

5.2.1澳大利亚沥青路面设计流程

5.2.2初拟路面结构

5.2.3结构层设计参数的确定

5.2.4路面设计交通参数的确定

5.2.5路面结构计算与分析

5.2.6路面结构设计与分析结果

5.3小结

第六章佛山市“一环”路面结构推荐方案

6.1路面结构技术经济比较

6.1.1路面结构方案费用分析

6.1.2路面结构方案技术分析

6.2佛山市“一环”路面结构推荐方案

6.2.1主线路面结构推荐方案

6.2.2辅路路面结构推荐方案

6.3小结

第七章结论

参考文献

致谢

攻读工程硕士学位期间主要研究成果