JTJ 073.1-2001(条文说明) 公路水泥混凝土路面养护技术规范.pdf
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1、附件公路水泥混凝土路面养护技术规范(.ITJ73.1一盟)()1) 条文说明69 1总则1.0.1- 1.0.2 自公路水泥氓凝土路面设计规范hJTJ012)和水泥混凝土路面施工及验收规范(GBJ97)实行以来,我国水泥混凝土路面得到很大的发展。到2翩年底全国水泥1昆凝土路面里程已达到11574km。有些水泥混凝土路面修建时间较早,已接近或超过设计使用年限,有的水泥路面因设计、施工、养护等方面的原因,导致水泥路面出现早期损坏,亟待进行维修与养护,以保证水泥泪凝土路面的正常使用。1988年由交通部公路规划设计院主持的国家科委科技工作引导性项目水泥混凝土路面发展对策及修筑技术的研究,对旧水泥混凝土
2、路面维修技术进行了探索。近年来在江苏、浙江、河南、四川、安徽、福建、广东等省分别铺筑了水泥路面修补试验路。经多年的观测和施工,在实践中积累了许多宝贵的经验。本规范根据水泥混凝土路面养护的实践经验,以及国外水泥混凝土路面维修技术的新成果,纳入了水泥混凝土路面的日常养护、维修、改善、翻修、旧混凝土路面再生利用以及快速修补材料和水泥混凝土路面养护维修机具,以适应公路交通运输发展的需要;本规范适用范围为公路水泥混凝土路面的养护维修和改善。水泥混凝土路面是较耐用的高级路面,在正常养护情况下设计使用年限为20-30年。因此,要认真做好水泥混凝土路面的日常养护和维修工作,以延长水泥路面的使用寿命。1.0.3
3、我国幅员辽阔,各地区的自然条件差异悬殊。材料来源、适用范围和经济条件等方面,各地区也不尽相同。由于本规范是行业标准,其覆盖面较广,只能取其共性,难以具体反映全国各地的条件,因此,本规范规定了基本要求。71 由水泥渴凝土路面板块厚度是按交通等级标准设计的,超载车辆易导致水泥混凝土路面板块的早期损坏。根据中华人民共和国公路法第五十条规定,应禁止超载车辆上路行驶。1. 0.4 由于水泥提凝土路面涉及范围较广,不可能将所有规定纳入条文。因此,水泥混凝土路面养护除应按本规范执行外,尚应执行现行的国家和行业有关标准、规范的规定。72 2术语对需要予以定义或予以解释的名词术语作了规定。凡属国家道路工程术语标
4、准及交通部标准公路工程名词术语和公路养护术语中有规定的,或本规范条文中己作规定的,或意义明确勿需解释的,则未列出。所列符号系参照国家(行业)标准、规范、规程中所采用的符号,凡条文中已有定义的均不列入。73 3 水泥混凝土路面养护内容与质量标准3.1养护内容本节规定了水泥混凝土路面维修养护的主要内容和基本要求。其具体内容、方法及所用材料、技术措施等则在本规范第6-10章中加以规定。下面择其需要说明者加以说明。3.1.2接缝是水泥混凝土路面的薄弱环节。这是由于接缝处是路面最容易和首先损坏的地方。接缝养护的好坏,直接影响路面的使用质量和使用寿命。接缝的养护,最经常和不能忽视的工作是防止填缝料失效(脱
5、落、挤出、老化、缺损)。也就是说,必须使填料保持良好的状况,以防止泥土、砂子、石子、水等进入接缝内。接缝中进人砂、石等杂硬物后会限制路面板自由胀缩,从而造成接缝碎裂、拱起等损坏;接缝中渗入水后,则导致路基软弱和RNP尼、错台等病害。本条的规定主要是防止填缝失效,属日常性养护。至于整个路段路面填缝料失效引起的损坏和病害的处理,则属第3.1.6条的内容。水泥混凝土路面的使用寿命一般为20-30年。而接缝填缝料的寿命则较短。因此,在路面使用过程中除了及时对接缝进行清缝、封缝外,尚应定期更换填缝料。3.1.3路面排水的维修养护和改善是公路养护体系的个组成部分。国内外实践表明,路面过早的破坏几乎总是由于
