S1-1 金石路中修说明书.doc

庐江县2015年公路大中修工程勘察设计 S1-1

设计说明书

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一、综述
庐江县金石路（X099）是庐江县域的重要县道组成部分，项目的维修建设对完善县域路网建设、加快庐江县与合肥中心城区的联通、均衡路网流量、促进和带动公路沿线地区社会、经济的发展等有着积极重要的影响。
公路建成以来，随着社会经济的不断发展和道路使用年限的增长，加上车辆保有程度的不断增大，超限超载车辆的增多，现状公路已不能满足交通流增长的需求，随着路面严重老化，水泥砼路面存在板底脱空、严重断板、破碎板、板角断裂等病害。虽然公路养护部门对道路进行了日常的养护工程作业，但未能从根本上阻止病害的发生，各类病害有进一步发展的趋势，若不及时采取养护维修的措施，必然造成通行能力和服务水平（快速、安全、舒适度）的显著降低。鉴于此，庐江县农村公路管理局及时启动了庐江县2015年公路大中修工程勘察设计。
安徽国顺交通咨询设计有限公司受庐江县农村公路管理局委托，按照养护计划对现场路段进行了调查及评定，对金石路K0+000~K11+300段路面进行中修工程设计，并为下一步养护施工提供技术支持。
1.1设计依据
① 交通部《公路养护技术规范》 JTG H10-2009
② 交通部《公路水泥混凝土路面设计规范》JTG D40-2011
③ 交通部《公路水泥混凝土路面施工技术细则》JTG/T F30-2014
④ 交通部《公路水泥混凝土路面再生利用技术细则》JTG/T F31-2014
⑤ 交通部《公路路面基层施工技术规范》JTJ 034-2000
⑥ 交通部《公路工程技术标准》JTG B01-2014
⑦ 交通部《公路技术状况评定标准》JTG H20-2007
1.2任务依据
庐江县农村公路管理局《庐江县2015年公路大中修工程勘察及施工图设计合同》
1.3本项目公路技术标准及参数
① 公路等级：金石路（中修段K0+000~K11+300）：四级公路
② 设计速度：金石路（中修段K0+000~K11+300）：20公里／小时
③ 路面宽度：金石路（中修段K0+000~K11+300）：3.5m
④ 路面类型：水泥混凝土路面

二、路面状况调查及评定
2.1建设及养护情况
金石路公路等级四级，K0+000~K11+300中修段于2009年改建，结构层为20cm级配碎石基层+18cm水泥砼面层。
2.2路面调查情况及破坏原因分析
本次采用对路面破损状况进行人工调查的方法，按病害类型及严重程度，丈量其损坏面积，不规则形状的损坏面积先按当量面积计算，然后根据破损程度乘上系数确定。
调查情况反映如下：
2.2.1病害情况：
1、病害主要表现为严重断板、破碎板、沉陷、板角断裂、裂缝；基层因重载、水泥混凝土板裂缝雨水下渗等因素的影响，出现不同程度的损坏；路面标线磨损。
2、路面病害有进一步加剧的趋势，需立即采取针对性的养护维修措施；
路面调查情况图片列举如下：
设计起点
设计起点

金石路中修段K0+000~K11+300起点位于盛同路

沉陷+破碎板

沿线病害主要为严重断板、破碎板、沉陷、板角断裂、裂缝

沿线标线有磨损现象

路线走向
路线走向

沿线街道段

沿线桥梁现状
2.2.2破坏原因分析：
1、局部路段基层及底基层结构强度不足，密实度不够，从而导致路面出现破碎板、错台。
2、雨水经裂缝及构造缝下渗，使得基层水毁，基层强度不足，经行车荷载作用下引起面板破碎。
2.3评定
本次设计参考《公路技术状况评定标准》（JTG H20-2007）有关规定及方法：路面损坏状况采用路面损坏状况指数PCI进行评价，路面损坏状况指数由路面破损率DR计算得出；路面结构强度采用路面结构强度指数PSSI进行评价，路面结构强度指数由路面结构强度系数SSI计算得出，路面结构强度系数SSI为路面设计弯沉与实测代表弯沉之比。计算结果评价标准如下表：
PCI及PSSI评价标准
评价等级
优
良
中
次
差
PCI、PSSI
≥90
≥80，＜90
≥70，＜80
≥60，＜70
＜60

