不同瀝青路面結(jié)構(gòu)組合長(zhǎng)期性能的綜合評(píng)估

（廣東華路交通科技有限公司，廣東 廣州 510420）

近年來(lái)，為更好地適應(yīng)交通量增大，提高路面結(jié)構(gòu)的使用壽命，我國(guó)相關(guān)道路研究機(jī)構(gòu)和專(zhuān)家結(jié)合工程實(shí)踐，在不同地區(qū)修筑了不同結(jié)構(gòu)類(lèi)型的瀝青路面，并進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè)，評(píng)估不同路面結(jié)構(gòu)的應(yīng)用效果。采用現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、探地雷達(dá)等技術(shù)手段，對(duì)比分析不同路面結(jié)構(gòu)與普通半剛性基層路面結(jié)構(gòu)的病害特征與隱性病害分布情況，評(píng)估幾種新技術(shù)在高速公路的應(yīng)用效果及時(shí)總結(jié)工程經(jīng)驗(yàn)，為后期的同類(lèi)工程實(shí)施提供借鑒，并且對(duì)于新技術(shù)的推廣及我國(guó)高速公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)水平的提高具有重要的意義。

一、試驗(yàn)及評(píng)估方法

為了有效評(píng)估不同瀝青路面結(jié)構(gòu)組合的長(zhǎng)期性能，采用不同的方法對(duì)原路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行全方位的評(píng)估。

（一）分析裂縫和車(chē)轍的發(fā)展規(guī)律

傳統(tǒng)的半剛性基層結(jié)構(gòu)瀝青路面，基層強(qiáng)度高，車(chē)轍主要集中在中上面層。而相關(guān)研究表明，與半剛性基層結(jié)構(gòu)相比，組合式基層和柔性基層路面結(jié)構(gòu)所使用的ATB-25瀝青穩(wěn)定碎石具有較高的抗剪強(qiáng)度、抗彎拉強(qiáng)度和耐疲勞特性，可以減少反射裂縫，但是面臨著車(chē)轍可能發(fā)展到基層的問(wèn)題。因此可從不同組合結(jié)構(gòu)路面的裂縫發(fā)展規(guī)律和車(chē)轍發(fā)展規(guī)律入手，分析不同路面結(jié)構(gòu)組合的長(zhǎng)期性能演變規(guī)律。

（二）分析車(chē)轍貢獻(xiàn)率

為深入研究長(zhǎng)壽命路面結(jié)構(gòu)的車(chē)轍特征，通過(guò)在車(chē)轍隆起、凹陷和路肩位置鉆芯，測(cè)量不同結(jié)構(gòu)層的厚度，分析車(chē)轍的發(fā)生層位和各結(jié)構(gòu)層的車(chē)轍貢獻(xiàn)率，從而明確不同路面結(jié)構(gòu)的車(chē)轍特征。

（三）分析路段雷達(dá)檢測(cè)圖像

當(dāng)路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部出現(xiàn)裂縫時(shí)，裂縫之間將會(huì)存在一些雜質(zhì)，根據(jù)探地雷達(dá)的檢測(cè)原理，當(dāng)探測(cè)物體介電常數(shù)發(fā)生變化時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生較為強(qiáng)烈的信號(hào)反射，因此探地雷達(dá)可較為準(zhǔn)確地反映裂縫發(fā)展的內(nèi)部狀態(tài)。所以，通過(guò)雷達(dá)檢測(cè)圖像不僅可分析典型路段裂縫，還能分析不同結(jié)構(gòu)組合裂縫發(fā)展層位的可識(shí)別程度。

二、不同路面結(jié)構(gòu)組合的長(zhǎng)期性能演變規(guī)律分析

（一）路面裂縫發(fā)展規(guī)律分析

2011年～2017年組合式基層單公里裂縫條數(shù)最少，裂縫增長(zhǎng)速度最慢；普通水穩(wěn)基層單公裂縫條數(shù)最多，裂縫增長(zhǎng)速度最快；柔性基層的裂縫增長(zhǎng)速度較為穩(wěn)定，裂縫數(shù)量也介于組合式基層和普通水穩(wěn)基層之間。這說(shuō)明組合基層抗裂效果最好，柔性基層次之，普通水穩(wěn)基層抗裂效果最差。

（二）路面車(chē)轍發(fā)展規(guī)律分析

通過(guò)分析3種組合結(jié)構(gòu)的車(chē)轍發(fā)展規(guī)律發(fā)現(xiàn)，2011年～2014年，路面RD值均逐年增大，2014年之后，由于對(duì)幾種組合結(jié)構(gòu)路面開(kāi)展了銑刨重鋪專(zhuān)項(xiàng)養(yǎng)護(hù)，導(dǎo)致RD值逐漸減小，但總體上組合基層與柔性基層RD值略大于普通水穩(wěn)基層。所以，雖然組合式基層路段較短，但路面單公里銑刨重鋪工程量是柔性基層的2倍，是普通水穩(wěn)基層的2.4倍。

