基于寿命均衡理念的半刚性基层沥青路面养护设计方法技术

本发明专利技术属于道路工程领域技术领域，且公开了一种基于寿命均衡理念的半刚性基层沥青路面养护设计方法，包括以下步骤：步骤1，确定沥青路面的养护类型；步骤2，确定路面基层是否处置；步骤3，沥青面层铣刨深度判定；步骤4，确定既有路面剩余模量；步骤5，拟定沥青路面加铺厚度和材料参数；步骤6，路面结构验算；步骤7，计算路面结构验收弯沉。本发明专利技术采用上述结构的基于寿命均衡理念的半刚性基层沥青路面养护设计方法，能够结合沥青路面既有结构现状进行新铺层设计，实现新铺层与原有路面结构层的寿命均衡互补，从而延长路面服役年限，实现全寿命周期内地经济效益最佳。周期内地经济效益最佳。周期内地经济效益最佳。

【技术实现步骤摘要】
基于寿命均衡理念的半刚性基层沥青路面养护设计方法


[0001]本专利技术涉及道路工程领域
，尤其是涉及一种基于寿命均衡理念的半刚性基层沥青路面养护设计方法。

技术介绍

[0002]一直以来，交通运输行业作为支撑国民经济发展大道基础产业，一直受到高度重视。截止2021年低全国公路总里程528.07万公里，比上年末增加8.26万公里；公路养护里程525.16万公里，占公路总里程比重为99.4％，全国公路建设已进入建养并重阶段。
[0003]全国现在有大部分的高速公路接近或超过路面设计使用寿命，进入维修养护期。半刚性基层沥青路面结构占比很大，这种结构的突出特点是基层强度高，耐久性好，面层平整，行车舒适，噪音小，但也造成沥青面层易出现纵、横向裂缝等典型病害，养护维修频率高。从公路养护经验来看，半刚性基层沥青路面的病害一般出现在沥青面层，而半刚性基层状况良好，仍可延续利用。当前，高速公路养护设计工作一般根据交通运部行业标准《公路沥青路面养护设计规范》(JTG 5421
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2018)开展，但是规范中对是否处置基层、沥青面层处置深度确定等问题缺乏详细规定，而且未考虑既有路面性能指标对养护设计方案的影响，使得旧路结构(尤其是基层)的剩余寿命未得到充分利用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于寿命均衡理念的半刚性基层沥青路面养护设计方法，解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于寿命均衡理念的半刚性基层沥青路面养护设计方法，包括以下步骤：
[0006]步骤1，确定沥青路面的养护类型：对养护路段的各种指标进行检测，结合养护路段的多种因素，建立养护类型划分对策集，确定该路段的养护类型；
[0007]步骤2，确定路面基层是否处置：针对采用修复性养护对策的路面，根据路表实测弯沉代表值，确定路面结构层的总体情况，判断是否对路面基层进行处置；
[0008]步骤3，沥青面层铣刨深度判定：若沥青面层和基层需要整体铣刨重铺，则整体铣刨后，按照新建路面进行重新设计与施工；若基层状况良好，对沥青面层进行处置，根据轮迹带网裂分析和沥青老化情况，确定沥青面层处置深度；
[0009]步骤4，确定既有路面剩余模量：确定沥青路面铣刨层位后，进行路表弯沉检测，计算路面沥青面层模量、基层模量、底基层模量、路基模量，计算出铣刨后既有沥青面层模量；
[0010]步骤5，拟定沥青路面加铺厚度和材料参数：结合既有沥青面层模量，初拟路面加铺所用沥青混合料的弹性模量，确定所用沥青混合料类型，开展沥青混合料配合比设计，实验确定材料参数，初拟沥青路面结构层加铺厚度；
[0011]步骤6，路面结构验算：根据拟定的沥青路面加铺厚度和材料参数，对路面结构参数进行验算，若路面结构参数通过验算，则进行技术方案经济性分析，确定处治方案；
[0012]步骤7，计算路面结构验收弯沉：计算重铺后路面结构的路表验收完成值。
[0013]优选的，步骤11，对养护路段进行路面技术状况检测，确定路段的PCI、RQI、RDI、SRI指标；
[0014]步骤12，结合养护路段的建养历史、交通状况、养护水平、路况现状及养护目标因素，建立养护类型划分对策集；
[0015]步骤13，对养护类型划分对策集进行参数取值，确定该路段的养护类型；
[0016]步骤14，对于预防性养护类型，按照常规养护设计进行处理；对于修复性养护类型，判断是否需要对路面基层进行处置。
[0017]优选的，步骤21，对于修复性养护类型的沥青路面，采用落锤式弯沉仪对沥青路面顶面弯沉进行检测，计算路段代表弯沉值l0，并对沥青路面全段进行雷达检测，对沥青路面局部病害位置进行钻芯取样；
[0018]步骤22，根据路段代表弯沉值l0，结合雷达检测和钻芯取样结果，综合判断是否需要处置路面基层，判断依据如下：
[0019]路段代表弯沉值l0≥25(0.01mm)，需要对沥青面层和基层进行整体铣刨重铺；路段代表弯沉值l0＜25(0.01mm)，结合雷达检测和钻芯取样结果，若结果显示路面基层已出现大面积病害，则需要整体铣刨重铺，若结果显示路面基层无大面积病害，则无需对基层进行处置，需对沥青面层进行铣刨重铺处置。
[0020]优选的，步骤31，对于沥青面层和基层进行整体铣刨重铺，按新建项目进行设计；对于采用铣刨重铺进行处置的沥青面层，根据沥青混合料的沥青老化系数k
A
和轮迹带网裂面积率指数PNCAR、网裂深度h