路面结构强度指数

K0+000~K1+000段DR值为6.90%，PCI值为66.76，路面破损状况评价为“次”；强度指数SSI值为0.73，路面结构强度指数PSSI值为73.78，路面强度评价为“中”。
K1+000~K2+000段DR值为7.32%，PCI值为65.94，路面破损状况评价为“次”；强度指数SSI值为0.78，路面结构强度指数PSSI值为78.48，路面强度评价为“中”。
K2+000~K3+000段DR值为5.44%，PCI值为69.86，路面破损状况评价为“次”；强度指数SSI 值为0.78，路面结构强度指数PSSI值为78.48，路面强度评价为“中”。
K3+000~K4+000段DR值为3.96%，PCI值为73.56，路面破损状况评价为“中”；强度指数SSI值为0.73，路面结构强度指数PSSI值为73.78，路面强度评价为“中”。
K4+000~K5+000段DR值为7.30%，PCI值为65.98，路面破损状况评价为“次”；强度指数SSI值为0.72，路面结构强度指数PSSI值为72.76，路面强度评价为“中”。
K5+000~K6+000段DR值为7.35%，PCI值为65.88，路面破损状况评价为“次”；强度指数SSI 值为0.71，路面结构强度指数PSSI值为71.72，路面强度评价为“中”。
K6+000~K7+000段DR值为4.96%，PCI值为70.98，路面破损状况评价为“中”；强度指数SSI值为0.70，路面结构强度指数PSSI值为70.66，路面强度评价为“中”。
K7+000~K8+000段DR值为5.68%，PCI值为69.32，路面破损状况评价为“次”；强度指数SSI值为0.73，路面结构强度指数PSSI值为73.78，路面强度评价为“中”。
K8+000~K9+000段DR值为7.32%，PCI值为65.94，路面破损状况评价为“次”；强度指数SSI 值为0.77，路面结构强度指数PSSI值为77.59，路面强度评价为“中”。
K9+000~K10+000段DR值为3.32%，PCI值为75.41，路面破损状况评价为“中”；强度指数SSI值为0.70，路面结构强度指数PSSI值为70.66，路面强度评价为“中”。
K10+000~K11+300段DR值为6.98%，PCI值为66.60，路面破损状况评价为“次”；强度指数SSI值为0.77，路面结构强度指数PSSI值为77.59，路面强度评价为“中”。

三、中修设计
根据实际调查情况计算得出的路面状况指数及评定结果，在满足强度要求的前提下(路面的结构强度系数为中等以上时)，当二级及二级以下公路的路面损坏状况指数评价为次及次以下时，应采取中修措施。
病害处理措施为：针对严重破碎板、角隅断裂并有基底破坏等情况板块采用局部或个别板块换板修补措施，对于局部严重病害路段，挖除老路结构及薄弱路基换填处理。基层损坏厚度超出30cm且纵向长度小于20m的，增大C15基层相应厚度；纵向长度大于20m且能满足压实作业面的可根据实际情况增大C15基层相应厚度或采用水泥稳定碎石基层处理。对部分角隅断裂并有沉陷采取沥青砂+环氧树脂修补措施，对轻、中度裂缝、边角剥落采用灌缝处理，对严重裂缝采取以裂缝为中心线进行开槽灌缝处理，开槽宽度为20cm，深度为5cm，对表面坑洞、沉陷进行沥青修补处理。对起终点衔接处采取挖除老路结构层进行平顺衔接。
路面建成后，路面标线予以标划或恢复；并根据现有交口情况增设缺失的道口标柱；更换损坏的标志牌，增设缺失的标志牌。拆除损坏的公里碑，重新做公里碑。对沿线缺失的示警桩予以增设。

