改擴建舊瀝青道路檢測指標的研究和評價分析

俞先江，王 正，顧章川，馬圣昊

（江蘇省交通規劃設計院股份有限公司，江蘇南京 210014）

改擴建舊瀝青道路檢測指標的研究和評價分析

俞先江，王 正，顧章川，馬圣昊

（江蘇省交通規劃設計院股份有限公司，江蘇南京 210014）

通過對公路改擴建過程中進行前期路面技術性能檢測指標的分析與總結，提出一種綜合分析的思想方法，對各項檢測指標聯合相關性分析，從而更好的為公路改擴建提供設計思路和策略，合理進行設計，節約國家資產。

改擴建；檢測指標；路面；相關性分析；評價分析

該路于1993年建成，按一級公路設計速度80 km/h的標準設計，老路道路寬36 m，結構形式為：4 cm（Sup-13或SMA-13型）+8 cm（Sup-25或Sup-20型）+24 cm（水泥混凝土）+20 cm（二灰碎石）+14 cm（12％石灰穩定土）+14 cm（10％石灰穩定土）+14 cm（8％石灰穩定土）。本道路在通車后由于重車的渠化作用，產生了較多的車轍，以及非機動車道由于路面結構設計的缺陷和附近重車的作用，產生了大量的坑槽和網裂病害。根據規范要求以及路面實際情況，進行了以下指標的檢測工作：

表1　檢測內容與方法

1 路面破損狀況與路面結構強度

根據路面破損狀況調查和彎沉檢測得出以下結論，相關檢測數據見表2。本路況病害主要以修補不良為主，破損率DR（％）達0.58，其次以橫向裂縫居多，再者為車轍現象嚴重。病害嚴重的段落其路面當量回彈模量也偏低，路面承載能力也相對偏低，這說明病害與承載能力具有一定的關聯，路面頂面當量回彈模量偏低，路面承載力不足，而承載力不足將導致瀝青路面發生破壞，易產生坑槽、沉陷等病害。由表2可知，上行K12+500～K13+ 500破損率DR（％）為0.97，其路面當量回彈模量為上行全線最低值172 MPa，該段落主要病害為松散類病害（坑槽、沉陷），下行K14+500～K15+500段破損率DR（％）為0.76，其路面當量回彈模量為全線最低值110 MPa。通過選取全線路面破損率DR（％）、路面破損狀況指數PCI以及非機動車道路面當量回彈模量（MPa）繪取三維圖，如圖1所示，當PCI為優，但路面破損率DR（％）較大時，其路面當量回彈模量相對較低。

這說明在進行改擴建瀝青路面破損狀況和路面強度評價時，應綜合考慮，尤其要結合破損率DR（％）合理分段分析，不能單獨對某個指標獨立分析路面使用性能。

圖1　松散類路面破損率DR-PCI-非機動車道路面當量回彈模量關聯圖

表2　路面破損狀況與路面當量回彈模量表

續表2

2 路面結構厚度與芯樣外觀分析

路面結構層厚度通過鉆芯機鉆取，可以很直觀的判斷路面結構層狀況，并且對芯樣外觀進行初步判斷。對于一般的為設計服務的檢測項目，大多采取取芯機鉆取路面面層，或者到基層，總厚度不超過50 cm，而為了更進一步的了解路面結構形式，應采取鉆芯機或者挖坑，但由于挖坑一般需耗費較大的人力及財力，且對路面及交通有一定的影響，故目前采取的相對較少。本次項目采取了鉆芯機鉆取芯樣，深入分析路面結構層狀況，雖然也能夠較準備和直觀的判斷，但是由于鉆芯點隨機性大，存在一定的誤差，不能代表全線或者某一段落路面實際情況，因此根據本次項目的檢測以及以往豐富的路面厚度檢測經驗，在各方面工程條件允許的情況下，應盡量采取挖坑取樣法對路面結構進行厚度檢測、結構層狀況以及病害原因分析；或者采取無損檢測方法（探地雷達）對全線路面結構層進行檢測分析。

