高速公路瀝青路面檢測(cè)與評(píng)定研究

劉雄， 唐斌峰

(湖南聯(lián)智科技股份有限公司， 湖南 長(zhǎng)沙 410219 )

近年來(lái)，中國(guó)高速公路早期損害嚴(yán)重，使高速公路路面養(yǎng)護(hù)周期縮短，養(yǎng)護(hù)成本提高，通行能力減弱。目前對(duì)高速公路瀝青路面檢測(cè)與評(píng)定的研究頗多，如吳限以實(shí)際工程為依托，指出符合高速公路快速檢測(cè)要求的路面狀況檢測(cè)方法，并就測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，綜合評(píng)定路面的技術(shù)狀況；徐立俊詳細(xì)闡述了瀝青路面試驗(yàn)檢測(cè)的主要內(nèi)容，并就實(shí)施過程中出現(xiàn)的問題提出了應(yīng)對(duì)措施；林森等依據(jù)高速公路定期檢測(cè)報(bào)告，對(duì)路面檢測(cè)數(shù)據(jù)規(guī)范化分析方法進(jìn)行研究，以滿足各層次對(duì)數(shù)據(jù)的不同需求；薛佳悅分析了高速公路瀝青路面主要存在的問題，經(jīng)過篩選論證，提出在養(yǎng)護(hù)管理層面上的檢測(cè)應(yīng)用手段。該文結(jié)合實(shí)體工程，從路面破損程度、平整度和抗滑性能等方面對(duì)路面結(jié)構(gòu)狀況進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)。

1 路況檢測(cè)的主要內(nèi)容及研究手段

對(duì)湖南某高速公路K315+990—K445+750路段進(jìn)行路況調(diào)查，主要檢測(cè)項(xiàng)目及設(shè)備見表1。

表1 路況調(diào)查檢測(cè)項(xiàng)目及設(shè)備

2 瀝青路面檢測(cè)與評(píng)定

2.1 行車道路面病害統(tǒng)計(jì)

參照J(rèn)TG H20-2007《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》中瀝青路面病害面積統(tǒng)計(jì)方法，對(duì)該路段行車道路面病害進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見表2。由表2可知：該路段路面病害主要表現(xiàn)為沉陷、松散、塊裂、擁包等，輔以橫向裂縫、縱向裂縫、龜裂、坑槽。

表2 行車道路面病害統(tǒng)計(jì)

各段落上行行車道、超車道，下行行車道、超車道路面病害分布見圖1～5。由圖1～5可知：上行行車道K340+000—K360+000路段病害種類偏多，且路面破壞較嚴(yán)重；上行超車道K350+000路段范圍內(nèi)存在沉陷病害且數(shù)量較多；下行行車道K340+000—K360+000、K410+000—K430+000路段存在較多裂縫、沉陷及坑槽；下行超車道K350+000路段存在較多沉陷和裂縫。

圖1 上行行車道路面病害分布

圖2 上行超車道路面病害分布

圖3 下行行車道路面病害分布

圖4 下行超車道路面病害分布

圖5 行車道PCI值公里分布

2.2 行車道路面平整度分析

根據(jù)JTG H20-2007《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》，以百米作為一個(gè)評(píng)定單元，計(jì)算路面國(guó)際平整度指數(shù)IRI，分析評(píng)定路面行駛質(zhì)量，計(jì)算結(jié)果見圖6。由圖6可知：上行、下行行車道IRI值主要為0.61～1.85 mm/km，RQI綜合評(píng)定得分分別為94.2、94.6，均超過標(biāo)準(zhǔn)值，綜合評(píng)定等級(jí)為優(yōu)。

圖6 行車道IRI值百米分布

為進(jìn)一步了解路面平整度狀況，以百米為一個(gè)評(píng)定單元，統(tǒng)計(jì)IRI<1.7、1.7～1.9、1.9～2.1、2.1～2.3、>2.3 m/km的分布情況，結(jié)果見表3。

表3 行車道路面平整度指數(shù)不同等級(jí)分布

由表3可知：IRI>2.3 m/km的路段總里程為6 km，占比2.33%，其中上行2.3 km、占比1.78%，下行3.7 km、占比2.87%。IRI>2.3 m/km對(duì)應(yīng)的RQI評(píng)分為90，為保證行車舒適，需對(duì)這些路段進(jìn)行處治。

2.3 路面抗滑性能評(píng)價(jià)

依據(jù)JTG H20-2007《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》，以百米作為一個(gè)評(píng)定單元，計(jì)算路面抗滑性能指數(shù)SRI，結(jié)果見表4。由表4可知：上行、下行行車道SRI值主要為48～55，SRI綜合得分分別為92.2、92.4，綜合評(píng)定等級(jí)為優(yōu)。

2.4 路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析與評(píng)價(jià)

采用激光彎沉檢測(cè)儀對(duì)行車道部分段落進(jìn)行抽檢，抽檢長(zhǎng)度149.635 km，檢測(cè)結(jié)果見表5和圖7。

表4 行車道路面抗滑性能指數(shù)SRI不同等級(jí)分布

表5 路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度指數(shù)PSSI評(píng)定等級(jí)分布

圖7 行車道代表彎沉值公里分布

由表5、圖7可知：上行、下行PSSI綜合得分分別為92.52、93.29，全線PSSI綜合得分為92.91，綜合評(píng)定等級(jí)為優(yōu)，該路段路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度總體表現(xiàn)良好。