四、施工方案及注意事项
路基、路面各层施工工艺及质量要求应满足相应施工技术规范及《公路工程质量检验评定标准》要求。
4.1水泥混凝土路面局部病害的处理
1、混凝土破碎板的挖除及恢复
⑴切割：破碎面板维修前，先在破碎板上距横向缩缝4cm且平行于横缩缝切割一道深约5cm缝，防止破碎面板时引起相邻板块破损，整块板破碎后人工进行洗边，凿除4cm宽砼，并将切割表面凿毛。
⑵破碎及清理：机械在破碎过程中注意不要损坏面板周围的混凝土板块和触及基层，防止损坏完好的基层。机械在清理已破碎面层时人工要积极配合，同时请专业技术人员现场查看基层是否完好。尽可能的保留原有拉杆、传力杆，若拉杆、传力杆发生损坏，应该重新补设，应将破碎的混凝土碎块，清理运输运到指定的堆放场地。
⑶基层采用20cm厚C15素砼进行补强。
⑷混凝土浇筑：
① 混凝土拌和：为确保工程质量，混凝土要求采用强制拌和站进行集中厂拌。1/2及以上板块整平时必须采用振动梁进行纵向刮平。
② 施工过程中必须严格执行设计配合比。
③ 混凝土运输与摊铺：采用翻斗车运送混凝土至施工现场。卸下的混凝土尽可能的卸成几小堆，用铁锹摊铺均匀，严禁使用钉耙等，以防离析，摊铺的材料厚度，应考虑振实的影响而预留一定的高度。
④ 捣固、整平、收光与压纹：混合料的振捣应先用插式振捣器在板边、角隅处或全面顺序振捣一次，同一位置不少于20s，再用平板振捣器全面振捣，振捣时应重叠10~20cm，不少于15~30cm，以不在冒泡并泛浆为止，C15基层施工时要保证表面足够的粗糙性；C35面层施工时在平板振动器振动后，用振动梁进行粗平，再用滚筒进行压浆后，用刮尺将其刮平，后磨平、收光，待有一定强度后进行拉纹，并标明该块板的施工日期。
⑤ 切缝：根据气温结合水泥混凝土的凝结时间进行切缝，切缝深度宜为板后1/4厚度。
⑥ 养生：必须用麻袋或其他饱水性良好的材料进行覆盖洒水养生，覆盖不少于7天，洒水养生不少于15天后方可开放交通。
⑦ 灌缝：待混凝土面板达到养护龄期强度后，将接缝处及板缝进行清理后灌注。

2、拉杆设置
原混凝土板拉杆予以修复利用。
3、灌缝材料更换
⑴用清缝机具清除旧填缝料和杂物，并将缝内灰尘吹净。
⑵用加热式填缝料修补时，必须将填缝料加热至灌入温度，滤去杂物，倒入灌缝机内即可填灌。在填缝的同时，用铁钩来回钩动，以增加与缝壁的粘结和填缝的饱满。
⑶填缝材料的技术要求与施工质量验收标准，应符合《公路水泥混凝土路面养护技术规范》和《水泥混凝土路面施工及验收规范》。
4、板角、板边断裂出现沉陷、错台纵向位移1~3cm左右时，采用同厚度的沥青砂+环氧树脂进行修补，并碾压密实。

5、裂缝宽度在10mm ~30mm时，以裂缝为中心线，两侧各10cm宽度范围内用曲线开槽器进行开槽(槽宽为20cm，深度为5cm)，清除缝内杂物和灰尘，采用沥青砂+环氧树脂进行填缝。

