论文总字数：49133字

摘 要

京沪高速是中国大陆第一条全线建成通车的高速公路国道主干线，是国家高速公路规划设计里提出的“7981”公路网中最重要的纵向主干线之一，连接我国政治中心北京与经济中心上海。京沪高速沂淮江段是江苏省“五纵九横五联”高速公路网的中轴线，是江苏省重要的沿海大动脉。

自2008年起，京沪高速（沂淮江段）先后采用微表处、热再生、罩面、铣刨重铺等措施对路面进行养护处治，使路面整体服务质量保持在一个相对较好的水平。但由于交通流量快速增长、重载、超载、高温雨季等因素作用，路面每年仍会出现不同程度的裂缝、车辙、沉陷、拥包等病害，路面病害在一定周期内不断发生。2010年京沪高速公路全线进行全幅罩面养护，以提升道路服务性能，罩面至今使用效果良好，少量路面出现车辙，裂缝等病害。

本文首先就罩面使用功能，厚薄程度等方面对不同罩面方案进行了介绍，根据不同处理温度和功能对混合料特点进行了比较。

其次，本文对不同罩面方案的适应性进行了分析，通过数理统计方法，提出了京沪高速（沂淮江段）罩面效果的影响因素，总结了罩面方案使用效果的评价方法。

最后，基于京沪高速养护决策管理系统，以车辙深度，平整度，路面破损状况等为罩面方案使用效果评价指标，综合考虑交通量，轴载，气候，路面结构等影响因素，对京沪高速不同罩面方案使用效果进行评价。

关键词：京沪高速 罩面方案 影响因素 使用效果评价

Effectiveness evaluation of asphalt overlays of Beijing-shanghai highway

Abstract

Beijing-shanghai highway is the first national main trunk line finished and came into service in China. The number of this road is G2. G means national road. It is one of the most important roads of “7981” national highway planning and design. This road is the main connection of Beijing and Shanghai, the policy centre and economic centre. The research object of this paper is a part of this road in Jiangsu province, from Xinyi of Xuzhou to Jiangdu of Yangzhou. It is the central axis of Jiangsu highway project and one of the coastal highways of Jiangsu.

The pavement has applied some maintenance service such as micro-surfacing, hot-mixed asphalt, asphalt overlays to repair the road and improve pavement performance since 2008. With the improvement of traffic and overloading rate as well as the change of the environment, some pavement problem is developing as time going on, including rut, cracking and aging. The use of thin asphalt overlays of Jinghu highway has achieved sound effect.

This paper will introduce the characteristics of different overlays and make comparison between asphalt overlays with different processing temperature and different function.

In this paper, the adaptability and the influence factor of different overlays were analyzed using mathematical statistics methodology. The evaluation methodology of thin durable asphalt is also an important part of this paper.

This paper is based on the pavement performance data such as rutting depth, level up degree, cracking and sideway force coefficient to analyze the maintenance effect. Before conducting effectiveness evaluation, some influencing factor should be considered.

Key Words: Beijing-shanghai highway, thin durable asphalt overlay, influence factor, performance analysis.

