广肇高速公路沥青路面车辙病害成因分析.pdf
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1、广肇高速公路沥青路面车辙病害成因分析吴晓龙1,吴传海2,曾小军2(1.广东汕揭高速公路有限公司,广东 揭阳?515556;2.广东华路交通科技有限公司,广东 广州?510420)摘?要:沥青路面的车辙是当前主要的路面结构破坏形式之一。通过对广肇(广州?肇庆)高速公路车辙病害的调查,结合现场检测及室内试验,从路面基层强度、路面施工质量控制及施工变异性、沥青面层混合料高温稳定性等方面,分析了广肇高速公路沥青路面车辙病害成因。关键词:公路;沥青路面;车辙;试验分析中图分类号:U418.6?文献标志码:A?文章编号:1671-2668(2010)01-0112-06?广肇(广州?肇庆)高速公路通车几年
2、以来,局部路段沥青路面出现了较为严重的病害,其中车辙病害尤为严重,一定程度上影响了路面的服务质量,也给道路的营运安全带来了一定的隐患。该文选取广肇高速公路三个典型车辙病害路段即广州方向K23+000?K24+000 段(A 标车辙严重段)、K45+700?K46+700段(C 标车辙严重段)以及 K50+800?K51+800 段(车辙轻微对比段),通过对其进行路面钻芯和开挖,结合室外检测及室内试验查找路面车辙病害的成因,分析其形成机理。1?路面车辙病害分布情况在重载车辆和夏季高温的综合作用下,广肇高速公路通车以来沥青路面出现了严重的车辙破坏。采用美国威林克公司生产的 DYNAT EST MK
3、II B数字式多功能道路检测车中的激光车辙测量系统(LRMS)对全线主车道左、右轮迹的路面车辙情况进行检测(每 2 m 采集一个数据),按每 100 m 统计一个结果。全线主车道和典型路段主车道的路面车辙统计结果如表 1 所示。表 1?主车道路面车辙检测结果路段行车方向轮迹位置百米平均车辙深度(mm)分布长度/km、比例/%1515 2020 25!25车辙深度/mm平均值最大值标准差全线主车道肇庆左轮右轮20.0(63.3)6.7(21.2)4.0(12.7)0.9(2.9)13.347.03.715.659.25.3广州左轮右轮14.4(45.6)10.8(34.2)5.3(16.8)1.
4、1(3.5)13.042.04.413.654.34.9K23+000?K24+000广州左轮0.2(20.0)0.6(60.0)0.2(20.0)0.0(0.0)17.134.23.5右轮0.1(10.0)0.3(30.0)0.4(40.0)0.2(20.0)20.639.64.9K45+700?K46+700广州左轮0.1(10.0)0.7(70.0)0.2(20.0)0.0(0.0)17.232.12.4右轮0.0(0.0)0.0(0.0)0.9(90.0)0.1(10.0)22.636.02.2K50+800?K51+800广州左轮1.0(100.0)0.0(0.0)0.0(0.0)0
5、.0(0.0)11.527.31.4右轮0.7(70.0)0.3(30.0)0.0(0.0)0.0(0.0)13.733.01.8?注:括号内数值为百米平均车辙深度所占的长度比例。112?公?路?与?汽?运?H ighways&Automotive App lications?第 1期2010 年 1 月?由表 1 可知:广肇高速公路全线主车道的总体车辙深度较大,无论上下行方向左、右轮迹带的车辙平均深度都大于 10 mm,其中肇庆方向全线车辙深度平均值达 15.6 mm,局部路段最大车辙深度达到59.2 mm,而广州方向局部车辙最大值也达到 54.3mm;从主车道不同车辙深度路段所占的比例来看