4.2水泥混凝土面层施工
1、水泥混凝土面板与平面尺寸按原老路水泥砼面板确定。
2、接缝
① 缩缝
横向缩缝间距内填填缝料。
② 胀缝
胀缝采用滑动传力杆，并设置支架予以固定。胀缝传力杆施工时应注意不得扰动，更不能变形。在邻近构造物或与其他道路相交处应设置横向胀缝。设置的胀缝条数，视膨胀量大小和施工气温而定。
③ 施工缝
横向施工缝宜设在缩缝或胀缝处。设在缩缝处的施工缝，为平缝加传力杆型；设在胀缝处的施工缝，采用滑动传力杆型。
a、填缝料
填缝料的技术要求
接缝板
灌缝料
压缩应力(Mpa)
5.0~2.0
贯入稠度(S)
＜20
复原率(%)
＞55(吸水者不应小于不吸水的90%)
失粘时间(h)
6~24
挤出量(mm)
＜5.5
弹性(复原率%)
＞75
弯曲荷载(N)
100~400
流动度(mm)
0

拉伸量(mm)
＞15

缩缝、胀缝及施工缝均应填灌填缝料。胀缝下部为填缝板，填缝板应选用无节(少节)、无劈裂变形的软质木材制作，如红松或杉木。木板应事先用沥青进行防腐处理，使板的纤维表面全部被沥青覆盖住。灌缝料采用高弹性聚氨脂焦油。聚氨脂焦油的制作及使用参见有关资料，其技术指标须符合上表要求。
b、传力杆
传力杆设于缩缝、施工缝及胀缝处(不设传力杆的缩缝除外)传力杆为直径28mm的光圆钢筋，长40cm。传力杆标准设置间距为30cm。传力杆一端，长度的一半再加5cm，应涂布2~3遍沥青，以利于传力杆在板内滑动。胀缝传力杆涂沥青的一端另加套筒，套筒及涂沥青端应交叉布置，以确保传力杆的滑动(施工可根据情况予以调整套筒位置)，套筒应有一定强度，在混凝土浇筑过程能够中不得变形或破坏，可选用镀锌铁皮或硬质塑料制作。套筒长10cm，直径比传力杆稍大，使传力杆能自由插入为准。套筒顶端与传力杆端头有3cm空隙，填以棉纱头或麻絮等物。
4.3 基层施工
1、原材料必须符合规范要求，并且必须进行集中厂拌法施工。
2、摊铺前一天要进行测量放样，严格控制基层厚度及高程，其路拱横坡应与面层一致，平整度达到规范要求。
3、混合料的拌和过程中，检测控制水泥剂量和含水量，并经常校核混合料的标准密度。
4、摊铺前应将底基层或下承层适当洒水湿润。
5、应在混合料处于或略大于最佳含水量时进行碾压，直到达到按重型击实试验法确定的要求压实度；水泥稳定碎石基层应用18-20T压路机或振动压路机碾压时，每层压实度厚度不大于20cm，严禁用薄层贴补法找平。
6、水泥稳定类混合料摊铺时，必须连续作业不中断，如因故中断时间超过2h，则应设横缝；每天收工之后，第二天开工的接头断面也要设置横缝；在桥涵的两边设置横缝；横缝的设置应与路面车道中心线垂直。
7、基层必须保湿养生，养生期应大于7天，基层未铺封层，严禁机动车通行（施工车辆除外）。

五、材料要求
5.1 水泥材料组成及技术要求
水泥混凝土面层骨料的选用，有关技术指标须满足国标《水泥混凝土路面施工及验收规范》的要求。
Ⅰ、水泥：采用普通硅酸盐路面水泥(标号42.5)，混凝土板设计弯拉强度4.5Mpa。
Ⅱ、粗集料(碎石)：用做路面混凝土的粗集料不得使用不分级的统料，应按最大公称粒径的不同采用2~4个粒级的集料进行掺配，并应符合粗集料级配范围表的要求。碎石应质地坚硬、洁净、耐久，最大公称粒径不应大于31.5mm。其相关技术要求见下表。
粗集料级配范围
级配
类型
级 配
方 筛 孔 尺 寸 (mm)
2.36
4.75
9.50
16.00
19.0
26.5
31.5
37.5
累 计 筛 余 (以质量计) (%)
合成
级配
4.75~16
95~100
85~100
40~60
0~10