目录

第一章 绪论 1

1.1 京沪高速简介 1

1.2 现行养护维修方案简介 1

1.3 研究的目的与意义 1

1.4 国内外研究现状 2

1.4.1国内研究现状简介 2

1.4.2国外研究现状简介 3

1.5 问题与技术路线 3

第二章 沥青路面不同罩面方案 5

2.1 不同罩面方案简介 5

2.2 不同罩面特点比较 6

2.2.1 不同处理温度特点 6

2.2.2 不同厚度功能混合料特点 7

2.3 京沪高速罩面方案概述 8

第三章 罩面方案使用效果评价 11

3.1 罩面方案适用性分析 11

3.2 罩面方案使用效果影响因素 12

3.3 罩面方案使用效果评价方法 16

3.3.1 性能效益评价理论 16

3.3.2 经济效益评价理论 20

3.3.3 环境效益评价理论 22

第四章 京沪高速不同罩面方案使用效果评估 24

4.1 不同罩面方案使用效果评估 24

4.1.1 橡胶沥青混凝土罩面段 24

4.1.2 改性沥青混凝土（掺聚酯纤维）罩面路段 26

4.1.3 改性沥青混凝土罩面路段 28

4.2 三种罩面代表性路段养护效果评估 31

4.2.1 三种罩面样本路段选取 31

4.2.2 三种罩面样本路段车辙分析 32

4.2.3 三种罩面样本路段路面破损情况分析 34

4.3 不同罩面养护效果现状比较 37

第五章 总结与概括 39

致谢 40

参考文献 41

第一章 绪论

1.1 京沪高速简介

京沪高速是中国大陆第一条全线建成通车的高速公路国道主干线，是国家高速公路规划设计里提出的“7981”公路网中最重要的纵向主干线之一。京沪高速起于北京，途经河北、天津、山东、江苏、终于上海，全长1262公里。

本文重点研究的京沪高速（沂淮江段）是京沪高速中位于江苏省境内的一段，是我省重要的沿海大动脉，也是江苏省“五纵九横五联”高速公路网的中轴线。全线主线按平微区高速公路标准建设，采用双向四车道，设计行车速度120km/h，路基宽28m。工程于1998年7月正式开工建设，历时2年4个月于2000年12月全线建成并投入营运。

沂淮江段全程约262公里，起自徐州新沂市苏鲁省界处，止于扬州江都市。途径徐州新沂市，宿迁市沭阳县，淮安市涟水县、淮阴区、楚州区，扬州市宝应县、高邮市、江都市等4市、8县（市）、56个乡镇。与连徐高速公路、宁连高速公路、宿淮盐高速公路、扬溧高速公路以及宁通高速公路相连，跨越新长铁路、新沂河、苏北灌溉总渠等铁路与重大河流。

1.2 现行养护维修方案简介

通车以来，在交通荷载和环境等因素作用下，路面结构和功能相继出现破坏，相继出现坑槽、横向裂缝、车辙、修补密集问题，有些路段甚至出现严重损坏。2009年前江苏京沪高速公路有限公司每年都对路面性能相对较差的路段采用微表处、热再生、罩面、铣刨重铺等措施进行养护处治，使路面整体服务质量保持在一个相对较好的水平。但由于交通流量快速增长、重载、超载、高温雨季等因素作用，路面每年仍会出现不同程度的裂缝、车辙、沉陷、拥包等病害，路面病害在一定周期内不断发生。由于养护经费限制及保畅通的压力，部分路段只能采取预防性或表面处治措施，对病害发展只是起到了缓解作用，并没有从根本上治理病害，也未能从本质上改善路面性能。为了彻底改善路面状况，京沪高速公路在2010年至2011年期间进行了全线沥青路面集中专项治理工程，采用全幅罩面的养护方案，提升道路服务性能。

自2011年改造结束至今，罩面路段已通车运营了3-4年，现阶段罩面后路面各项性能状况整体较优，但罩面后路面继续承受繁重的交通荷载作用，少数路段出现了车辙、坑塘等破损。

1.3 研究的目的与意义

依据沥青路面养护技术规范规定，沥青路面必须定期进行预防性、经常性、和周期性养护。通过对高速公路实施路面预防性养护，能及时修复路面微小病害，防止产生严重损伤，延长路面使用寿命，保持路面良好的服务状态，从而减少铣刨、翻修次数，节省大修费用。所以，系统地研究高速公路沥青路面的预防性养护技术与方案，推广贯彻实施路面预防性养护管理是我国高速公路发展的迫切需要。

为了能更好地掌握罩面后路面性能的变化，对破损相对严重路段进行合理处治，需要对罩面路段进行跟踪监测和评估，分析不同罩面方案的使用效果，有利于进行科学合理的中长期养护规划和方案设计；同时也可为其他高速公路路面大修养护处治的方案选择提供依据。

从京沪高速公路PMS路面养护决策管理系统中提取有关于路面结构材料组成、交通量轴载、路用性能指标、气候环境等关键性数据资料，通过SPSS、Excel等软件进行统计分析，从而通过直观的数理统计分析结果，比较不同罩面方案的使用效果。

