江西昌泰高速公路路面使用状况评价分析

时间:2022-09-11 09:03:00

江西昌泰高速公路路面使用状况评价分析

【摘 要】近年来,随着我国高速公路的建设速度的加快、用户使用要求的提高、施工机械化程度的增强,已建和在建的高速公路普遍采用沥青路面结构形式,但沥青路面精细化施工控制是保证路面使用性能的关键,各省修建的沥青路面或多或少都产生了早期损坏。本文结合昌泰高速公路维修工程,对现有路面的使用性能进行了详细的检测和评价,为工程维修方案的制订提供依据。

【关键词】沥青路面;使用性能;检测;评价

随着全国高速公路的飞速发展,江西省高速公路建设取得了突出成就,在 “十一五”期间,江西高速公路将达3000km。在多年的理论研究与施工实践中,取得了诸多成就,积累了极其宝贵的经验。但仍存在很多问题,如高速公路沥青路面早期病害现象比较严重,典型的病害类型以车辙、水损害、疲劳开裂、反射裂缝为主。

昌泰高速公路是国家“十五”规划和江西省交通重点工程,是赣粤高速公路的重要组成部分,路线始于樟树市昌傅镇,途经新余市、峡江县、吉水县、吉安市吉州区、吉安县等5个县(市区),止于泰和县马市,全长147.73km。全线按高速公路双向四车道设计,设计行车速度100km/h,路基设计宽度26m,全线采用沥青砼路面结构[1],2003年6月28日建成通车。经过六年运营,昌泰高速出现了不同程度的病害,对行车安全和使用性能造成一定影响,为给后续的养护维修提供依据,在2009年4月,对昌泰高速公路全线进行了路面使用性能的检测与评价。

1 旧沥青路面的典型破坏形式

昌泰高速公路旧路的主要损害类型有:(1)横向裂缝、唧浆;(2)脱落、坑洞;(3)车辙;(4)纵向裂缝。

2 检测内容

1)通过路面破损状况检测,分析路面破损状况评价等级,统计路面破损类型及破损数量;

2)通过沥青路面车辙检测,分析沥青路面车辙评价等级,量化公里平均车辙深度和车辙深度指数;

3)通过路面平整度检测,分析路面平整度评价等级,量化公里平均国际平整度指数;

4)通过路面抗滑检测,分析路面抗滑能力评价等级,量化公里平均抗滑性能指数。

本次检测、评价是严格按照《公路技术状况评定标准》(JTJ H20-2007)的规定和要求进行的(文中相关的参数间指标换算公式未示出)。

3 检测结果

1)沥青路面损坏状况调查及评价

沥青路面损坏类型通常可分为四大类:裂缝类、坑槽松散类、变形类和翻浆唧泥类。调查结果分析汇总如表1所示(仅列出左幅的检测结果),评价结果如表2所示。

表1 左幅路面病害数量统计表

注:“各项病害占总数比例”已将裂缝数量按0.2m的影响宽度折算为面积后进行计算.

表2 左幅行、超车道路面破损状况(PCI)评定结果

从表格中可以看出昌泰高速公路在其工作年限中路面损坏严重,其中行车道比超车道的损害更为严重,从PCI的结果中可以看出左侧行车道的优良指数为46.26%左侧超车道的优良指数为72.11%,这说明了行车道承担了主要的路面行驶功能,同时各项病害中,裂缝类的损坏指数达到了44.18%,说了明了裂缝类病害是昌泰高速公路长期以来的主要病害。

2)车辙检测及评价

车辙深度达到一定程度不仅影响行车舒适性,还严重威胁行车安全,车辙是我国沥青路面的主要病害之一。车辙现象主要产生在行车道,昌泰路车辙检测及评价结果如表3所示(仅列出其中的10km的测定、评价结果)。

表3 左幅行车道公里平均车辙深度报表

从昌泰高速公路的车辙结果中判定,其路面的车辙还是相当严重的,对其中10公里的路段进行判定,评定等级为差的达到了50%,说明原有沥青混合料的高温稳定性已经严重不足,其路面应进行必要的维修,建议采用罩面进行维护。

3)路面承载能力测试及评价

路面承载能力测试采用的是丹麦DYNATEST公司开发的落锤式弯沉仪(FWD)进行的,系统包括七个弯沉传感器和一个荷载传感器,弯沉传感器的精度为2%±2μm。高速公路沥青路面承载能力采用路面结构强度指数(PSSI)进行评价[2]。行车道单点弯沉的变化如图1所示,统计结果如图2所示。

图1 左幅行车道单点弯沉随里程的变化

图2 左幅行车道单点弯沉值统计

表4 高速公路左幅行车道PQI公里平均为中的路段汇总

弯沉值就是从整体上反映了路面各层次的整体强度,路基的强度一般用回弹模量来反映。如果弯沉值过大,其变形也就越大,路面各层也就容易破裂。弯沉值不仅反映路面各结构层及土基的整体强度和刚度,而且与路面的使用状态存在一定的内在联系。因此工程竣工前,弯沉值作为一项重要的检测指标,反映了路面的整体强度质量。从弯沉值的数据上可以看出,其弯沉值过大,此项指标说明了其路面的承载力已经出现不足,这也是导致路面裂缝产生的主要原因。

4 结论

高速公路沥青路面使用性能指数(PQI)按按下式计算[1]:

PQI=w■PCI+w■RQI+w■RDI+w■SRI

式中:WPCI――路面破损状况(PCI)在PQI中的权重;WRQI――路面平整度(RQI)在PQI中的权重;WRDI――路面车辙(RDI)在PQI中的权重;WSRI――路面抗滑(SRI)在PQI中的权重。

权重系数见《公路技术状况评定标准》(JTJ H20-2007)的规定。根据检测数据,PQI评价结果为中的路段汇总如表4所示。

PQI值是综合了路面的破损状况、路面的抗滑性、弯沉值、平整度等一系列因素对路面的使用状况进行了总体的评价,对于昌泰高速公路的路面的使用性能,可以针对其PQI的值与个分项指标相结合来进行判定及给出具体的维修建议,对于PQI总体评价为良以上,PCI为中及以下的路段(其它指标在良以上的路段),建议采用中修罩面措施;对于PQI总体评价为良以上,RDI在中及以下的路段(其它指标在良以上的路段),建议采用铣刨维修措施。通过对昌泰高速公路路面使用性能调查可以看出,在多雨地带及夏季高温地带的沥青路面,建议采用高温稳定性相对较好的高标号沥青,或者使用复合沥青,例如橡胶沥青混凝土来提高沥青路面的高温稳定性。

【参考文献】

[1]JTJ H20-2007 公路技术状况评定标准[S].人民交通出版社,2007.

[2]Yunmin He. Asphalt Pavement Maintenance comprehensive evaluation of the freeway[D]. Dalian University of Technology master’s thesis, 2003: 8-18.

[3]Changbing Hu etc.. The research of Shenyang-Dalian freeway pavement performance maintenance comprehensive evaluation model[J]. Highway, 2002(2): 1-7.

[4]Ling Yu etc.. The establishment of maintenance costs model of the freeway asphalt pavement and the maintenance sort[J]. Liaoning Traffic Technology, 2004(2): 5-7.

[5]Tuanjie Chen. The research of freeway asphalt pavement performance evaluation techniques and reinforcement design method[D]. Chang’an University master’s thesis, 2003: 20-33.

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