4.75~19
95~100
85~95
60~75
30~45
0~5
0

4.75~26.5
95~100
90~100
70~90
50~70
25~40
0~5
0

4.75~31.5
95~100
90~100
75~90
60~75
40~60
20~35
0~5
0
粒级
4.75~9.5
95~100
80~100
0~15
0

9.5~16

95~100
80~100
0~15
0

9.5~19

95~100
85~100
40~60
0~15
0

16~26.5

95~100
55~70
25~40
0~10
0

16~31.5

95~100
85~100
55~70
25~40
0~10
0

碎石技术要求
项目
技术要求
石料强度等级
≥Ⅱ级
压碎指标值(%)
＜15
针、片状颗粒含量(%)
＜15
硫化物及硫酸盐含量(折算为SO3)(%)
＜1.0
含泥量(冲洗法)(%)
＜1.0

Ⅲ、细集料(砂)：砂料应质地坚硬、耐久、洁净、细度模数应大于2.5。砂的级配及技术要求见下表。
细集料级配范围
砂分级
方 筛 孔 尺 寸 (mm)
0.15
0.30
0.60
1.18
2.36
4.75
累 计 筛 余 (以质量计) (%)
粗砂
90~100
80~95
71~85
35~65
5~35
0~10
中砂
90~100
70~92
41~70
10~50
0~25
0~10
细砂
90~100
55~85
16~40
0~25
0~15
0~10

细集料技术要求
项目
技术要求
颗粒级配
见上表
含泥量(冲洗法)(%)
＜2.0
硫化物及硫酸盐含量(折算为SO3)(%)
＜0.5
有机物含量(比色法)
颜色不深于标准溶液的颜色

Ⅳ、水：所用水不应含有影响混凝土质量的油、酸、碱、盐类、有机物等，经检验应符合下列要求：
① 硫酸盐含量(按SO42-)小于0.0027mg/ mm3；
② 含盐量不得超过0.005mg/ mm3；
③ PH值不得小于4。
Ⅴ、外加剂和混凝土配合比设计：所用外加剂的质量应符合国标《水泥混凝土外加剂》的规定。混凝土配合比应根据设计弯拉强度，耐久性、耐磨性、和易性的要求和经济合理的原则，通过计算、试验等反复调试后确定。
5.2 基层
基层采用水泥稳定碎石时，材料应符合下列规定：
1、碎石最大公粒径不应大于31.5mm，压碎值指标≤35%。
2、水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，水泥初凝时间3h以上、终凝时间6h以上。
3、水泥剂量一般为3%~5.5%，达不到强度要求时调整级配，水泥的最大剂量不应超过6% 。
骨架密实型水泥稳定类集料级配
筛孔尺寸
31.5
19.0
9.5
4.75
2.36
0.6
0.075
通过率
100
68-86
38-58
22-32
16-28
8-15
0-3

六、养护质量要求
水泥混凝土路面养护维修的常规和专用材料，必须具有足够的强度、耐久性和稳定性，以承受车辆的作用和抵抗自然环境的影响。养护维修的各种材料均应进行必要的试验，不符合要求的，不得使用。
养护维修机械应配备专业人员，加强机械的保养和维修，以提高机械设备的完好率和利用率，降低养护费用。
水泥混凝土路面的养护质量标准应符合下表的规定：
水泥混凝土路面养护质量标准表
项目
本路段
平整度(mm)
平整度仪σ
2
三米直尺(h)
5
国际平整度指数IRI（m/km）（m/km）
3.2
抗滑
构造深度TD（mm）
0.7
相邻板高差（mm）
3
接缝顺直度（mm）
10

七、施工期间注意事项
1、路面结构各层的矿料级配、水泥用量、添加剂用量，配合比、用水量等，均应在开工前通过工地实验确定，并在施工中严格控制，以达到设计强度等各项要求。
2、施工过程中应注意保证道路路面横坡、平整度以及与原路的衔接。
3、避免雨天翻修，必要时在路肩处布设盲沟，防止路床积水。

八、附件
1、《中标通知书》
2、《庐江县2015年县道大中修工程施工图设计评审会专家组意见及回复》