談高速公路路面狀況評價(jià)及方案
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摘要：通過現(xiàn)場取樣和室內(nèi)試驗(yàn)測試，對阿岱至李家峽公路高速公路段的病害原因進(jìn)行分析，全線路面芯樣較為完整，厚度控制總體較好，路面面層壓實(shí)度普遍不足，瀝青混合料級配偏粗，提出了采用銑刨上行方向高速公路病害較為嚴(yán)重的行車道和超車道各兩個(gè)瀝青面層后再加鋪的處治方案。
關(guān)鍵詞：高速公路；瀝青路面；路面狀況；處治方案
1工程概況
阿岱至李家峽公路是青海省高速公路路網(wǎng)規(guī)劃“3410”中平安至大力加山高速公路的重要組成部分，與平阿高速公路、省道阿賽公路、平大公路及李家峽專用公路等連接，形成縱橫交織的交通網(wǎng)絡(luò)。阿岱至李家峽公路的建成將有效改善區(qū)域的交通聯(lián)系，對于加快和促進(jìn)青海公路網(wǎng)建成、提高公路通達(dá)性，拓展城鄉(xiāng)發(fā)展空間，加快城鎮(zhèn)建設(shè)進(jìn)程，帶動(dòng)和促進(jìn)地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，構(gòu)建和諧社會(huì)具有重要的意義。阿岱至李家峽公路共劃分兩個(gè)合同段，全線里程包括高速公路和二級公路，其中高速公路位于阿岱至牙什尕段，A合同段高速公路長11.591km，B合同段高速公路長4.869km。阿岱至李家峽公路自建成通車以來，由于冬季低溫施工和目前的交通量顯著增長（尤其貨車比例不斷升高，超載、超限運(yùn)輸現(xiàn)象嚴(yán)重），阿岱至牙什尕段高速公路路面出現(xiàn)車轍、推移、擁包及唧漿等病害，大大降低了道路的使用功能，嚴(yán)重影響行車安全性及舒適性，為了解掌握路面的病害發(fā)展情況，及時(shí)開展路面養(yǎng)護(hù)工作，有必定對阿岱至李家峽公路阿岱至牙什尕段高速公路現(xiàn)有瀝青路面病害進(jìn)行調(diào)查，分析其病害成因及可行的處治方案。
2路面狀況評價(jià)
阿岱至牙什尕段高速公路路面病害主要以推移、擁包（橋面）、唧漿為主，部分橋面和路基段出現(xiàn)輕度車轍。車轍測試結(jié)果表明，路面車轍整體狀況一般，雙向超車道無車轍，行車道有明顯車轍，下行方向（阿岱至牙什尕段右幅）行車道RDI平均值為83.47，上行方向（阿岱至牙什尕段左幅）行車道RDI平均值為84.45，評價(jià)等級均為良。兩方向行車道車轍基本相當(dāng)，下行行車道優(yōu)良率為84.72%，上行行車道優(yōu)良率為88.37%。為進(jìn)一步直觀地了解路面使用現(xiàn)狀，為病害成因分析提供參考依據(jù)，對全線典型路段進(jìn)行現(xiàn)場取芯，并通過室內(nèi)試驗(yàn)對各個(gè)標(biāo)段芯樣孔隙率、壓實(shí)度、瀝青混合料級配組成及油石比、穩(wěn)定度等指標(biāo)進(jìn)行測試[1]。
2.1芯樣完整性和粘結(jié)性
通過對路面芯樣的觀察和厚度量測可知，路面所取芯樣較為完整，全線瀝青路面厚度控制總體較好，各部位的厚度平均值均能夠達(dá)到設(shè)計(jì)值控制要求。通過取芯可以較直觀地判斷各瀝青層之間、瀝青層與基層之間的粘結(jié)情況，對于硬路肩處芯樣，各瀝青層粘結(jié)相對較好；對于已發(fā)生病害路段而言，部分芯樣上面層與下面層之間層間粘結(jié)狀況較差；橋面推移處芯樣下面層與橋面板之間粘結(jié)較差，橋面板頂面光滑，層間粘結(jié)差。此外，全線路基層整體狀況較好，均能取出完整芯樣，芯樣無松散、無裂縫。
2.2壓實(shí)度測試