（三）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)與不同路面結(jié)構(gòu)病害特征分析

分別在組合基層和柔性基層車(chē)轍偏大的斷面取芯。具體取芯點(diǎn)車(chē)轍深度14.0mm～15.0mm；取芯數(shù)量為每個(gè)斷面4個(gè)，車(chē)轍隆起處2個(gè)，凹陷處1個(gè)，硬路肩處1個(gè)。

為了分析車(chē)轍斷面各結(jié)構(gòu)層的車(chē)轍分布情況，采用車(chē)轍貢獻(xiàn)率指標(biāo)評(píng)價(jià)車(chē)轍的層位分布，即按照芯樣的各層厚度，計(jì)算面層產(chǎn)生的車(chē)轍深度，及上、中、下、面層和基層的車(chē)轍貢獻(xiàn)率，定義如下。

1.路面各層基準(zhǔn)厚度為兩側(cè)隆起處的層位厚度平均值；

2.路面車(chē)轍深度=各層基準(zhǔn)厚度之和-凹陷處總厚度；路面各層產(chǎn)生的車(chē)轍=各層基準(zhǔn)厚度-凹陷處對(duì)應(yīng)的層位厚度；

3.各面層的車(chē)轍貢獻(xiàn)率=（各層產(chǎn)生的車(chē)轍/路面車(chē)轍深度）×100%；

按照上述方法，選取了兩處車(chē)轍較大處進(jìn)行取芯，每處車(chē)轍位置為兩個(gè)斷面，并比較了選取段落的芯樣車(chē)轍貢獻(xiàn)率和取芯厚度。

三、基于雷達(dá)檢測(cè)的隱性病害分析

（一）雷達(dá)圖像解釋分析

圖1 裂縫發(fā)展至上基層

圖2 裂縫發(fā)展至下基層

根據(jù)路面狀況，采用探地雷達(dá)檢查所選擇的典型路段的裂縫病害，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，分析裂縫在路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，并用雷達(dá)圖像解釋典型路段的裂縫位置。

如圖1所示，上基層位置存在一條豎直的信號(hào)反射帶，而下基層并未出現(xiàn)明顯的反射信號(hào)，因此可基本判斷在該位置，裂縫發(fā)展至下基層。

如圖2所示，路表裂縫對(duì)應(yīng)的基層位置，上、下基層位置均存在一條豎直的信號(hào)反射帶，因此可基本判斷在該位置，裂縫發(fā)展至下基層。

除此之外，有些裂縫的發(fā)展層位無(wú)法識(shí)別，路表裂縫對(duì)應(yīng)的基層位置，上、下基層位置沒(méi)有出現(xiàn)明顯的信號(hào)反射，因此可初步判斷裂縫發(fā)展程度較輕，有可能僅在表面出現(xiàn)。

（二）隱性病害占比統(tǒng)計(jì)分析

路段內(nèi)隱性病害主要分為層間不良、結(jié)構(gòu)孔隙多、松散及含水率偏大等情況。組合式基層與柔性基層路段隱性病害均以層間不良為主，組合式基層路段層間不良略高于柔性基層；兩種結(jié)構(gòu)路段層間不良的占比均大于周邊抗裂水穩(wěn)及普通水穩(wěn)路段。組合式基層與柔性基層路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部隱性病害整體狀況略差于普通水穩(wěn)及抗裂水穩(wěn)，但I(xiàn)PCI指數(shù)均大于60，說(shuō)明所選路段路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部隱性病害狀況尚好；通過(guò)PCI與IPCI對(duì)比可知，組合式基層與柔性基層路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部隱性病害的ICPI與PCI的發(fā)展趨勢(shì)具有一定一致性，隱性病害評(píng)價(jià)同樣適用于柔性基層及組合式基層路面。

四、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)檢測(cè)和分析3種基層路面裂縫及病害的發(fā)展規(guī)律發(fā)現(xiàn)，不同基層結(jié)構(gòu)路面單公里裂縫條數(shù)和裂縫增長(zhǎng)速度的關(guān)系為，普通水穩(wěn)基層大于柔性基層，柔性基層大于組合式基層；柔性基層和組合式基層路面的RD值略大于普通水穩(wěn)基層；通過(guò)分析柔性基層和組合基層路面不同車(chē)轍斷面的芯樣厚度發(fā)現(xiàn)，兩種結(jié)構(gòu)車(chē)轍較大路段均以中面層變形為主，車(chē)轍貢獻(xiàn)率均為50%以上，而柔性基層混合料的厚度變化并不明顯；組合式基層與柔性基層路段隱性病害均以層間不良為主，層間不良主要集中在ATB層與基層之間，說(shuō)明材料粒徑越粗，對(duì)瀝青混合料與無(wú)機(jī)結(jié)合料的黏結(jié)性影響越大。