6、水渗入路面结构中而造成的。此外,由于降雨,路面积水较深而致交通阻塞或路面有薄层积水,行车时使轮胎和面层失去接触,从而使操纵失控,往往造成交通事故,因此,必须重视路面排水系统的养护,除在74 雨季中观察排水的流动状况外,还要经常疏通路面排水设施。3.1.6水泥混凝土路面的局部损坏,如不及时、有效地加以修补,往往会引起损坏的迅速发展。造成路面损坏的原因是多方面的,损坏的类型也是多样的(见第4章的规定和条文说明)。因此,对路面局部板块的损坏进行修补时,必须首先查明原因,然后针对其原因采取相应的技术措施加以处理(见第7章的规定和条文说明)。3.1.7-3.1. 8 水泥混凝土路面的破损状况,当采用日常
7、养护和局部板块修补措施不能满足养护质量标准(见第3.2节的规定和条文说明)时,就需要考虑采取全路段或局部路段修复或改善的措施。至于路面承载能力不足或不能适应交通量发展要求的路段,一般根据工程规模大小、技术难易程度等d情况,列为改建工程或改善工程。改建工程按基本建设程序办理,改善和修复措施,分别详见第8章和第9章的规定和条文说明。3.2 养护质量标准3.2.1 本条规定的水泥混凝路面养护质量标准是指这种路面在使用中的最低标准。亦即要求路面的维修养护大于(如:抗滑)或小于(如:平整度、相邻板高差)表3.2.1中的规定;否则采取技术措施,加以修理或改善提高。表3.2.1中平整度仪和3m直尺h值系采用
8、原公路养护技术规范(JTJ073)的规定,并列出对应的国际平整度指数IRI值。构造深度、横向力系数和抗滑值,系按本规范表5.2.6路面抗滑能力评定标准加以规定的,对高速、一级公路,采用等级为中的低值,对其他等级公路,采用等级为次的低值。相邻板高差,系参照公路工程质量检验评定标准HJTJ071)的规定,考虑养护与施工的要求有所不同,其值有所放宽。路面状况指数,由于规范第5章与原公路养护技术规范(汀J073)对评定等级的划分及其有关规定有所不同,故表中之值为本规范第5.3节养护对策中规定可采用日常养护、局部或个别修补措施的路面状况指数之低值,而未75 采用原养护规施之值。此外,鉴于路面接缝的重要性
9、,突出接缝的维修养护,表中将填缝料凹凸列为养护质量标准之一。3.2.2 当水泥混凝土路面在使用中不符合表3.2.1规定的质量标准,而需要进行大、中修或改善时,其修复和改善工程的质量标准,理应高于表3.2.1的规定。鉴于修复和改善工程的情况较复杂,不宜硬性规定应达到的标准,故条文规定可参照公路工程质量检验评定标准(汀J071)执行。3.3 养护材料要求3.3.1 水泥混凝土路面养护维修所用的材料品种很多。各种材料的性质和技术要求也各异。本条从路面工作性能出发,对养护维修所用材料的要求做了共性、原则性的规定。需要指出的是:养护维修所用材料如果不正确、不合格,必然影响养护维修的效果,甚至导致路面状况
10、进一步恶化。因此,条文规定对养护维修的各种材料应进行必要的试验,以保证养护维修的质量。在材料准备和养护维修过程中,均应按有关标准、规范、规程的规定对材料进行检验和试验,以改变以往对材料不加试验,拿来就用的状况。3.3.2 - 3.3.3 常规材料主要指水泥、砂石、沥青、钢材、外掺剂等;专用材料主要指接缝材料、路面标线材料、修补材料等。各种材料技术要求应符合有关设计、施工规范及本规范附录A的规定。3.4 养护机械配备3.4.1- 3.4 .2 随着公路交通运输的迅速发展,公路里程日益增多,养护工作量越来越大,对公路的养护,特别是对高等级公路的养护提出了更高的要求,不仅要求提高养护质量,且要求维修
