安徽省某一級公路瀝青路面病害檢測與分析

劉漢中，胡尚軍

（1.安徽省公路工程檢測中心，安徽 合肥 230051；2，橋梁與隧道工程檢測安徽省重點實驗室，安徽 合肥 230051）

0 前言

隨著我國公路事業(yè)的發(fā)展，尤其是近年來各省來對國省干線公路大規(guī)模的升級改造，瀝青路面由于其行駛的舒適性及耐久性得到了更廣泛的應(yīng)用。由于建管方的不同，國省干線公路的建設(shè)管理模式與高速公路相比有很大不同，在某種程度上講比高速公路的建設(shè)管理更為復(fù)雜。由于多種方面的原因，在一些尚在試運營的一級公路上瀝青路面出現(xiàn)了大面積的病害，建管方為消除社會影響，急需找到病害產(chǎn)生的原因。

但由于瀝青路面病害的產(chǎn)生受到的影響因素很多，致使相關(guān)方很難追溯其真正原因。而現(xiàn)行的養(yǎng)護規(guī)范雖然對瀝青路面病害的調(diào)查有較詳細的規(guī)定，且基于病害尺寸及破損程度對其進行了分類分級，并由此可以計算出路面損壞狀況指數(shù)（PCI）[1]。但這種分類只反應(yīng)了病害的外在表現(xiàn)形式，而對于病害產(chǎn)生的內(nèi)在原因卻沒有較完善的檢測評定方法。

本文將根據(jù)工程實例對瀝青路面病害進行較深入的探索與分析，力爭還原瀝青路面病害形成原因。

1 工程背景

某一級公路路面結(jié)構(gòu)型式為：4cmSBS改性瀝青AC-13+6cmSBS改性瀝青AC-20+6cmAC-20+36cm水穩(wěn)基層+20cm水穩(wěn)底基層，新建路段彎沉設(shè)計值為20.3（0.01mm），老路加鋪路段彎沉設(shè)計值為18.7（0.01mm）。其在試運營一年后局部路段出現(xiàn)大面積病害，路況調(diào)查結(jié)果如圖1所示。

圖1 路況調(diào)查結(jié)果

經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計，左幅PCI均值為86.8，右幅PCI均值為95.4，右幅路面狀況明顯優(yōu)于左幅。全段路面主要病害為橫向裂縫（約占病害總數(shù)50%）和龜裂、塊裂（約占病害總數(shù)21%），局部排水較差路段相應(yīng)病害伴隨少量坑槽、唧漿現(xiàn)象；部分平交口路段和鐵路下穿段（K14+700-K14+800）路表有松散現(xiàn)象、伴隨少量坑槽；公跨鐵大橋兩端路面存在龜裂、沉陷現(xiàn)象。病害嚴重路段總里程約4.34km（單幅），統(tǒng)計結(jié)果下表1。

病害嚴重路段一覽表 表1

2 試驗檢測

根據(jù)病害調(diào)查結(jié)果，本文選取了6個病害嚴重路段進行取芯、彎沉、滲水檢測[2]，并對瀝青芯樣壓實度、級配、油石比和水穩(wěn)基層芯樣強度進行了室內(nèi)試驗。典型路段信息見表2，具體檢測方案見表3。

典型路段基本情況 表2

本次檢測方案一覽表 表3

2.1 取芯試驗檢測（厚度、完整性、壓實度、強度、外觀）

各路段取芯總體情況見表4。

各路段取芯總體情況表4

2.2 滲水試驗檢測

經(jīng)對各路段無病害處進行滲水試驗，發(fā)現(xiàn)瀝青表層基本不滲水。

2.3 彎沉試驗檢測

瀝青路面彎沉檢測結(jié)果匯總見表5。

經(jīng)檢測，發(fā)現(xiàn)路段1、2承載能力滿足設(shè)計要求，路段3、4個別部位承載能力不足，路段5（老路加鋪段）、路段6（公跨鐵大橋西側(cè)高填方段）路面承載能力不滿足設(shè)計要求。

3 結(jié)果分析

3.1 從路面外觀進行分析

根據(jù)路況調(diào)查結(jié)果，結(jié)合針對病害的取芯試驗情況（見表4）進行分析，橫向裂縫大部分為基層反射裂縫，個別橫向裂縫則為表層開裂；龜裂、塊狀裂縫、沉陷則是由于基層的松散、失穩(wěn)導(dǎo)致的；平交口路段和

