柳南高速公路水泥路面瀝青加鋪層合理結(jié)構(gòu)厚度研究

劉春華 吳雨霖 周興業(yè)

摘要：水泥混凝土路面瀝青加鋪層的結(jié)構(gòu)厚度是否合理直接關(guān)系到路面改造項(xiàng)目的使用效果。文章以柳州至南寧高速公路白加黑改造項(xiàng)目為研究對(duì)象，分析了瀝青鋪裝層總厚度和各個(gè)分層厚度的合理性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：柳南高速公路水泥路面瀝青加鋪層的各個(gè)結(jié)構(gòu)層厚度以及結(jié)構(gòu)層總厚度都較為合理，服役性能和使用效果較好，是一種成功的水泥路面瀝青加鋪結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞：瀝青加鋪層;水泥路面;合理厚度;應(yīng)力吸收層;中面層

0 引言

在柳州至南寧高速公路（柳南高速）舊水泥混凝土路面改造項(xiàng)目中，瀝青混凝土路面加鋪結(jié)構(gòu)厚度為12 cm或14 cm，自下而上的加鋪結(jié)構(gòu)組合為：2 cm應(yīng)力吸收層AC10、6 cm或8 cm中面層AC20（AC25）、4 cm表面層SMA13。在水泥路面加鋪瀝青面層項(xiàng)目中，反射裂縫病害與車轍病害往往是交替出現(xiàn)的，加鋪結(jié)構(gòu)偏薄容易出現(xiàn)反射裂縫，而加鋪結(jié)構(gòu)偏厚則容易出現(xiàn)車轍。如何保證瀝青鋪裝層各個(gè)結(jié)構(gòu)層厚度和總加鋪結(jié)構(gòu)厚度的合理性，對(duì)于路面改造工程而言十分關(guān)鍵。為此，本文依托柳州至南寧高速公路白加黑改造項(xiàng)目，對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)地研究和分析。

1 柳南高速公路水泥路面加鋪瀝青面層結(jié)構(gòu)方案

柳南高速公路水泥路面加鋪瀝青面層結(jié)構(gòu)方案如表1所示。

2 瀝青加鋪結(jié)構(gòu)總厚度的合理性評(píng)價(jià)

根據(jù)柳南高速公路加鋪改造3年后的評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，對(duì)瀝青加鋪結(jié)構(gòu)的總厚度進(jìn)行評(píng)價(jià)。交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院曾在柳南路施工期間對(duì)總加鋪結(jié)構(gòu)厚度進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果匯總于表2。

在柳南高速公路路面結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)1-1的中面層為6 cmAC20、總厚度為12 cm;結(jié)構(gòu)1-2的中面層為8 cmAC20、總厚度為14 cm;結(jié)構(gòu)1-3的中面層為8 cmAC25、總厚度為14 cm。從后評(píng)價(jià)的路況調(diào)查結(jié)果可以看出，盡管部分標(biāo)段的局部路段存在一些輕微的車轍病害，但全線98%以上的路段道路狀況十分良好。總體來(lái)看，結(jié)構(gòu)1-1、結(jié)構(gòu)1-2、結(jié)構(gòu)1-3三種路面結(jié)構(gòu)的道路使用狀況差異不大。從各個(gè)標(biāo)段的路況情況來(lái)看，靠近南寧的6-7標(biāo)所使用的結(jié)構(gòu)1-2使用效果要略優(yōu)于另外兩種結(jié)構(gòu)，而且該路段的交通流量較1-5標(biāo)更大。由此可見(jiàn)，采用14 cm的結(jié)構(gòu)厚度效果要更好，故有必要針對(duì)交通量大或者舊水泥混凝土路面路況較差的情況，使用更厚的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，這樣更合理。

3 瀝青加鋪結(jié)構(gòu)單層厚度的合理性評(píng)價(jià)

3.1 應(yīng)力吸收層厚度評(píng)價(jià)

交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院曾在柳南高速公路施工期間對(duì)應(yīng)力吸收層的單層結(jié)構(gòu)層厚度進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果匯總于表3。

柳州至南寧高速公路改擴(kuò)建工程中在舊水泥路面板上設(shè)置了一層厚度為2 cm的應(yīng)力吸收層瀝青混合料。當(dāng)總加鋪厚度只有12 cm或14 cm時(shí)，盡管應(yīng)力吸收層較薄，但仍需要協(xié)調(diào)好抗反射裂縫能力和高溫抗變形能力。為了解決這些問(wèn)題，在柳州至南寧高速公路舊水泥混凝土路面改造中，研發(fā)并使用了一種新型的薄層應(yīng)力吸收層材料，以富瀝青含量和粗集料斷級(jí)配為主要特點(diǎn)，使用常規(guī)的路面材料即可制備，在兼顧防反射裂縫和高溫抗變形能力的同時(shí)，可有效節(jié)約造價(jià)，是一種性能較為優(yōu)異、均衡的瀝青混合料。

