城市交叉口路面病害調(diào)查與分析

王燕芳　葉　青　山宏宇

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院股份有限公司　貴陽　550014)

城市交叉口路面病害調(diào)查與分析

王燕芳葉青山宏宇

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院股份有限公司貴陽550014)

摘要城市道路交叉口瀝青路面最常見的問題是車轍、擁包等永久變形病害。交叉口處車速低，瀝青混合料性能下降；車輛加速減速轉(zhuǎn)向等行為在交叉口路表施加應(yīng)力；交叉口處交通渠化嚴(yán)重。以上因素使得交叉口路面出現(xiàn)不同程度的病害。針對交叉口路面的特點，文中通過對城市道路交叉口路面病害的綜合調(diào)查，為交叉口路面病害的原因分析，以及交叉口路面用混合料的設(shè)計制定奠定基礎(chǔ)，同時也為城市交叉口使用狀況數(shù)據(jù)庫的建立提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞城市交叉口路面病害綜合調(diào)查使用狀況

隨著市民生活水平的不斷提高，城市道路的交通量也越來越大，因此對城市道路的路用性能的要求也就越來越高。然而，許多城市道路瀝青路面由于結(jié)構(gòu)、材料設(shè)計不合理[1]，施工不規(guī)范導(dǎo)致早期破壞現(xiàn)象嚴(yán)重。文中調(diào)查合肥市典型路段交叉口的交通量、材料組成、破壞形式、彎沉、平整度等狀況，對路面破壞的原因進(jìn)行分析。

1　路面破損調(diào)查

1.1調(diào)查方法

在現(xiàn)場調(diào)查時，由于城市道路交叉口區(qū)域瀝青路面的車轍病害[2]極為嚴(yán)重，因此本文把車轍檢測從其他一般破損調(diào)查中抽出來單獨敘述。

(1) 一般破損調(diào)查。采用人工檢測，由2～4名專業(yè)檢測人員組成一組，沿路面仔細(xì)觀測路面破損情況，并用量尺測試路段的路面上各類破損的長度或范圍，并計算路面破損率及裂縫率等。

(2) 車轍檢測。①車轍測試的基準(zhǔn)測量寬度為1個車道寬度，測定斷面選在路口各車道最大車轍深度處；②將路面橫斷面尺架在測定斷面上，由目測確定最大車轍深度位置，用尺量取最大轍槽深度，并用皮尺量取各路口最大車轍長度；③測定結(jié)果計算整理。

1.2調(diào)查結(jié)果及分析

將檢測得的車轍深度匯總，分析檢測報告，可以看出：

(1) 美菱大道與二環(huán)路交叉口的車轍最大深度為45mm，為5個交叉口中最嚴(yán)重，美菱大道上從北向南的行車道方向上車轍嚴(yán)重，二環(huán)路上由東向西行車道方向上右幅的車轍較嚴(yán)重，其中二環(huán)路允許大車通行，其車轍嚴(yán)重與交通重載有關(guān)。

(2) 馬鞍山路與蕪湖路交叉口，蕪湖路上由東向西行車道方向的車轍深度較大(35mm)。

(3) 桐城路與蕪湖路交叉口，蕪湖路上由西向東行車道方向上車轍深度較大(35mm)。

而對于其他破損，由檢測調(diào)查報告分析得：

(1) 總體而言，裂縫破壞不是很嚴(yán)重，馬鞍山路與蕪湖路交叉口可見裂縫較多，桐城路二環(huán)路交叉口，美菱大道二環(huán)路交叉口及桐城路蕪湖路交叉口都未見裂縫。

(2) 松散類損害也不嚴(yán)重。

(3) 這5個交叉口測得的平整度都滿足規(guī)范要求。

2　交通量調(diào)查

調(diào)查了3個交叉口(美菱大道與二環(huán)路交叉口、潛山路與休寧路交叉口、蕪湖路與桐城路交叉口)的24h交通量情況。

2.1交通量調(diào)查結(jié)果

交通量調(diào)查匯總見表1。

表1　交通量調(diào)查匯總表

由表1可見，調(diào)查的3個交叉口中，蕪湖路與桐城路交叉口和美菱大道與二環(huán)路交叉口處的交通量非常大；由于蕪湖路只讓小車通行，故蕪湖路與桐城路交叉口處的交通組成中，幾乎都是客車，其中小客車約占90%；潛山路與休寧路交叉口處，車輛組成也是以小客車為主；美菱大道與二環(huán)路交叉口處，有重車經(jīng)過，交通組成中，小客車約占一半。

