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1、河北工业大学城市学院本科毕业论文中期报告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：某高速公路水泥砼路面的使用性能评定与改建设计研究专业：土木工程（道路桥梁方向）学生信息：指导教师信息：宋金华教授报告提交日期：2013.5.15摘要：该文以路面损坏状况、路面行驶质量、路面抗滑性能和路面结构强度四个方面为评定路面使用性能的指标，对高速公路水泥路面结构的使用性能进行评定。本文将以宣大高速为实例，具体详尽的介绍高速公路水泥路面结构使用性能评定的方法。关键词：高速公路；水泥混泥土路面；路面使用性能；评价指标。路面结构在汽车与自然因素的反复作用下，其使用使用性能会不断改变，路面结构逐渐出现破坏
2、，并最终导致不能满足使用性能的要求。因此，在路面使用过程中，必须采用相应的养护、补强和改建措施，试路面的使用性能得到部分恢复，甚至提高。为了了解和掌握路面使用性能的变化情况，以便及时采取各种养护和改建措施，延缓其衰变或恢复其性能，必须定期对路面的使用性能进行评定。路面使用性能包括功能、结构、安全三个方面。功能方面的使用性能是指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，包括路面损坏状况和结构承载能力；而安全方面则是指路面的抗滑能力，这几方面从不同侧面体现了路面的使用性能。所以对高速公路水泥混泥土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
3、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和相应分项指标路面损坏状况指数PCI、 路面行驶质量指数RQI 、路面抗滑系数BPN 、路面结构强度指数PSSI表示。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、行驶质量、抗滑性能和结构强度四项技术内容。路面使用性能指数PQI（Pavement
4、 Quality or Performance Index）按式（1-1）计算。 （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(Skidding Resistance Index)；PSSI路面结构强度指数(Pavement Structure Strength Index)；W1为PCI在PQI中的权重，取值0.35；W2为RQI在PQI中的权重，取值0.40；W3为SRI在PQI中的权重，取值0.10.W4为PSSI在PQI中的权重，
5、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。 (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，水泥路面按表1-2取值a0 水泥混凝土路面采用10.66；a1 水泥混凝土路面采用0.461；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-
6、2 水泥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)、（1-7）计算。 （1-6） （1-7）Error! No b
7、ookmark name given. 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（1-8) 、(1-9)计算。 （1-8） （1-9）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
8、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，对于高速公路水泥混泥土路面结构使用性能的评定起着重要的作用。下面将借宣大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、宣大高速简介宣大高速公路是晋煤外运的主要通道之一，该路自宣化起，经化稍营、阳原至山西省界，全长127.8公里，概算投资35.34亿元。全段按四车道高速公路标准分期建设。1996年开工，2000年建成通车
9、。宣大高速公路是河北省建成的第一条山区重载高速公路，是国家“九五”重点公路建设项目，也是晋煤外运以及东北、华北连接西部地区的黄金通道。 宣大高速公路的路面为水泥混凝土路面2、检测和调查内容路面检测包括路面损坏、平整度、抗滑性能和结构强度四项指标。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
10、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，和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 路面抗滑性能检测路面抗滑性能检测采用基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
11、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。4.4 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宣大高速公路为水泥路面，所以路面损坏分四大类。记录方式如下:5.1 水泥混凝土面层断裂类病害5.1.1 贯穿水泥混凝土面层的断裂裂缝，按裂缝出现的方位和板断裂的块数，
12、分为下列4中病害。 1 平行或近于路面中心线的纵向裂缝。 2 垂直或斜向路面中心线的横向或斜向裂缝。 3 从板角隅到斜向裂缝两端的距离小于1.8m的角隅断裂。 4 两条以上裂缝交叉，使板断裂成3块以上的交叉裂缝和断裂板。5.1.2 纵向、横向或斜向和角隅断裂病害，按裂缝缝隙边缘碎裂程度和裂隙宽度，可分为下列3个轻重程度。 1 轻微裂缝边缘无碎裂或错台的细裂缝，裂缝宽度小于3mm；填封良好、边缘无碎裂或错台的裂缝。 2 中等裂缝边缘中等碎裂或错台小于10mm的裂缝，且裂隙宽度小于15mm。 3 严重裂缝边缘严重碎裂或错台大于10mm的裂缝，且裂隙宽度大于15mm。5.1.3 交叉裂缝和断裂板病害
13、，按裂缝等级和板断裂的块数可分为下列3个轻重程度等级。 1 轻微板被轻微裂缝分割成23块。 2 中等板被中等裂缝分割成34块，或被轻微裂缝分割成5块以上。 3 严重板被严重裂缝分割成45块，或被中等裂缝分割成5块以上。5.2 水泥混凝土面层竖向位移类病害5.2.1 水泥混凝土面层的竖向位移，按产生原因的不同分为下列2中病害。 1 沉陷 2 胀起5.2.2沉陷和胀起病害，按其对行车的影响可分为下列3个轻重程度等级。 1 轻微车辆以限速驶过时仅引起无不舒适感的轻微跳动。 2 中等车辆驶过时有产生不舒适感的较大跳动。 3 严重车辆驶过时产生过大的跳动，引起严重不舒适或不安全。5.3 水泥混凝土面层接
14、缝类病害5.3.1 水泥混凝土路面板接缝处的损坏，按损坏的形态和影响范围可分为下列6种病害。 1 接缝填缝料损坏。 2 纵向接缝张开 3 唧泥和板底脱空。 4 错台。 5接缝碎裂。 6 拱起。5.3.2接缝填缝料损坏，按填缝料出现老化、挤出、缺损的情况，可分为3个轻重程度等级。 1 轻微整个路段接缝填缝料情况良好，仅有少量接缝出现上述损坏。 2 中等整个路段接缝填缝料情况尚可，1/3以上的接缝长度出现上述损坏，水和硬质材料易渗入或挤入。 3 严重接缝填缝料情况很差，1/3以上的接缝长度出现上述损坏，水和硬质材料能自由渗入或挤入，填缝料能立即更换。5.3.3 纵向接缝张开病害，按接缝的张开量可分为2个轻重程度等级。1 轻微-接缝张开10mm以下2 严重-接缝张开10mm以上5.3.4 唧泥和板底脱空病害，可分为两个轻重等级 1
