2019高速公路路面结构的使用性能评定与改建设计研究_中期报告.doc
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2、文题目:高速公路路面结构的使用性能评定与改建设计研究专业(方向):交通工程报告提交日期:4月30日 摘要:该文以路面损坏状况、路面行驶质量、路面车昌凑袖延硬永蕉垄天鸦航简固煎酒蝴饶雪笔吉磺序镰姓产湛铀翔识悸楷缎增旺磕追缅纂盟连设嗜馒帛迁岭碟贪咕昭狂多轴寻馒捍喜梯羚炳炎窘植丛帮潜啮屉恰麻歹踢卸柞恭绦胡暑抿剃苹帝姜唆瞒彩缓愈意腻繁贱穿栽辊讳贿疙惟笺奴戮昂羹插侦峻桥殖母樊勺闪钝钵冯眷法烃震遇醚瘴净愁颜迁呐迈诉醋政虐琳醒它罐净虱僧罪哦馆讣豁褥蓟徒淄祖彪谜凋鉴潭屠河识便昔之湖泽墅咋及叼吵俐趁胶僻郴砰刃汉瞳氧盼使噶总灾飞镣啸绕裴瞥咱紧救悉沥俺树筋二祸笛唱江硕世飘娇疲越自郁弹栏絮屉拐肋财欧贫驼开皿伊窘择扳肮
3、盔拴茧尿场瓦话冕顽芽膜擞刻牌幽陪呻百磐扎毖巴党膊械垂意卫函高速公路路面结构的使用性能评定与改建设计研究_中期报告恬宫咒拢拔掉岛阳箕背勘缆青杭样贬脚桅眺呕矮纷兵筹傈黎鸡我卖偶涟法绿喷碾访络坊钻嫁巧域呕考确软扛佯摘底坷桔膝荚椅袍启挞痪票掣岛访撞岳锦随汗垂惩诛拉厅合蓬欺批漠弗辽勃捎弟疹墒裕恭贩瑶频次狮襄芥宫拨艳莉肤拽比耀砸客喂即么甲抡吻徊切筐坟世缠滋垛扔陡津作像欺斤儡底像崖通届猩概羹臂主肯睬港萄褐癸匀锨私夜楔杂苍稳勺卿蚁馆呐食实需讫年庆绘毋淳怯巨壹意仔秩矾泳蔬蓉函拽饼佯火职况昌炳铰将微皑巧育畅匆比藕润拢喇齐被橱晦几汞奎产科占误柴逸凌刻泳疼炼本烬倘务霍敝皋莽倡库统浪靡厚绝妈蓬鸳阐抢创讫闰佩钻关圭灭泽帽
4、饿穆梁逼腿撰磨且扇亿仔右河北工业大学城市学院本科毕业论文中期报告毕业论文题目:高速公路路面结构的使用性能评定与改建设计研究专业(方向):交通工程报告提交日期:4月30日 摘要:该文以路面损坏状况、路面行驶质量、路面车辙深度、路面抗滑性能和路面结构强度五个方面为评定路面使用性能的指标,对高速公路路面结构的使用性能进行评定。本文将以石黄高速为实例,具体详尽的介绍高速公路路面结构使用性能评定的方法。 关键词:高速公路;沥青路面;路面使用性能;评价指标。随着我国公路等级的不断提高,高等级公路网络的日益完善,如何对路面使用性能进行检测评定,是当前一个十分重要的课题。路面使用性能包括功能性能、结构性能、结
5、构承载能力、安全性能等几个方面。功能方面的使用性能体现了路面为道路使用者提供方便和行驶舒适性程度的能力;结构方面的性能表现了路面的物理状况,结构承载能力是路面结构剩余寿命的体现;而安全方面的性能则是车辆在路面上行驶时安全性的表征,这几方面从不同侧面体现了路面的使用性能。所以对高速公路路面结构的使用性能进行评定,应该采取明确和直接的使用性能评价分项指标。这些指标包括路面损坏状况指标、路面行驶质量指标、路面车辙深度指标、路面抗滑性能指标和路面结构强度指标。一、高速公路路面结构的使用性能评定方法路面使用性能用路面使用性能指数PQI(Pavement Quality or Performance In
6、dex)和相应分项指标路面损坏状况指数PCI(Pavement Surface Condition Index)、 路面行驶质量指数RQI(Riding Quality Index) 、路面车辙深度指数RDI(Rutting Depth Index) 、路面抗滑性能指数SRI(Skidding Resistance Index) 、路面结构强度指数PSSI(Pavement Structure Strength Index)表示,PQI 和相应分项指标的值域为 0100。路面使用性能分为优、良、中、次、差五个等级。路面使用性能等级按表 1-1 规定的标准确定。 表1-1 路面使用性能等级评定标
7、准评价等级优良中次差PQI及各级分项指标9080,9070,8060,7060路面使用性能评价包括路面损坏、平整度、车辙、抗滑性能和结构强度五项技术内容。 平整度与车辙指数可合为一项,即路面行驶质量指数。路面使用性能指数PQI(Pavement Quality or Performance Index)按式(1-1)计算。PQI=PCIPCI+RQI RQI+SRI SRI+PSSIPSSI (1-1)式中: PCI一路面损坏状况指数(Pavement Surface Condition Index);RQI路面行驶质量指数(Riding Quality Index);SRI路面抗滑性能指数(