2.2軸載換算

根據(jù)《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》(JTGD50-2006)，我國瀝青路面設(shè)計以重100kN的單軸荷載作為標(biāo)準(zhǔn)軸載，其他車輛都要換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次[3]，匯總見表2。

表2　換算軸載匯總

由表2可見，美菱大道與二環(huán)路交叉口處的軸載次數(shù)最多，是因二環(huán)路有大車經(jīng)過；潛山路與休寧路交叉口和蕪湖路與桐城路交叉口處的軸載次數(shù)較小，是因其交通組成中，客車的比例最大；可以看出，重載車對于路面使用狀況的影響較大。

3　路面強度調(diào)查

路面強度調(diào)查主要用于評價路面結(jié)構(gòu)的承載能力，并依此判斷路面結(jié)構(gòu)的完好程度和其損壞的速度，以確定必要的養(yǎng)護(hù)措施。

一般瀝青路面采用強度系數(shù)SSI作為評價指標(biāo)[3]，對3個交叉口用貝克梁法進(jìn)行了彎沉測定，通過計算得到評定交叉口路面的強度系數(shù)，3個交叉口的路面強度評價結(jié)果見表3。

表3　交叉口強度評價結(jié)果

從表3強度系數(shù)可以看出，路面的強度大部分為優(yōu)，但潛山路南向右幅的代表彎沉值較大。

4　面層材料組成調(diào)查

4.1路面鉆心取樣

根據(jù)交叉口路面破損狀況調(diào)查發(fā)現(xiàn)，道路交叉口路面的主要破損形式是車轍，現(xiàn)場鉆心取樣的具體位置就按照車轍轍槽的位置來確定，分別在所調(diào)查交叉口的各路口路面車轍轍槽深度較大處及表面正常處及過渡點處鉆取心樣，即交叉口的每個路口各取3個心樣。

在5個交叉口分別鉆取3個直徑為100mm的馬歇爾心樣，其心樣描述見圖1、圖2，圖中左至右依次為車轍點、過渡點、正常點。

圖1　潛山路與二環(huán)路交叉口心樣

圖2　美菱大道與二環(huán)路交叉口心樣

4.2心樣試驗分析

對鉆取的心樣分別進(jìn)行馬歇爾試驗和抽提篩分試驗，以測定其物理力學(xué)指標(biāo)并獲得級配數(shù)據(jù)。用水中重法測定試件的密度，試樣的最大理論密度是由真空法測得，之后可計算得到空隙率等體積指標(biāo)。心樣混合料的抽提采用LX-LCⅢ型全自動瀝青抽提儀，該設(shè)備采用高速離心分離技術(shù)提取瀝青混合料中的瀝青組分，可以快速測定心樣各層混合料的油石比，之后對抽提后得到的礦料進(jìn)行篩分，得到心樣各層的篩分級配。

4.2.1馬歇爾試驗

心樣馬歇爾試驗結(jié)果見表4。

表4　上面層心樣馬歇爾試驗結(jié)果

4.2.2抽提篩分試驗

心樣進(jìn)行抽提及篩分試驗，將各個面層的心樣級配歸組，即得到車轍點處和正常點處所有級配的上限及下限，體現(xiàn)在級配曲線圖上，心樣上中下面層的級配曲線范圍見圖3～圖5。

圖3　上面層車轍點與正常點級配曲線范圍

圖4　中面層車轍點與正常點級配曲線范圍

圖5　下面層車轍點與正常點級配曲線范圍

4.3試驗結(jié)果分析

從心樣馬歇爾試驗和抽提篩分試驗結(jié)果可見：

(1) 車轍點處的心樣的空隙率普遍比正常點處的小，這表明，交叉口處在啟動/制動交通下產(chǎn)生的永久變形導(dǎo)致瀝青混合料過分密實。因此，在瀝青路面施工過程中，加強碾壓使剩余孔隙率控制在要求范圍內(nèi)，對減少車轍變形非常重要。

(2) 由篩分抽提結(jié)果可以看出，心樣的油石比普遍偏大，這成為可能導(dǎo)致車轍產(chǎn)生的原因。瀝青用量過大，游離瀝青較多，消弱了礦粉之間對高溫穩(wěn)定性起決定性作用的嵌擠力，從而使瀝青混合料易于流動變形而形成車轍。故應(yīng)選擇適應(yīng)的瀝青用量。

收稿日期：2015-04-16

DOI10.3963/j.issn.1671-7570.2015.04.023