鐵路下穿段由于車速降低、雜物拋灑、重車碾壓等因素，易造成瀝青表層結(jié)合料的損失而出現(xiàn)松散現(xiàn)象；公跨鐵大橋兩側(cè)原設(shè)計為灰土填筑，后為保證工期等各方面因素變更為山皮石填筑，在實際施工過程中由于填筑時間短、質(zhì)量控制難度大等導(dǎo)致其局部出現(xiàn)不同程度沉陷。

瀝青路面彎沉檢測結(jié)果匯總表表5

3.2 從工程質(zhì)量方面進行分析

面層、基層厚度除路段4外均不能滿足設(shè)計要求（見表1）；中下面層芯樣孔隙較多，取芯時芯洞內(nèi)往結(jié)構(gòu)層內(nèi)部滲水嚴重，但路表面基本不滲水；各結(jié)構(gòu)層之間的粘結(jié)較差，個別芯樣基層頂部存在夾層；路段5老路加鋪段及路段6高填方段承載能力不能滿足設(shè)計要求。

從取芯時芯洞內(nèi)的滲水情況看，說明其各結(jié)構(gòu)層孔隙相通，雖然路表面基本不滲水，但由于部分路段兩側(cè)排水不暢，使道路兩側(cè)積水可以進入各路面結(jié)構(gòu)層，加之各結(jié)構(gòu)層之間的粘層包括水穩(wěn)基層上的透封層施工質(zhì)量較差，從而在車輛荷載的作用下，加劇了動力水對基層的沖刷，使基層早期破損嚴重。而面層、基層厚度不足，致使路面結(jié)構(gòu)層抵抗病害發(fā)展的能力變?nèi)?，從而使路面病害發(fā)展較快。

3.3 從道路的通車環(huán)境進行分析

本文所檢測路段為進出城的主干道，因老路狀況差、交通壓力大而對其進行了改擴建。在施工過程中因無法對其進行全封閉施工，再加上工期緊、施工質(zhì)量管控不到位等因素，導(dǎo)致部分路段養(yǎng)護措施、工前清理、過程控制、工后保護不到位；另外在建成通車后由于路況好，車速快，致使交通量增加尤其是重載車輛增多；尤其是左幅進城的重載車輛多，在諸多因素的影響下，加劇了該路段瀝青路面病害的形成與發(fā)展。

4 結(jié)論

路面病害的形成與發(fā)展影響因素很多，原因復(fù)雜，僅從病害的表現(xiàn)形式對其進行客觀評價只能反映部分原因。本文以現(xiàn)有規(guī)范為依據(jù)，從病害調(diào)查著手，通過取芯、彎沉等多種檢測手段，結(jié)合該工程實例的設(shè)計及施工過程情況，對病害的成因進行了探索與發(fā)掘，得出以下幾點結(jié)論：

①該項目裂縫類病害大部分由基層破損引起，個別變形類病害如沉陷則為路基引起；

②路段5、路段6承載能力不足，主要是因為路段5為老路加鋪段，路段6為高填方段，且其路基填料由灰土變更為山皮石，其承載能力不足造成了路面大面積出現(xiàn)沉陷等變形類病害；

③基層級配為懸浮密實型結(jié)構(gòu)，無側(cè)限抗壓強度高，說明其水泥劑量相對較大，隨著水泥劑量的增加，其最大干縮應(yīng)變會明顯增大[5]，致使基層橫向干縮裂縫較多，反射到面層即為橫向裂縫；

④基層、面層厚度不足，致使路面結(jié)構(gòu)層抵抗病害發(fā)展的能力變?nèi)酰瑥亩孤访娌『Πl(fā)展較快；

⑤從取芯情況看，面層孔隙較多且連通，各結(jié)構(gòu)層粘結(jié)不緊密，上下貫通的反射裂縫較多，部分路段道路兩側(cè)存在積水現(xiàn)象，同時在車輛荷載作用下，加劇了基層早期水損壞的出現(xiàn)[5]，致使基層頂面出現(xiàn)松散失穩(wěn)現(xiàn)象，反射到面層即為龜裂、塊狀裂縫等病害形式；

⑥該項目施工時不是全封閉施工，車流量大，為不影響交通通行，工期緊，導(dǎo)致部分路段養(yǎng)護措施、工前清理、過程控制、工后保護不到位，加之通車后重載車輛多，雨水多，從而出現(xiàn)了上面的諸多不利因素，導(dǎo)致道路部分路段在試運營期即出現(xiàn)大面積病害。

本文雖然從多方面對該工程實例中出現(xiàn)的病害進行了較深入的了解與探索，但尚未從理論層面上對其進行深究，下一步可以通過掌握的情況建立力學模型，綜合考慮各種因素，建立病害形成與發(fā)展的理論基礎(chǔ)，從而為制定病害處理方案提供更好的指導(dǎo)性意見。