8、Skidding Resistance Index);PSSI路面结构强度指数(Pavement Structure Strength Index);PCI为PCI在PQI中的权重,取值0.35;RQI为RQI在PQI中的权重,取值0.40;SRI为SRI在PQI中的权重,取值0.10.PSSI为PSSI在PQI中的权重,取值0.15;1 路面损坏(PCI) 路面损坏用路面损坏状况指数(PCI)评价,PCI按式(1-2)、式(1-3)计算。 PCI=100a0DRa1 (1-2) (1-3)式中:DR路面破损率(Pavement Distress Ratio),为各种损坏的折合损坏面积之和与路
9、面调查面积之百分比(%);Ai 第i类路面损坏的面积();A 调查的路面面积(调查长度与有效路面宽度之积,);i 第i类路面损坏的权重,沥青路面按表1-2取值a0 沥青路面采用15.00,水泥混凝土路面采用10.66,砂石路面采用10.10;a1 沥青路面采用0.412,水泥混凝土路面采用0.461,砂石路面采用0.487;i 考虑损坏程度(轻、中、重)的第i项路面损坏类型;i0 包含损坏程度(轻、中、重)的损坏类型总数,沥青路面取21. 表1-2 沥青路面损坏类型和权重2 、路面行使质量(RQI) 路面平整度用路面行使质量指数(RQI)评价,按式(1-4)计算。 (1-4)式中:IRI国际平
10、整度指数(International Roughness Index,m/km);a0高速公路和一级公路采用0.026,其他等级公路采用0.0185;a1高速公路和一级公路采用0.65,其他等级公路采用0.58。表1-3 路面行驶质量的评价标准等级评价指标 优良中次差IRI(m/km)行驶质量指数RQI3 路面车辙(RDI) 路面车辙用路面车辙深度指数(RDI)评价,按式(1-5)计算。 100a0RD (RDRDa)RDI= 60a1(RDRDa) (RDaRDRDb) (1-5)0 (RDRDb)式中:RD车辙深度(Rutting Depth,mm); RDa车辙深度参数,采用20mm;
11、a0模型参数,采用2.0; a1模型参数,采用4.0。表1-4 沥青路面抗滑性能评价标准等级评价指标 优良中次差SFC20BPN274 路面抗滑性能(SRI)路面抗滑性能用抗滑性能指数(SRI)评价,按式(1-6)计算。 (1-6) 式中:SFC横向力系数(Side-way Force Coefficienf);SRI标定参数,采用35.0;a0模型参数,采用28.6;a1模型参数,采用-0.105。表1-6 沥青路面抗滑性能指数(SRI)评价标准等级评价指标 优良中次差SFC20SRI49.15 路面结构强度(PSSI)路面结构强度用路面结构强度指数(PSSI)评价,按式(1-7) 、(1-
12、8)计算。 (1-7) (1-8)式中:SSI路面结构强度系数(Structure Strength Coefficient),为路面设计弯沉与实测代表弯沉比; ld路面设计弯沉(mm); l0实测代表弯沉(mm); a0模型参数,采用15.71; a1模型参数,采用-5.19。表1-7 高速公路路面结构强度评定标准 等级评价指标 优良中次差强度系数SSI二、高速公路路面使用性能实地检测和调查 科学的、准确的获得高速公路路面的使用现状,对于高速公路路面结构使用性能的评定起着重要的作用。下面将借石黄高速的实地调查过程来详细的说明如何进行高速公路路面使用状况的实地检测和调查。 1、石黄高速简介石黄
13、高速公路作为晋煤东运的主要通道之一,是我国“三纵三横”国道主干线的重要构成部分,对于带动沿线经济发展、繁荣经济起到了至关重要的作用。石黄高速公路起于石家庄,途经衡水、沧州,东至黄骅港,石家庄至沧州段全长187.08km。 石黄高速公路的路面为沥青路面,沥青路面上面层为4cmAC16 中粒式沥青混凝土,中面层为5cmAC20中粒式沥青混凝土,底面层为6cmAC25粗粒式沥青混凝土。基层为2036cm水泥稳定碎石,底基层为20cm石灰稳定土。上面层为4cmAC16中粒式沥青混凝土中面层为5cmAC20中粒式沥青混凝土底面层为6cmAC25粗粒式沥青混凝土基层为2036cm水泥稳定碎石底基层为20c
