高速公路瀝青路面典型病害特征及分布

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摘要：文中結(jié)合武吉高速公路工程，探討分析高速公路瀝青路面典型病害特征及其分布。通過(guò)對(duì)武吉南高速公路瀝青路面病害數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出武吉南高速病害為裂縫、修補(bǔ)類(lèi)以及車(chē)轍類(lèi)為主，重度裂縫類(lèi)病害均已發(fā)展至基層，部分病害嚴(yán)重影響路面結(jié)構(gòu)。從病害分布情況看，主要的病害分布在微表路段且病害分布存在車(chē)道和類(lèi)型差異，武吉南局部路段車(chē)轍屬于失穩(wěn)性車(chē)轍，且變形層位主要發(fā)生在中面層。

關(guān)鍵詞：高速公路；瀝青路面；病害分布；重度裂縫；中面層

1引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高速交通量日益增加，加之江西省雨季時(shí)間較長(zhǎng)，在行車(chē)荷載以及各種惡劣氣候的綜合影響下，沿線(xiàn)出現(xiàn)了不同程度的路面病害，且部分路段破損情況較嚴(yán)重［1-4］。對(duì)于高速公路瀝青路面病害的研究，國(guó)內(nèi)學(xué)者展開(kāi)了大量的研究。李柏殿等通過(guò)對(duì)江西省高速公路瀝青路面最新監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出高速公路瀝青路面典型病害形式［5］。何亦偉綜合路用性能與層間抗剪強(qiáng)度，對(duì)比分析不同超薄瀝青硅磨耗層路用性能的差異，選取更為合適的超薄磨耗層［6］。謝智榮對(duì)高速公路改造中舊瀝青混凝土路面的損壞狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，然后利用典型病害部位的鉆芯取樣情況，對(duì)路面病害的成因進(jìn)行研究分析［7］。申傳建總結(jié)了瀝青路面的典型病害及其成因，然后重點(diǎn)分析了裂縫封縫、表面封層、薄層罩面三大類(lèi)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)在高速公路路面養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用［8］。本文依托武吉高速公路工程，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有路段路面進(jìn)行全面檢測(cè)以掌握其現(xiàn)有技術(shù)狀況，分析道路路面病害的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)，為后續(xù)結(jié)合歷史養(yǎng)護(hù)情況與養(yǎng)護(hù)效果的分析論證，研究制定針對(duì)性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)適用、具有前瞻性的短期路面養(yǎng)護(hù)規(guī)劃提供明確的方向。

2工程概況

武吉高速公路是國(guó)家高速公路“7918”網(wǎng)規(guī)劃中的“縱五線(xiàn)”—大慶至廣州國(guó)家高速公路在江西境內(nèi)的南段，路線(xiàn)北起贛鄂省界武寧縣，南至吉安市、與贛粵高速公路相接，貫穿贛西北與贛中西部地區(qū)，全長(zhǎng)285.809km。K2779+750~K2875+119（武吉南段）全線(xiàn)按雙向四車(chē)道高速公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)速度100km/h，路基寬度26m，設(shè)計(jì)荷載為公路—Ⅰ級(jí)；武吉南高速原路面結(jié)構(gòu)為4cm（改性AC-13）+6cm（普通瀝青AC-20）+8cm（普通AC-25）+8cm（普通ATB-25）+32cm（水泥穩(wěn)定碎石）+20cm（水泥穩(wěn)定碎石）+15cm（級(jí)配碎石）。為探討江西省高速公路瀝青路面的典型病害特征及其分布，采用路面破損快速檢測(cè)車(chē)結(jié)合人工調(diào)查進(jìn)行全線(xiàn)檢測(cè)，針對(duì)病害較為嚴(yán)重的路段，取芯樣進(jìn)行研究分析。

3典型病害特征及分布情況

武吉南高速公路路面的典型病害主要有橫向裂縫、縱向裂縫、修補(bǔ)以及車(chē)轍等。全線(xiàn)均有分布，歷年維修的路段且部分嚴(yán)重病害伴有翻漿病害。

3.1橫向裂縫

結(jié)合武吉南高速歷年養(yǎng)護(hù)歷史結(jié)合歷年路面取芯情況，武吉南高速路面橫向裂縫主要特征來(lái)判斷大致分為兩種：一種裂縫下寬上窄，貫穿面層與基層的橫向裂縫屬于反射裂縫，此類(lèi)裂縫往往表現(xiàn)為重度橫縫，貫穿整個(gè)行超車(chē)道；另一種為溫縮型裂縫，該類(lèi)裂縫層間性能良好，主要是荷載及高低溫差作用而產(chǎn)生的開(kāi)裂，且該病害往往發(fā)展層位不深，并主要集中在行車(chē)道。

3.2縱向裂縫

結(jié)合武吉南高速歷年養(yǎng)護(hù)歷史結(jié)合歷年路面取芯情況，裂縫主要發(fā)生在行車(chē)道的輪跡帶上，其形成原因是在行車(chē)荷載的多次反復(fù)作用下，結(jié)構(gòu)層承受的反復(fù)荷載超過(guò)疲勞強(qiáng)度時(shí)，產(chǎn)生的疲勞裂縫。這種裂縫開(kāi)始大都是形成細(xì)而短的縱向開(kāi)裂，繼而逐漸擴(kuò)展成網(wǎng)狀，開(kāi)裂的寬度呈上寬下窄的特征。其余芯樣都發(fā)展至基層，此種裂縫都是由下往上發(fā)展，主要是由于路基碾壓不均勻?qū)е侣坊植课磯簩?shí)，在后期行車(chē)荷載作用下路基產(chǎn)生不同程度的沉降從而形成的沉降縫。