11、快速、及时,最大限度地保障行车的安全和减少对行车的影响。其途径是公路养护维修实现机械化。鉴于我国目前的实际情况,从公路养护总体上讲,只能逐步实现机械化,不断提高机械化程度。因此,对路面养护机械的配备,76 做了灵活的规定。对于高等级公路,养护机械化程度则应高一些。提高机械化程度,增加机械的种类和数量是一个方面。另一个重要方面则是提高机械完好率(反映机械的技术状况和管理、保养情况的指标)和利用率(反映机械台班利用情况的指标)。要提高机械的完好率和利用率,就必须加强机械的管理和保养。为此,条文规定对机械的保养和维修应配备专业人员。77 4 水泥混凝土路面病害类型和分级路面病害通常用类型、轻重程度和
12、发生范围三方面属性来描述。由于造成病害的影响因素错综复杂,表现的形态多样化,因而有必要对各种病害进行科学的分类,赋予明确的定义,以便有统一的调查和描述结果。病害的产生和发展有个过程,而不同发展过程对路面的使用性能有不同程度的影响,为此对各种病害按其特点和影响程度分别划分为2-3个轻重程度等级。水泥混凝土路面的病害,可按损坏的特征和范围分为:断裂类、竖向位移类、接缝类、和表层损坏类4大类型。各种病害分别按相应的定义鉴别,按病害产生的轻重程度划分为2-3个等级,对病害出现的范围规定相应的量测指标和方法。4.1 水泥混凝土面层断裂类病害4.1.1混凝土面层板出现贯穿全厚的断裂裂缝,板被分割成数块,从
13、而破坏了面层结构的整体性,降低了路面结构的承载能力。按裂缝出现的方位和板断裂的块数,分为纵向裂缝,横向、斜向裂缝,角隅断裂,交叉裂缝和破碎板4种。纵向裂缝大多出现在路基横向有不均匀沉降的路段。横向或斜向裂缝,通常由于重载反复作用、温度或湿度梯度产生的翘曲应用力或者干缩应力等因素单独或综合作用所引起。而在开放交通前出现的横向或斜向裂缝,则主要是施工期间锯切缝的时间安排不当所造成。角隅断裂通常由于表面水侵入,地基承载力降低,接缝处出现Ul!Il尼,板底形成脱空,接缝传荷能力差,重载反复作用等综合作用所引起。有裂缝板在基层和路基浸水软化及重载反复作78 用进一步断裂,便形成交叉裂缝和破碎板。4.1.
14、2裂缝的发展有一个过程:起先出现发状短裂缝,随后裂缝长度逐渐扩展到全板长(或宽),缝隙逐渐张开,裂缝边缘混凝土逐步出现碎裂,裂缝的传荷能力不断降低到完全丧失。按照这一发展过程中,根据板结构整体性的破坏程度,也即裂缝传荷能力的丧失程度,将裂缝病害划分为3个轻重程度等级。4.2水泥混凝土面层竖向位移类病害4.2.1 这类病害的路面出现较大的竖向位移,影H自行车的舒适和安全,但混凝土面层板的结构整体性未遭破坏。沉陷是路面在局部路段范围内的下沉,主要由于路基填土或地基的固结沉降或不均匀沉降所引起。胀起是混凝土路面板在局部路段范围内的向上隆起,主要由于路基的冻胀或膨胀土膨胀所引起。4.2.2这类病害主要