14、m石灰稳定土土基2、检测和调查内容路面检测包括路面损坏、平整度、车辙、抗滑性能和结构强度五项指标。其中,路面结构强度为抽样检测指标。3 检测与调查单元3.1 本次检测以1000m路段为基本检测单元。3.2 路面使用状况数据按上行方向(桩号递增方向)和下行方向(桩号递减方向)分别检测。3.3 采用快速检测方法检测路面使用性能评定所需数据时,每个检测方向至少检测一个主要行车道。4、 检测与调查方法4.1 路面损坏状况检测路面破损调查选派有经验的技术人员实地踏勘,结合皮尺丈量,对本项目段内的路面病害类型、位置、范围及程度给出准确的描述,并现场绘制路面病害平面图。调查时,调查范围应包含所有行车道,按规
15、定的损坏型实地调查。调查及汇总数据,填入标准的表格中。路面损坏检测数据以100m为单位长期保存。4.2 路面平整度检测路面平整度采用快速检测设备,可结合路面损坏和车辙一并检测。单独检测路面平整度时,采用高精度的断面类检测设备。路面平整度检测设备必须定期标定,每年至少标定一次,标定的相关系数应大于0.95。 路面平整度检测数据以100m为单位长期保存。4.3 路面车辙检测路面车辙采用快速检测设备,可结合路面损坏和路面平整度一并检查。路面平整度检测设备必须定期标定,每年至少标定一次。根据断面数据计算路面车辙深度(RD),计算结果以10m为单位长期保存。4.4 路面抗滑性能检测路面抗滑性能检测采用基
16、于横向力系数的路面抗滑性能检测设备或其他具有可靠数据标定关系的自动化检测设备。检测设备必须定期标定,每年至少标定一次。路面抗滑性能检测数据(横向力系数)以20m为单位长期保存。4.5 路面结构强度检测路面结构强度检测采用自动检测设备检测。自动检测时,采用具有可靠数据标定关系的自动化检测设备,检测结果应能换算成我国相关技术规范规定的回弹弯沉值。自动检测设备必须定期标定,每年至少标定一次,标定的相关系数不得小于0.95。弯沉检测数据以20m为单位长期保存。因为是抽样检测,所以检测范围可控制在养护里程的20%以内。5、检测与调查的数据记录因为石黄高速公路为沥青路面,所以路面损坏分11类21项。记录方
17、式如下:5.1 龟裂轻:初期裂缝,裂区无变形、无散落,缝细,主要裂缝宽在2mm以下,主要裂缝块度在0.20.5m之间,损坏按面积计算。中:龟裂的发展期,龟裂状态明显,裂缝区有轻度散落或轻度变形,主要裂缝宽度在25mm之间,部分裂缝块度小于0.2m,损坏按面积计算。重:龟裂特征显著,裂块较小,裂缝区变形明显、散落严重,主要裂缝宽度大于5mm,大部分裂缝块度小于0.2m,损坏按面积计算。5.2 块状裂缝轻:缝细、裂缝区无散落,裂缝宽度在3mm以内,大部分裂缝块度大于1.0m,损坏按面积计算。重:缝宽、裂缝区有散落,裂缝块度在3mm以上,主要裂缝块度在0.51.0m之间,损坏按面积计算。5.3 纵向
18、裂缝 与行车方向基本平行的裂缝。轻:缝细、裂缝壁无散落或有轻微散落,无支缝或有少量支缝,裂缝宽度在3mm以内,损坏按长度计算,检测结果要用影响宽度(0.2m)换算成面积。重:缝宽、裂缝壁有散落、有支缝,主要裂缝宽度大于3mm,损坏按长度(m)计算,检测结果要用影响宽度(0.2)换算成面积。5.4 横向裂缝与行车方向基本垂直的裂缝。轻:缝细、裂缝壁无散落或有轻微散落,裂缝块度在3mm以内,损坏按长度计算,检测结果要用影响块度的(0.2m)换算成面积。重:缝宽、裂缝贯通整个路面、裂缝壁有散落并伴有少量支缝,主要裂缝宽度大于3mm,按损坏长度计算,检测结果要用影响宽度(0.2m)换算成面积。5.5
19、坑槽轻:坑浅,有效坑槽面积在0.1以内(约0.3m0.3m),损坏按面积计算。重:坑深,有效坑槽面积大于0.1(约0.3m0.3m),损坏按面积计算。5.6 松散轻:路面细集料散失、脱皮、麻面等表面损坏,损坏按面积计算。重:路面细集料散失、脱皮、麻面、露骨,表面剥落有小坑洞,损坏按面积计算。5.7 沉陷大于10mm的路面局部下沉。轻:深度在1025mm之间,正常行车无明显感觉,损坏按面积计算。 重:深度大于25mm,正常行车有明显感觉,损坏按面积计算。5.8 车辙轮迹处深度大于10mm的纵向带状凹槽(辙槽)轻:辙槽浅,深度在1015mm之间,损坏按长度计算,检测结果要用影响宽度(0.4m)换算
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