3.3修補(bǔ)

修補(bǔ)反映了路面的維修狀況，武吉南高速公路路面修補(bǔ)質(zhì)量存在一定的差異性，部分路面修補(bǔ)質(zhì)量較良好，部分路面病害修補(bǔ)較差，嚴(yán)重影響路面的行駛舒適性。從修補(bǔ)的分布上看，修補(bǔ)存在一定的連續(xù)性，路段呈現(xiàn)連續(xù)、大面積修補(bǔ)的情況。

3.4車(chē)轍

瀝青路面車(chē)轍類(lèi)型主要有：流動(dòng)性失穩(wěn)車(chē)轍、結(jié)構(gòu)性車(chē)轍、壓密性車(chē)轍。三類(lèi)車(chē)轍區(qū)別在于外在表現(xiàn)形式不一樣，流動(dòng)性車(chē)轍一般呈現(xiàn)W型，兩側(cè)有隆起；而結(jié)構(gòu)性車(chē)轍一般呈現(xiàn)淺盆型或U型，兩側(cè)無(wú)隆起。形成的原因也不一致，結(jié)構(gòu)性車(chē)轍發(fā)生的原因是道路整體強(qiáng)度不足所致，土基、水穩(wěn)基層、面層均發(fā)生變形，這種情況對(duì)于我國(guó)半剛性基層結(jié)構(gòu)一般較少發(fā)生。失穩(wěn)性車(chē)轍是在剪應(yīng)力作用下瀝青混合料發(fā)生橫向流動(dòng)變形的結(jié)果。壓密型車(chē)轍是由壓實(shí)度不足所致，是一種非正常車(chē)轍。根據(jù)百米值從統(tǒng)計(jì)結(jié)果，全線(xiàn)有0.4km處于重度車(chē)轍（RD＞15）主要分布在上行K2791-K2799。針對(duì)車(chē)轍比較嚴(yán)重的路段，在上行行車(chē)道車(chē)轍深度較大的位置K2793+900、K2793+950進(jìn)行了取芯。其中K2793+900左輪跡帶車(chē)轍為1.9cm，右輪跡帶車(chē)轍深度為2.3cm，K2793+950左輪跡帶車(chē)轍為2.1cm，右輪跡帶車(chē)轍深度為2.4cm；各結(jié)構(gòu)層的厚度及變形情況見(jiàn)下表1。從車(chē)轍芯樣各結(jié)構(gòu)層變形率表2中可以看出，上面層、下面層均有變形貢獻(xiàn)，但芯樣中面層車(chē)轍變形率最大，兩處平均達(dá)到了56.25％~65.38％，由此可以說(shuō)明武吉南局部路段車(chē)轍屬于失穩(wěn)性車(chē)轍，且變形層位主要發(fā)生在中面層。從武吉南車(chē)轍百米值統(tǒng)計(jì)分析，全線(xiàn)存在8.7km處于輕度車(chē)轍（10≤RD＜15）RD＞8的路段長(zhǎng)26.4km，對(duì)于輕度車(chē)轍項(xiàng)目組也進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，結(jié)合往年武吉南路面取芯情況分析，武吉南輕度車(chē)轍主要發(fā)生在上面層。通過(guò)對(duì)歷年病害取芯情況統(tǒng)計(jì)并結(jié)合歷年養(yǎng)護(hù)修復(fù)情況得出了武吉南高速公路的幾種典型病害。由圖可知，2016-2020年武吉南高速橫縫輕度取芯共3個(gè)，破損至中面層有3個(gè)占100%；橫縫重度取芯共9個(gè)，破損至基層有7個(gè)占78%；縱縫輕度取芯共1個(gè)，破損至上面層1個(gè)占100%；縱縫重度取芯共6個(gè)，破損至基層5個(gè)占83%；坑槽輕度取芯4個(gè)，破損至上面層75%；坑槽重度取芯9個(gè)，破損至下面層占89%；車(chē)轍取芯8個(gè)，變形率至上、中面層各4個(gè)占50%；塊狀修補(bǔ)取芯1個(gè)，破損至下面層1個(gè)占100%；沉陷病害取芯2個(gè)，取出芯樣均為基層破碎。

4結(jié)論

（1）通過(guò)對(duì)武吉南高速公路瀝青路面病害數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出武吉南高速病害以裂縫、修補(bǔ)類(lèi)以及車(chē)轍類(lèi)為主。（2）重度裂縫類(lèi)病害均已發(fā)展至基層，部分病害嚴(yán)重影響路面結(jié)構(gòu)。（3）從病害分布情況看，主要的病害分布在微表路段且病害分布存在車(chē)道和類(lèi)型差異。（4）武吉南局部路段車(chē)轍屬于失穩(wěn)性車(chē)轍，且變形層位主要發(fā)生在中面層。

參考文獻(xiàn)

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［8］申傳建.高速公路瀝青路面典型病害及預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)［J］.交通世界，2020（32）：64-65.

作者：王斯倩 劉星星 單位：江西省天馳高速科技發(fā)展有限公司