1.4 国内外研究现状

1.4.1国内研究现状简介

在我国，广义的公路养护主要有两种形式，即维修与养护。但在现阶段，更多关注道路使用出现问题后的后期维修，并没有对于道路的前期养护给予足够关注，有很明显的“重修轻养”的取向。实际上，道路养护应该是公路公司保障道路安全，行车舒适的重心环节。对公路实施定期的现状评估并依据路况适当辅以养护工作所需要的人力，物力，财力，相比在当路面出现问题后对路面进行维修的方案显得更加经济实用。

预防性养护措施主要分为以下几种：裂缝修补：这项技术已经在国内的大多数省份得以实施，适用于定期大面积裂缝填补作业。传统的裂缝修补技术使用改性沥青或改性乳化沥青，还可以使用专用灌缝胶进行灌注。但是这项技术使用时需要施工方采用开槽的方式，将灌缝胶灌入槽缝内，不能够适应目前我国交通需求大，不宜封闭交通施工的现状。新型的贴缝技术的产生，使得施工时不必开槽，将材料直接贴于路面裂缝位置。

雾封层：这项技术已经在我国安徽地区合宁高速得以实施。雾封层材料随着时间的推移正在改善，在传统的乳化沥青的基础上萌生了含砂雾封层（在原材料中添加一定量的粘土，陶土等材料）不仅起到原本的防水作用，更能够提升封层的抗磨耗，抗滑性能。还原剂封层采用沥青还原剂，使得沥青材料路面的部分性能得以还原。

就地热再生：在我国属于应用较为成熟的一项技术。在包括京津唐、成渝、京石高速得以应用。我国自20世纪90年代起，便陆续从日本，美国引进就地热再生设备，并将此项技术广泛应用于全国高速公路养护工程。截至目前，我国使用就地热再生技术处理过的道路面积已远远超过1000万平方公里。

碎石封层：设备与施工工艺在各种养护处置方案中较为简单，工程造价较低，施工速度快，在许多欧美发达国家已经得到良好应用，对于我国高等级公路比例较少的现状更为适合，能够很好适应我国现在大多数二、三级公路的养护和维修工作。对于等级较高，交通量较大的高速公路和一级公路，可考虑采用其它方式进行养护。

微表处：近几年我国使用较多的微表处技术，单层厚度通常为 4 ～6mm（MS-2型）或 8 ～ 10 mm（MS-3型）^[1]。微表处施工厚度薄，由此带来的噪音问题相对严重。北京于2013采用减噪工艺对北京市六条道路进行了微表处，并在处理后进行噪音检测。结果显示路面的噪音仍然大于用其他方式处置的道路，但是相对于普通微表处方式处理的道路，其噪音已经减小许多。

薄层罩面：沥青层的铺筑厚度相当于一般结构层上面层或更薄的沥青层，厚度通常仅为15～25mm。这样的沥青层通常不作为路面结构层，更多作为磨耗层，通过改性沥青粘结层与原路面结合，不具有承受荷载的能力。超薄磨耗层结合料宜采用改性沥青或掺入其他添加剂以提高超薄磨耗层的水稳性。传统上，我国在20世纪60年代中期便开始铺筑15～25mm的沥青混合料作为面层，以提升路面各方面的使用性能，目前最薄的罩面层可以实现厚度在2mm以下^[2]。

1.4.2国外研究现状简介

以美国为代表的一些国家，将路面养护维修工程主要分为四类，即：预防性养护（preventive maintenance），纠正性养护（corrective maintenance），路面返修翻修（pavement rehabilitation）以及路面重建（pavement reconstruction）^[3]。本文重点研究的罩面养护技术即属于预防性养护技术的一种。

依据美国国家公路与运输协会定义，预防性养护是在路面状况良好、不增加路面结构能力的情况下，通过对现有道路系统采用经济有效的养护措施，延缓路面性能的衰减，维持或改善现有路面使用性能的一种有计划的养护活动^[4]。美国的超薄磨耗层 ( UTFC，Ultrathin Friction Course) 使用的改性乳化沥青是一种热拌沥青混合料，磨耗层厚度一般为10～20mm或9.5～19mm。薄层沥青罩面厚度为19～38mm ^[5]。

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