3 路面病害成因及養(yǎng)護(hù)方案設(shè)計(jì)原則

3.1 路面病害成因

(1) 橫向裂縫主要為貫穿上面層或上中面層的溫縮裂縫和貫穿上、中、下面層的反射裂縫。

(2) 縱向裂縫主要是貫穿上面層或上、中面層的自上而下的疲勞裂縫。

(3) 沉陷病害主要由路基強(qiáng)度不足所引起。

(4) 坑槽病害主要受路面級(jí)配、車輛荷載及降雨的影響。

(5) 車轍大體上屬于壓密型車轍。

3.2 養(yǎng)護(hù)方案設(shè)計(jì)原則

公路養(yǎng)護(hù)具有周期性及時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)，需對(duì)高速公路路況不斷進(jìn)行跟蹤檢測(cè)和評(píng)定，并選取科學(xué)合理的養(yǎng)護(hù)方法確保路面的高服務(wù)水平。該段高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)方案設(shè)計(jì)時(shí)需遵循以下原則：

(1) 病害主導(dǎo)原則。基于交通和環(huán)境因素，結(jié)合病害成因、程度、分布及養(yǎng)護(hù)歷史等，在病害分布和比選獨(dú)立病害處治方案的基礎(chǔ)上，科學(xué)合并方案，綜合提出技術(shù)、經(jīng)濟(jì)最優(yōu)的養(yǎng)護(hù)方案。

(2) 綠色環(huán)保原則。綠色環(huán)保主要包含循環(huán)利用、輕量化資源利用及零廢棄資源。循環(huán)利用是指舊料再生技術(shù)優(yōu)先應(yīng)用；輕量化資源利用是指在不影響性能的前提下，優(yōu)先應(yīng)用薄厚度技術(shù)；零廢棄資源是指對(duì)水泥穩(wěn)定碎石病害進(jìn)行充分檢測(cè)和評(píng)估，在滿足其所在結(jié)構(gòu)層性能要求的前提下，優(yōu)先采用注漿、土工材料等技術(shù)預(yù)處理，盡量少開挖和避免廢棄水泥穩(wěn)定碎石材料。

(3) 一致性原則。綜合考慮方案的針對(duì)性、有效性、經(jīng)濟(jì)性、交通維護(hù)、施工安全等，方案類型、混合料類型盡量保證一致。

(4) 平衡性原則?？紤]使用壽命與經(jīng)濟(jì)相對(duì)平衡，全壽命周期內(nèi)保持一定的性能和服務(wù)要求下的費(fèi)用最低。全壽命周期內(nèi)一般優(yōu)先確保結(jié)構(gòu)層的長(zhǎng)期耐久性，表面層考慮多次置換以保證其服務(wù)功能。

(5) 動(dòng)態(tài)性原則。養(yǎng)護(hù)檢測(cè)難以做到全面覆蓋，設(shè)計(jì)中應(yīng)充分預(yù)估可能存在的變化范圍，預(yù)先提出動(dòng)態(tài)調(diào)整的適用條件和處治方案，以便施工過程中根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)與經(jīng)驗(yàn)合理調(diào)整。

(6) 統(tǒng)一性原則。綜合施工空間、作業(yè)特性、工藝流程、安全布控、交通轉(zhuǎn)換等因素，保障施工機(jī)械有效而穩(wěn)定地作業(yè)，減少施工轉(zhuǎn)換、施工占道作業(yè)時(shí)間及安全布控與質(zhì)量控制的沖突，提高施工質(zhì)量，保障施工安全。

4 結(jié)論

(1) 該段高速公路路面病害主要以沉陷、松散、塊裂為主，輔以橫向裂縫、縱向裂縫、龜裂、坑槽。上行、下行行車道PCI綜合評(píng)定分?jǐn)?shù)為96.6，評(píng)定等級(jí)為優(yōu)。

(2) 上行、下行行車道RDI計(jì)算值分別為92.2、91.0，綜合評(píng)定為優(yōu)?？紤]到檢測(cè)時(shí)間近1年，為保障施工后總體車轍評(píng)定控制在10 mm以內(nèi)，建議車轍病害處治范圍為8 mm以上車轍路段。

(3) 上行、下行行車道IRI值主要為0.6～1.8 m/km，上行、 下行車道RQI綜合得分均為94.5，評(píng)定等級(jí)為優(yōu)。按百米單元統(tǒng)計(jì)，IRI>2.3 m/km的路段總里程為6 km、占比2.33%，其中上行2.3 km、占比1.78%，下行3.7 km、占比2.87%。IRI>2.3 m/km對(duì)應(yīng)的RQI評(píng)分為90，需對(duì)這些路段進(jìn)行處治。

(4) 上行、下行行車道SRI值主要為48～55，SRI綜合評(píng)定得分分別為92.2、92.4，綜合評(píng)定等級(jí)為優(yōu)。按百米單元統(tǒng)計(jì)，SFC小于42的路段總里程為2.2 km，占比為0.85%，其中上行2.0 km、占比為0.69%，下行0.2 km、占比為0.16%；上行11 km評(píng)定單元SFC代表值在40以下，下行9 km評(píng)定單元的SFC代表值在40以下，上行線綜合評(píng)定等級(jí)為優(yōu)，下行線綜合評(píng)定等級(jí)為良，總體抗滑性能良好，局部路段抗滑不足。根據(jù)路面養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)抗滑性能SFC<40的路段需進(jìn)行處治。考慮到檢測(cè)時(shí)間近1年，為保證路面抗滑性能具有一定的彈性，建議對(duì)SFC<42的路段進(jìn)行處治。

(5)PSSI綜合評(píng)定等級(jí)為優(yōu)，所檢測(cè)路段結(jié)構(gòu)強(qiáng)度處于優(yōu)良水平，路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度良好。