室內(nèi)試驗(yàn)采用表干法對芯樣的密度進(jìn)行測試，并通過查閱竣工資料獲取瀝青混合料密度計(jì)算路面的壓實(shí)度和孔隙率[2]，路面結(jié)構(gòu)各層次芯樣的壓實(shí)度如圖1所示。由圖1的統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，從兩個(gè)合同段下行方向下面層芯樣壓實(shí)度可以看出，B合同段較A合同段控制較差，其中A合同段下行方向下面層壓實(shí)度合格率為93.8%，B合同段下行方向下面層壓實(shí)度合格率為66.7%。兩個(gè)合同段在下行方向上面層壓實(shí)度控制均不好，B合同段較A合同段控制較差，其中A合同段下行方向上面層壓實(shí)度合格率為81.3%，B合同段下行方向上面層壓實(shí)度合格率為66.7%。從兩個(gè)合同段上行方向下面層芯樣壓實(shí)度可以看出，兩個(gè)合同段在上行方向下面層壓實(shí)度控制較差，A合同段較B合同段控制更差，其中A合同段上行方向下面層壓實(shí)度合格率僅為42.9%，B合同段上行方向下面層壓實(shí)度合格率為66.7%。兩個(gè)合同段在上行方向上面層壓實(shí)度控制較差，A合同段較B合同段控制更差，其中A合同段上行方向上面層壓實(shí)度合格率僅為42.9%，B合同段上行方向上面層壓實(shí)度合格率為70.0%。A合同段上行方向面層壓實(shí)度嚴(yán)重不足是導(dǎo)致目前A合同段上行方向出現(xiàn)唧漿病害的主要原因之一。
2.3瀝青混合料穩(wěn)定度試驗(yàn)
路面芯樣完成芯樣密度試驗(yàn)后，開展馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)測試，并按照芯樣厚度對穩(wěn)定度測試結(jié)果進(jìn)行修正，得到標(biāo)準(zhǔn)高度下的馬歇爾穩(wěn)定度，各標(biāo)段路面結(jié)構(gòu)各層次的穩(wěn)定度測試結(jié)果見表1。由表1的測試結(jié)果可知，兩個(gè)合同段下面層瀝青混合料穩(wěn)定度和流值合格率較低，并且表現(xiàn)出較大的離散性。壓實(shí)度也表現(xiàn)出同樣的規(guī)律，表明瀝青混合料的施工均勻性欠佳，部分路段級配不良、壓實(shí)度和穩(wěn)定度不足是導(dǎo)致路面出現(xiàn)壓密型車轍病害的主要原因之一。
2.4抽提試驗(yàn)
在完成馬歇爾試驗(yàn)后，可開展抽提試驗(yàn)。抽提試驗(yàn)可以確定瀝青混合料的油石比和級配。由上面層抽提結(jié)果可知，兩個(gè)合同段上面層瀝青混合料級配基本均能滿足《瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF40—2004）中控制要求，其中B合同段0.075mm篩孔的通過率較低，導(dǎo)致實(shí)際路面鋪筑時(shí)會(huì)出現(xiàn)空隙率過大現(xiàn)象，進(jìn)而出現(xiàn)部分段落壓實(shí)度不足問題。由下面層抽提結(jié)果可知，兩個(gè)標(biāo)段瀝青混合料級配均不能滿足JTGF40—2004中控制要求，且兩個(gè)標(biāo)段瀝青混合料級配整體偏粗，部分篩孔通過率超過級配下限控制，同時(shí)，部分瀝青路面壓實(shí)度評定較差。由此可見，瀝青混合料級配偏粗導(dǎo)致現(xiàn)場部分路段壓實(shí)不充分而出現(xiàn)較多孔隙是壓實(shí)度不足的主要原因之一。
3路面處治方案
3.1路面處治方案研究總體原則與思路
根據(jù)路面檢測情況可知，阿岱至牙什尕段高速公路路面需要進(jìn)行局部路段整治。考慮到處理路段集中在行車道，橋面處理的路段較多，且下行方向（阿岱至牙什尕段右幅）與上行方向（阿岱至牙什尕段左幅）病害不一致，因此阿岱至牙什尕段高速公路病害整治宜分幅分路段進(jìn)行。按照路面病害處治維修與改善路面狀況相結(jié)合為總體思路，重點(diǎn)以路面典型病害處治方案研究為主，同時(shí)結(jié)合本項(xiàng)目所處地區(qū)的氣候、水文、土質(zhì)等自然條件，以及當(dāng)?shù)厥┕そ?jīng)驗(yàn)和材料供應(yīng)情況，在滿足交通量和使用要求的前提下，對各種整治方案進(jìn)行適用性研究。根據(jù)典型路面病害處治方案研究和比選，綜合考慮阿岱至牙什尕段高速公路總體路面狀況和各種方案的施工成熟度，以及新技術(shù)的應(yīng)用等多方面因素，提出本次路面初步處治方案[3]。
3.2推移、擁包病害處治方案