15、按其对行车舒适性和安全性的影响划分为三个轻重等级。4.3 水泥混凝土面层接缝类病害4.3.1 接缝是水泥混凝土路面的薄弱环节,出现病害的机率大,类型也多。由于施工不当(接缝筑做,传力杆设置)或养护不及时,而出现明泥、错台、拱起、接缝碎裂、填缝料失效等病害。接缝类病害的发生范围虽然是局部的,但往往会引起板块出现断裂而使使用寿命迅速降低。纵向接缝张开病害是由于在纵缝内未按规定要求设置拉杆,相邻车道板块在温度和横向坡度的影响下出现横向位移,使纵缝缝隙逐渐变宽。E即泥和脱空病害是指板接(裂)缝或边缘下的基层细粒料被渗人缝下并积滞在板底的有压水从缝中或边缘处嘟出,并由此造成板底面向基层顶面出现局部范围的
16、脱空。接缝填封料失效、基层材料不耐冲刷、接缝传荷能力差和重载反复作用是引起明泥的主要原因。79 H即泥发生和发展过程中,基层顶面受冲刷细料被有压水冲积在进近板板底脱空区内,使接缝或裂缝两侧板面出现高程差,便形成错台病害。由于接缝施工不当(包括传力杆设置不当)或者缝隙内进入不可压缩材料,邻近接缝或裂缝约cm宽度范围内,出现并未扩展到整个板厚的裂缝,或者混凝土分裂成碎块或碎屑,这种损坏称作接缝碎裂病害。拱起病害通常发生在春季和炎热夏季,横向接缝或裂缝处板块由于膨胀受阻而出现突发性的向上隆起,有时还伴随出现邻近板块的横向断裂。4.4 水泥混凝土面层表层类病害4.4.1水泥混凝土面层表层类病害,包括磨
17、损和露骨,纹裂或网裂和起皮,活性集料反应,粗集料冻融裂纹,以及坑洞。表层病害虽然仅影响板面层,但对行车的影响较大,并且难以修复。磨损和露骨主要是由于行车荷载的反复作用,当然材料性质也是影响混凝土耐磨性的一个重要因素。混凝土面层表面水泥砂浆在车轮反复作用下被逐渐磨损,沿轮迹带出现微凹的表面。长期磨损使表层砂浆几乎全部磨去,粗集料外露,并且部分粗集料被磨光。纹裂或网裂是在1昆凝土板表面出现的一连串细裂纹。起皮是板上部3-13mm深的混凝土出现脱落。这类病害主要是由于施工或材料的原因所造成的。活性集料同水泥或外加剂中的碱产生碱一硅或碱一碳酸反应,出现膨胀,从而破坏水泥基层,引起类似于网裂但较一般网裂
18、要深的开裂。粗集料冻融裂纹,是在混凝土表面接近纵横向接缝、自由边边缘或裂缝外出现的许多密布的半月型细裂纹,裂纹表面常有氢氧化钙残留物,使裂纹周围变成暗色,并最终导致接缝或裂缝0.3-0.6m范围内的混凝土崩解。这种病害是由于某些粗集料的冻融80 膨胀压力所造成的,通常先从板的底部开始崩解。由于冻融或膨胀,粗集料从1昆凝土中脱落出而形成坑洞,其直径约为3-lOcm。出现个别坑洞,不作为病害。4.4.7 除了上述各类病害外,还可列出一种修补损坏。它一方面反映了路面损坏和养护的历史一-对出现各种病害的维修情况,另一方面也反映了修补后的使用情况一二出现新的损坏。81 5 水泥混凝土路面状况调查和评定5
19、.1 路面状况调查5. 1. 1 对于各级公路养护管理部门,路面状况调查和评定具有不同的目的和用途。省、市级公路管理机构的主要任务是了解和掌握管辖范围内路面状况的总貌,以制定养护政策,分配养护资金,规划改建和大、中修工程项目。因而,对路面状况的调查和评定,偏重于全局的和宏观的了解,可采用抽样的数据采集和集成的评价指标。县乡级公路管理机构负责执行路面的养护和维修工作,须对路面状况和养护工作需求有具体了解和掌握,以便对需采取养护措施的地点和时间,所需的劳力、机具、材料和资金作出计划安排,因而,路面状况的调查便要求细一些。5.1.2 路面的使用性能,主要包含四个方面,即破损状况、结构承载能力、行驶质