NC
指标，确定沥青面层处置深度合理确定沥青面层的铣刨层位；
[0021]步骤32，对于沥青面层材料老化状况，若公路沥青路面上面层采用基质沥青，沥青老化系数k
A
≥80％及以上时，需铣刨上面层；若公路沥青路面上面层采用SBS改性沥青或橡胶改性沥青，沥青老化系数k
A
≥70％及以上时，需铣刨上面层；
[0022]步骤33，对于沥青老化系数k
A
＜80％的基质沥青上面层和沥青老化系数k
A
＜70％的改性沥青上面层，结合轮迹带网裂面积率指数PNCAR，当PNCAR小于80时，需对该路段上面层进行铣刨处置；
[0023]步骤34，公路沥青路面处置根据网裂深度h
NC
判断具体铣刨层位。
[0024]优选的，步骤41，在确定沥青路面铣刨层位后，采用落锤式弯沉仪进行路表弯沉检测；
[0025]步骤42，根据路表弯沉检测结果，计算路面沥青面层模量E1、基层模量E2、底基层模量E3和路基模量E0；
[0026]步骤43，根据沥青面层铣刨深度h1和沥青路面总厚度l，计算出铣刨后既有沥青面层模量E
S1
。
[0027]优选的，步骤51，结合确定的既有沥青面层的模量E
S1
，初拟初拟路面回(加)铺所用沥青混合料的弹性模量，确定所用沥青混合料的类型；
[0028]步骤52，根据确定的沥青混合料类型，开展沥青混合料配合比设计，实验确定混合料的车辙动稳定度、贯入强度、水稳定性、动态压缩模量、泊松比参数；
[0029]步骤53，结合路面标高、路缘石高度情况，初拟沥青路面结构层加铺厚度。
[0030]优选的，步骤6中，根据拟定的沥青路面加铺厚度和材料参数，确定路面结构的沥青混合料层疲劳开裂寿命、无机结合料稳定层疲劳开裂寿命、沥青混合料层永久变形量、路基顶面竖向压应变、低温开裂指数的路面结构参数是否满足设计要求：
[0031]路面结构参数通过验算，进行技术方案经济性分析，确定处治方案；
[0032]路面结构参数无法通过验算，则重新拟定加铺层材料厚度和参数，重新进行结构层验算，直至通过验算，再进行技术方案经济性分析，确定处治方案。
[0033]因此，本专利技术采用上述基于寿命均衡理念的半刚性基层沥青路面养护设计方法，具有以下有益效果：
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于寿命均衡理念的半刚性基层沥青路面养护设计方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1，确定沥青路面的养护类型：对养护路段的各种指标进行检测，结合养护路段的多种因素，建立养护类型划分对策集，确定该路段的养护类型；步骤2，确定路面基层是否处置：针对采用修复性养护对策的路面，根据路表实测弯沉代表值，确定路面结构层的总体情况，判断是否对路面基层进行处置；步骤3，沥青面层铣刨深度判定：若沥青面层和基层需要整体铣刨重铺，则整体铣刨后，按照新建路面进行重新设计与施工；若基层状况良好，对沥青面层进行处置，根据轮迹带网裂分析和沥青老化情况，确定沥青面层处置深度；步骤4，确定既有路面剩余模量：确定沥青路面铣刨层位后，进行路表弯沉检测，计算路面沥青面层模量、基层模量、底基层模量、路基模量，计算出铣刨后既有沥青面层模量；步骤5，拟定沥青路面加铺厚度和材料参数：结合既有沥青面层模量，初拟路面加铺所用沥青混合料的弹性模量，确定所用沥青混合料类型，开展沥青混合料配合比设计，实验确定材料参数，初拟沥青路面结构层加铺厚度；步骤6，路面结构验算：根据拟定的沥青路面加铺厚度和材料参数，对路面结构参数进行验算，路面结构参数通过验算，则进行技术方案经济性分析，确定处治方案；步骤7，计算路面结构验收弯沉：计算重铺后路面结构的路表验收完成值。2.根据权利要求1所述的基于寿命均衡理念的半刚性基层沥青路面养护设计方法，其特征在于：步骤11，对养护路段进行路面技术状况检测，确定路段的PCI、RQI、RDI、SRI指标；步骤12，结合养护路段的建养历史、交通状况、养护水平、路况现状及养护目标因素，建立养护类型划分对策集；步骤13，对养护类型划分对策集进行参数取值，确定该路段的养护类型；步骤14，对于预防性养护类型，按照常规养护设计进行处理；对于修复性养护类型，判断是否需要对路面基层进行处置。3.根据权利要求2所述的基于寿命均衡理念的半刚性基层沥青路面养护设计方法，其特征在于：步骤21，对于修复性养护类型的沥青路面，采用落锤式弯沉仪对沥青路面顶面弯沉进行检测，计算路段代表弯沉值l0，并对沥青路面全段进行雷达检测，对沥青路面局部病害位置进行钻芯取样；步骤22，根据路段代表弯沉值l0，结合雷达检测和钻芯取样结果，综合判断是否需要处置路面基层，判断依据如下：路段代表弯沉值l0≥25，单位：0.01mm，需要对沥青面层和基层进行整体铣刨重铺；路段代表弯沉值l0＜25，单位：0.01mm，结合雷达检测和钻芯取样结果，若结果显示路面基层已出现大面积病害，则需要整体铣刨重铺，若结果显示路面基层无大面积病害，则无需对基层进行处置，需对沥青面层进行铣刨重铺处置。4.根据权利要求3所述的基于寿命均...

【专利技术属性】
技术研发人员：王笑风，杨博，丁建涛，胡光胜，王红磊，王旭东，万晨光，刘超超，王晓阳，陈光磊，
申请(专利权)人：河南省交通规划设计研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：