阿岱至牙什尕段高速公路推移、擁包病害主要發(fā)生在下行方向（阿岱至牙什尕段右幅），路面發(fā)生推移、擁包的長度為2.516km，下行方向高速公路橋面發(fā)生推移、擁包的長度為5.023km?？紤]下行方向多處于長大下坡，且重車較多，為保證病害處理的徹底性，處治方案采用銑刨下行方向高速公路病害嚴(yán)重的行車道和超車道各兩個(gè)瀝青面層，然后采用拋丸法對橋面板進(jìn)行粗糙度界面處理，再鋪設(shè)1cm熱噴90號道路石油瀝青碎石作為橋面防水粘結(jié)層。橋面鋪裝混合料選用4cm90號道路石油瀝青AC-13混合料+5cm90號道路石油瀝青AC-20混合料進(jìn)行處治，層間采用乳化瀝青粘結(jié)層[4]。
3.3唧漿病害處治方案
阿岱至牙什尕段高速公路唧漿病害主要發(fā)生在橋面行車道處，且上行方向比下行方向病害嚴(yán)重，其中下行方向唧漿病害長度為2.559km，已經(jīng)包含在橋面推移、擁包病害處治中，上行方向唧漿病害的長度為2.832km?？紤]唧漿病害后期發(fā)展的速率及病害處理的不徹底性，極易出現(xiàn)松散、坑槽等病害，同時(shí)兼顧橋面防排水設(shè)計(jì)原則，為保證病害處理的徹底性，處治方案與推移、擁包病害處治方案一致。
3.4車轍病害處治方案
（1）橋面處治方案。針對阿岱至牙什尕段高速公路下行方向行車道車轍共5.650km，其中橋面共2.740km已經(jīng)包含在橋面推移、擁包病害處治中；下行方向路基段共2.71km，車轍深度集中在10~15mm，其中車轍深度平均值為11.6mm，車轍深度最大值為13.4mm。針對阿岱至牙什尕段高速公路上行方向行車道車轍共4.336km，橋面共2.456km，其中橋面1.636km已經(jīng)包含在唧漿病害處治中。上行方向路基段共1.880km，車轍深度集中在10~15mm，其中車轍深度平均值為12.4mm,車轍深度最大值為14.2mm。車轍動(dòng)穩(wěn)定度試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，原材料抗高溫性能較好，發(fā)生車轍的主要原因是壓實(shí)度不足、空隙率偏大，進(jìn)而導(dǎo)致壓密型車轍。綜合車轍檢測數(shù)據(jù)，車轍深度主要集中在行車道且深度為10~15mm，屬于輕度車轍，考慮到車轍后期發(fā)展的速率及病害處理的徹底性，建議車轍路段暫時(shí)不做處治，以跟蹤觀測為主[5]。（2）路基段處治方案。通過阿岱至牙什尕段高速公路路面芯樣的試驗(yàn)結(jié)果表明，該路段的壓實(shí)度不足、空隙率偏大，路基段呈現(xiàn)壓密性車轍，說明目前道路技術(shù)狀況不佳，僅僅通過罩面處理，仍會(huì)存在治標(biāo)不治本隱患。從目前的試驗(yàn)結(jié)果分析可知，現(xiàn)路面混合料穩(wěn)定度和流值的試驗(yàn)測試結(jié)果中的少量數(shù)據(jù)離散較大，還不足以支持直接罩面方案。因此，罩面處治前非常有必要對現(xiàn)有路面混合料性能進(jìn)行研究性試驗(yàn)評價(jià)，包括高溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性等，尤其是高溫穩(wěn)定性。由于阿岱至牙什尕段高速公路路段壓實(shí)度不足、空隙率偏大，為防止路表水下滲，同時(shí)兼顧橋面結(jié)構(gòu)安全的角度考慮，可以對阿岱至牙什尕段高速公路路基段進(jìn)行4cm90號道路石油瀝青AC-13混合料進(jìn)行罩面，層間采用乳化瀝青。
4結(jié)論
（1）阿岱至牙什尕段高速公路整體評定較差，典型路面病害為推移擁包（橋面）和唧漿，局部橋面和路基段存在輕度車轍。（2）阿岱至牙什尕段高速公路推移、擁包病害主要發(fā)生在下行方向（阿岱至牙什尕段右幅）的路面和橋面，唧漿病害主要發(fā)生在橋面行車道處，采用銑刨上行方向高速公路病害嚴(yán)重路段的行車道和超車道各兩個(gè)瀝青面層后再加鋪新瀝青混合料的處治方案。（3）阿岱至牙什尕段高速公路車轍屬于壓密型車轍，主要是由于冬季施工不當(dāng)造成壓實(shí)度不足、超重車輛等多方面綜合引起，考慮到車轍后期發(fā)展的速率及病害處理的徹底性，建議車轍路段暫時(shí)不做處治，以跟蹤觀測為主。（4）路基段車轍產(chǎn)生主要原因是壓實(shí)度不足，采用4cm90號道路石油瀝青AC-13混合料進(jìn)行罩面的處治方案。
參考文獻(xiàn)
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作者：張海軍 單位：蘇交科集團(tuán)股份有限公司