20、量和抗滑性。然而,针对不同的调查目的,所需进行的调查内容和调查频率不尽相同。对于各种调查目的,路面破坏状况大多都要进行,但调查的深度和或细度上有差别。结构承载能力的调查,一般在需要作改建设计时进行。平整度和抗滑性能的测定,可先在公路投入使用的初期全线进行一次:而后则视路况变化情况,主要针对出现问题的路段进行。5.1.3路面破损状况调查,目前大多采用目测确定病害类型和轻重程度等级,简单仪具量测和记录出现范围的方法。先进的摄像和图像识别方法,目前尚未达到实用阶段。各种病害,无论是长度的(如各种裂缝)还是面积的(如沉陷、磨损、网裂等),都以出现该种病害的板块数计量。对于某些接缝类病害,如错台、纵向接
21、缝张82 开和填缝料损坏,出现该种接缝病害的相邻板块,仅以1块板计量;而对于出现PHP泥病害的接缝,按2块板计量,但同一块板的其它接缝也出现PHP泥时,其他缝仅按1块板计量。供网级路面管理系统用的破损状况调查数据,可采用抽样调查方法。先将路网划分为若干条相仿的均匀子路段,每个子路段内按10%左右的规模抽样。但为了确定养护和改建工作量而进行的破损状况调查,则应对整个路段进行逐块板的破损状况调查。5.1.4 为改建设计而进行的结构承载能力调查,须测定各结构层的厚度、模量或(和)强度、接缝的传荷能力、板底脱空情况以及结构的承载力。调查可以采用无破损测定方法,或者无破损和破损相结合的方法进行。无破损测
22、定,包括采用落锤弯沉仪测定路面表面的弯沉曲线、接缝传荷能力、板底脱空情况和反算结构层的模量以及雷达测定结构层的厚度。也可采用贝克曼梁(长杆)或承载板法测定板面弯沉值后,反算基层顶面回弹模量。破损测定则为钻取各结构层的试样,进行厚度以及室内劈裂强度和模量的测定。通常,采用无破损同破损测定相结合的方法,可以得到较好的分析和评定结果。5.1.5平整度测定的仪器和方法很多,主要有断面类和反应类两大类。前者有静态纵断面测定(如水准仪高程测量、梁式断面仪等)和动态纵断面测定(如惯性断面仪、不接触式纵断面仪等),后者则有颠簸累积仪等。各种方法所采用的平整度指标也不尽相同。因而,各种测定结果的可比性较差,并且
23、概念上也很混淆,给评定工作带来困难。为此,选用一个通用的国际平整度指数,并通过标定试验建立不同仪器的测定结果同国际平整度指数间的相关关系方程,以便将不同指标表示的测定结果转换为以统一的指标表示。5.1.6摩阻系数测定结果反映路表面的低速行驶时的抗滑能力,而构造深度测定结果则反映路表面在高速行驶时的抗滑能力。摩阻系数的测定仪器和指标也有多种。摆式仪的测定结果,变异性大,代表性差,但由于其它测定方法的仪器设备需要较大的投资,83 摆式仪仍为国内常用的摩阻系数测定方法。5.2 路面状况评定5.2.1 路面状况评定的主要目的是为了对路网内的路面状况及其对使用要求的适应程度有一个总体的评价。在此基础上,
24、可制定养护政策,安排养护工作项目的优先次序,确定需进行大中修和改建的项目。路面破损状况评定采用两个指标。路面状况指数(PCI)是一项综合性评价指标,它反映调查路段包括各种损害在内的路面总破损状况,也即反映病害的三方面属性(类型、轻重程度和范围)对路面状况影响程度的综合度量指标。PCI以百分制计量,对不同病害的类型、轻重程度和范围规定不同的扣分值,按路段的损坏状况累计其扣分值后,以剩余的分值表示路面的破损状况,评价其完好程度。各种病害类型、轻重程度和范围的扣分值,可通过由有经验的养护技术人员组成的评分组,对一些典型病害的路段进行评分,统计分析其评分结果后建立。表5.2.1中的系数值和式(5.2.
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