路面病害分析方法在养护工作中的综合应用

余泳亮

(上海东海大桥管理有限公司 ，上海市 201308)

0 引言

随着我国高等级道路交通量的日益增加，道路路面正面临着严峻的考验。目前，很多沥青混凝土路面均表现出不同程度的早期破坏[1]。沥青混凝土路面最常见的病害现象有[2]：裂缝、水破坏、松散、推移等，不仅严重影响着道路的通行能力，而且严重地威胁着交通安全[3]。因此，路面病害的防治任务是公路养护工作中的重点[4]。而对路面病害的“诊断”，则是“治疗”病害的关键[5]。本文针对海堤段沥青混凝土路面发生的路面病害情况，以监测、测量、无损探伤等非破损勘查技术为手段，根据长期跟踪记录的数据进行分析，找出了路面病害发生的原因、病害的程度，得出了可信的结论。

1 工程概况

东海大桥海堤段路面为沥青混凝土路面。海堤工程桩号从 K27+940 至 K29+160，总长 1 220 m。海堤结构采用抛石斜坡式结构，地基加固方案采用塑料排水板堆载预压排水固结法，海堤与两岛连接区域地基采用清淤抛石置换法。路基采用强夯法加固。道路面层结构由下至上为 300 mm 厚级配碎石、300 mm 厚水泥稳定碎石、玻纤格栅层、80 mm 厚 AC-25、60 mm 厚 AC-16。根据 2008年5月沉降监测成果看，路面后期沉降依然存在。

2 路面观测数据分析

2006年12月，发现海堤段沥青路面存在较多横、纵向裂缝。在 2008年5月的观测中，裂缝存在不同程度的发展延伸且分布较为集中，如图1所示。最大裂缝宽度 1～2cm，局部横、纵向裂缝的缝隙有高差现象，且 B 线侧石与路面产生分离裂缝。同时，经对海堤结构及周边情况进行检查，并未在海堤结构处发现明显裂缝。

图1 2007年3月以后裂缝发展速率曲线图

2006年11月至 2008年5月间对裂缝进行了跟踪观测，发现裂缝呈持续发展趋势，但裂缝发展速率有明显收敛迹象。如图1所示，2007年3月份裂缝发展达到最大速率,3月份至 9月份出现迅速收敛。

3 路面监测数据分析

路面监测区域从 K27+579(PM459)至 K29+387.929(PM463),海堤段区域为 K27+940 至 K29+160。

图2为海堤段沉降监测曲线图。如图2所示，沉降累计值较大区域主要分布在 K28+179（T11 监测点）至 K28+728（T20 监测点）。此区域 2006年11月1日至 2007年12月28日路面沉降监测数据，最大沉降量为 26.12 cm（监测点 T13），平均沉降量19 cm。2007年12月28日至 2008年5月22日路面沉降监测数据，最大沉降量为 6.18 cm（监测点T13），平均沉降量 4.7cm。

对沉降量较大的 T11 至 T20 共 10 个沉降监测点位进行沉降速率分析，每个监测点位共有 3 个沉降监测值，构成一个沉降监测断面，各断面上 1号点位沉降速率曲线如图3所示。其中,2007年3月沉降速率达到最大,3月至 6月出现迅速收敛,2007年6月至 2008年1月速率有回升，2008年3月至 2008年5月又是一个迅速收敛情况。

图2 海堤段沉降监测曲线图

图3 各断面上 1 号点位沉降速率曲线图

T11 至 T20 沉降监测断面中，选取沉降较为明显的 T11、T13 和 T20 沉降监测断面进行分析，发现每个监测断面的 3 个点位中，1 号点位的沉降量明显大于 4 号点位沉降量，即海堤段路面南侧沉降量大于北侧沉降量，横断面存在差异沉降。其中T11 沉降监测断面的 3 个点位沉降量如图4所示。

图4 T11 断面沉降监测值曲线图

4 裂缝观测与沉降监测比对分析

根据裂缝观测值与沉降观测值的比对，说明海堤段路面沉降的过程也是裂缝产生的过程，从裂缝与沉降发展的速率来看，两者的时间关联比较明显，沉降速率较大时，裂缝的发展速率也较大，反之亦然。从裂缝和沉降数据可以看出，2007年3月裂缝发展速率和沉降速率均达峰值，随后迅速收敛。经查看海堤建成后外部环境后发现，这是由于 2007年3月海堤南侧扭王石进行了集中吊运引起。

另外，根据裂缝统计数据可知，横向裂缝与纵向裂缝并存，纵向裂缝最长已达 80 m，说明在海堤段沥青路面横断面产生差异沉降造成横向裂缝的同时，路面伴随发生了滑移，由 A、B 线路面边缘与侧石间存在的缝隙情况表明路面侧向位移不少于1 cm。

5 无损探测情况分析

为进一步查明海堤段道路路基的破坏情况，且避免封闭交通对道路通行造成影响，采用地球物理方法对沉降较大区域裂缝进行探查，为了解道路基本情况及后期修整措施提供了依据。检测选取海堤段 PM28+179 至 PM28+728 区域沥青路面进行了抽样检测，选取的裂缝为横纵裂缝各一条，每条裂缝探测一个断面。

图5、图6为探测结果图示，从中可以看出裂缝所处海堤段路面面层结构基本连续,无可见断裂现象，结构层之间雷达反射线型较为清晰，无明显差异沉降迹象,但路基抛石层存在部分轻微扰动及下陷情况，但并未直接影响到路面结构层。

6 结语

图5 探测与结果图示（一）

图6 探测与结果图示（二）

通过以上分析可以看出，海堤段沥青道路路基发生沉降并产生侧向位移是路面产生裂缝的主要原因。沥青路面无明显差异沉降迹象,但路基抛石层存在部分轻微扰动及下陷情况。

路面的跟踪测量、监测是评判路面的直观方式，合理的数据对比、分析能使路面各阶段病害突变以数理形式表现出来，为查找病因提供了有效的手段。无损探测技术应用于道路检测目前还未广泛采用，但其非开挖的方式普查道路路基破坏情况，是其它查勘方式不能实现的。此方式为道路的局部补强提供了依据，如配合弯沉测试数据，则能起到更好的效果。

[1] 沙庆林.高速公路沥青混凝土路面的早期破坏[J].公路,2004,(11):76-82.

[2] 郭永祥.半刚性基层沥青混凝土路面病害分析与路面结构设计参数研究[D].长沙：中南大学，2012.

[3] 胡江碧，费雪良，刘小明，孙东银.路面运营安全性评价模型[J].北京工业大学学报，2008，(7).