6、,百米平均车辙深度大于 15 mm 的路段的比例,肇庆方向为 36.8%,广州方向为 54.5%;较多路段的车辙深度超出了公路沥青路面养护技术规范#(JTJ073.2-2001)的要求(不大于 15 mm)。2?路面基层强度为查清广肇高速公路路面车辙与路面基层强度间的关系,对所选典型路段的路面基层进行钻芯取样,进行基层芯样无侧限抗压强度试验,试件尺寸为?10 cm 10 cm 的圆柱体,试验结果见表2。表 2?基层无侧限抗压强度试验结果取样桩号试件编号试件位置芯样描述无侧限抗压强度/MPa实测值换算值平均值标准差变异系数/%K23+000?K24+000K23+610-1主左轮迹完整8.476
7、.86K23+610-2主中间完整6.545.30K23+610-3主靠路肩完整6.425.20K23+610-4路肩完整10.658.636.501.6124.8K45+700?K46+700K46+400-1主左轮迹完整3.703.00K46+400-2主中间完整3.522.85K46+400-3主靠路肩完整4.083.31K46+400-4路肩完整4.823.913.270.4714.4K50+800?K51+800K51+615-1主靠路肩完整6.755.47K51+625-1路肩完整6.725.44K51+645-1主靠路肩完整8.767.106.000.9515.8?注:无侧限抗压
8、强度实测值指试件尺寸为?10 cm 10 cm 的圆柱体试验结果;换算值是指根据尺寸效应换算为设计状况下?15 cm 15 cm 圆柱体的无侧限抗压强度,换算系数取 0.81。?从基层钻芯结果来看,各典型路段的路面基层芯样全部为完整胶结状态,其无侧限抗压强度平均值均大于 3 MPa(公路路面基层施工技术规范#对高速公路水泥稳定类基层强度的要求),而车辙轻微对比段路肩基层反而有断裂现象。说明广肇高速公路路面车辙的产生与基层强度没有很好的关联性,这从车辙严重段开挖后的基层断面没有出现明显的结构性变形也能得到验证。对两个典型车辙严重路段按每 10 cm 的间距对开挖后的断面进行厚度测试,结果如表 3
9、、表 4、图 1和图 2 所示。从表3和图1可知:广州方向K23+595车辙表 3?广州方向 K23+595 主车道开挖断面各面层厚度统计结果层位主车道横断面各位置(从左往右)的平均厚度/mm左肩左隆左轮中间右轮右隆右肩各层变形比例/%左轮右轮平均纯压密变形/mm原厚现厚压密上层40.743.033.441.030.239.342.660595941.638.03.6中层55.561.050.659.752.260.056.340193055.956.2-0.3下层55.058.755.060.447.851.352.50221153.854.5-0.7总厚151.2162.7139.0161
10、.1130.2150.7151.4100100100151.3148.72.6?注:假定主车道两侧的路肩位置没有出现任何变形,两路肩厚度均值代表原路面平均厚度,而横断面各位置厚度的平均值代表目前各层平均厚度;各层变形比例以主车道左侧路肩厚度为参考值;下同。113?公?路?与?汽?运?总第 136期?H ighways&Automotive App lications?表 4?广州方向 K46+300 主车道开挖断面各面层厚度统计结果层位主车道横断面各位置(从左往右)的平均厚度/mm左肩左隆左轮中间右轮右隆右肩各层变形比例/%左轮右轮平均纯压密变形/mm原厚现厚压密上层45.042.031.24
11、3.033.046.740.078355642.539.43.1下层60.064.056.066.057.073.370.022654465.063.21.8总厚105.0106.087.2109.090.0120.0110.0100100100107.5102.64.9图 1?广州方向 K23+595主车道(三层结构)开挖断面各面层厚度变化情况?图 2?广州方向 K46+300 主车道(两层结构)开挖断面各面层厚度变化情况典型断面(左、右轮迹最大车辙深度分别为 29 mm、30 mm)主车道上、中、下各面层的变形占总变形的比例分别为 59%、30%、11%,表明车辙主要发生在中上面层;纯粹由
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