2 cm應(yīng)力吸收層在施工過(guò)程中遇到的最大問(wèn)題是如何保證壓實(shí)度以及厚度，從表3中的匯總結(jié)果以及柳南路通車3年后的后評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)結(jié)果來(lái)看，1～7標(biāo)應(yīng)力吸收層的單層厚度控制十分良好，平均厚度為2.1 cm。通車3年多來(lái)，整條高速公路沒(méi)有反射裂縫的病害問(wèn)題，應(yīng)力吸收層的使用效果較好，這說(shuō)明材料設(shè)計(jì)是成功的。從車轍路段的鉆芯情況來(lái)看，沒(méi)有發(fā)生由于應(yīng)力吸收層變形過(guò)大而導(dǎo)致的車轍問(wèn)題，這表明按照現(xiàn)有的應(yīng)力吸收層材料組成設(shè)計(jì)方法和控制指標(biāo)能夠保證該層材料抵抗高溫變形的能力。綜合考慮之后，應(yīng)力吸收層AC10的厚度可適當(dāng)增加至2.5 cm。

3.2 中面層厚度評(píng)價(jià)

交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院曾在柳南高速公路施工期間對(duì)中面層的單層結(jié)構(gòu)層厚度進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果匯總于表4。

如前所述，結(jié)構(gòu)1-1的中面層為6 cmAC20，結(jié)構(gòu)1-2的中面層為8 cmAC20，結(jié)構(gòu)1-3的中面層為8 cmAC25，從表4中的匯總結(jié)果以及柳南高速公路通車3年后的后評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)結(jié)果來(lái)看，結(jié)構(gòu)1-1和結(jié)構(gòu)1-2在道路使用狀況上差異不大，考慮到結(jié)構(gòu)1-2路段的交通量較大、路況較差，我們認(rèn)為結(jié)構(gòu)1-2使用的8 cmAC20鋪裝厚度更加合理，對(duì)于路況差、交通流量大的路段，應(yīng)該增加中面層的結(jié)構(gòu)厚度。

從結(jié)構(gòu)1-2與結(jié)構(gòu)1-3的車轍病害調(diào)查結(jié)果可知，結(jié)構(gòu)1-2所表現(xiàn)出來(lái)的病害明顯偏少，抵抗高溫抗車轍性能更加優(yōu)異。

3.3 表面層厚度評(píng)價(jià)

交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院曾在柳南高速公路施工期間對(duì)表面層的單層結(jié)構(gòu)層厚度進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果匯總于表5。

如前所述，結(jié)構(gòu)1-1、結(jié)構(gòu)1-2、結(jié)構(gòu)1-3三種結(jié)構(gòu)的表面層均為4 cmSMA13，從表5中的匯總結(jié)果以及柳南路通車3年后的后評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)結(jié)果來(lái)看，該層結(jié)構(gòu)厚度能夠滿足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)道路表面并未出現(xiàn)明顯的裂縫、車轍、坑槽等病害，具有良好的路用性能，整體使用效果較好。

4 結(jié)語(yǔ)

為了研究水泥路面瀝青加鋪層的合理結(jié)構(gòu)厚度，本文以柳州至南寧高速公路白加黑改造項(xiàng)目為研究對(duì)象，分析了瀝青鋪裝層總厚度和各個(gè)分層厚度的合理性。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：柳南高速公路水泥路面瀝青加鋪層的各個(gè)結(jié)構(gòu)層厚度以及結(jié)構(gòu)層總厚度都較為合理，服役性能和使用效果較好，是一種成功的水泥路面瀝青加鋪結(jié)構(gòu)。

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作者簡(jiǎn)介：劉春華（1977—），高級(jí)工程師，工程碩士，主要從事高速公路建設(shè)、養(yǎng)護(hù)管理及交通工程技術(shù)、智慧高速研究工作;

吳雨霖（1973—），副高級(jí)工程師，工程碩士，主要從事高速公路項(xiàng)目建設(shè)管理、路面加鋪改造項(xiàng)目管理、養(yǎng)護(hù)工程項(xiàng)目管理等工作;

周興業(yè)（1982—），研究員，博士，主要從事瀝青路面結(jié)構(gòu)與材料研究工作。