通過鉆取的芯樣外觀分析可知，車轍處、橫縫處所取的芯樣瀝青面層都較破碎；縱縫處所取芯樣面層完整，但基層破碎；所取芯樣結果顯示二灰碎石基層總體上都存在破碎的現象。鉆芯結果較好的反映了路面結構層狀況。

3 瀝青室內試驗

根據《公路瀝青路面設計規范》要求，改建路面應考慮路面瀝青混合料的再生利用，因此本項目對芯樣進行了以下指標的試驗分析。根據流值和穩定度判斷瀝青的熱穩定性性能，檢測瀝青用量（油石比），與設計時分析比較，瀝青含量過高將容易產生車轍等病害，而過低將會導致瀝青對集料的吸附性不夠易導致面層剝落；檢測瀝青混合料的壓實度，壓實度較低時，表明瀝青混合料內部空隙較大，而路表水會透過空隙進入瀝青結構層內部，對道路面層和基層產生不利影響。本項目瀝青混合料室內試驗結果表明：瀝青混合料穩定度基本滿足設計要求，而流值相對偏大，流值偏大將使瀝青路面抵抗豎向變形能力變弱，容易產生車轍等病害；SMA -13型瀝青混合料的瀝青含量（油石比）與正常值相比略高，Sup-20型、Sup-13型以及Sup-25型瀝青混合料的瀝青含量（油石比）基本正常。根據瀝青混合料抽提篩分結果，SMA-13型、Sup-20型、Sup-13型、Sup-25型瀝青混合料級配與設計文件相比，4種瀝青混合料級配均存在偏細現象，級配偏細將導致粗骨料處于懸浮狀態，抗剪切變形能力下降，易使瀝青路面產生車轍、泛油等病害，這與路面實際病害相符。

4 綜合分析

（1）對于該路（K9+500～K16+035段）路面出現大量橫向裂縫、修補不良以及車轍嚴重的路段，建議結合具體情況銑刨原瀝青路面，并在現場判斷基層成型情況，進一步確定基層處理措施，如：就地冷再生處理、挖除重鋪處理等；對銑刨挖出料盡可能再生利用。

（2）對于該路（K9+500～K16+035段）非機動車道，坑槽部位應進行修補處理；路況較差的路段，應挖除舊面層重鋪；路況較好的路段，根據路面頂面當量回彈模量情況，可予以利用。

5 結 論

（1）通過對規范和以往檢測經驗的分析，提出了對于舊瀝青道路改擴建項目進行路面技術性能檢測的要求和定性評價方法（聯合相關性綜合分析方法），根據改擴建項目特征，提出了相關的檢測指標參數要求：路面破損狀況指數（PCI），路面破損率（DR）、路面厚度、結構層狀況，彎沉檢測以及為面層和基層再生利用服務的室內試驗指標，并結合檢測指標應該進行聯合相關性綜合分析，更加有效的為改擴建設計服務。

（2）將提出的檢測指標與分析評價方法應用于具體實際工程，取得了一定的成果，檢測成果較好的為該路的改擴建設計提供了設計依據。

（3）對路面結構層厚度和外觀檢測，結合本工程提出了相關檢測要求，在各方面條件都允許的情況下，應盡可能采取挖坑取樣方法進行路面結構層厚度和外觀檢測分析，或者采取無損檢測（探地雷達）對全線進行檢測，推薦使用探地雷達進行路面內部結構質量狀況進行檢測。

（4）提出在對路面破損狀況進行評價時，應該重視對各種病害類型進行破損率計算和分析，從而能夠有針對性的為改擴建設計提供設計依據。

［1］ 吳傳海.高速公路瀝青混凝土路面破損狀況評價方法的缺陷及改進［J］.公路，2007，（5）.

［2］ 黎霞，楊明，何俊輝.廣西南友高速公路瀝青路面早期損壞原因分析［J］.中外公路，2014，（6）.

［3］ 展宏圖.高速公路舊水泥路面結構強度評價方法及工程應用［D］.長沙：長沙理工大學，2013.

U416.217

C

1008-3383（2016）09-0010-02

2016-03-02

俞先江（1978-），男，高級工程師，主要從事道路工程檢測，設計及相關科研工作。