改扩建旧沥青道路检测指标的研究和评价分析

俞先江，王 正，顾章川，马圣昊

（江苏省交通规划设计院股份有限公司，江苏南京 210014）

改扩建旧沥青道路检测指标的研究和评价分析

俞先江，王 正，顾章川，马圣昊

（江苏省交通规划设计院股份有限公司，江苏南京 210014）

通过对公路改扩建过程中进行前期路面技术性能检测指标的分析与总结，提出一种综合分析的思想方法，对各项检测指标联合相关性分析，从而更好的为公路改扩建提供设计思路和策略，合理进行设计，节约国家资产。

改扩建；检测指标；路面；相关性分析；评价分析

该路于1993年建成，按一级公路设计速度80 km/h的标准设计，老路道路宽36 m，结构形式为：4 cm（Sup-13或SMA-13型）+8 cm（Sup-25或Sup-20型）+24 cm（水泥混凝土）+20 cm（二灰碎石）+14 cm（12％石灰稳定土）+14 cm（10％石灰稳定土）+14 cm（8％石灰稳定土）。本道路在通车后由于重车的渠化作用，产生了较多的车辙，以及非机动车道由于路面结构设计的缺陷和附近重车的作用，产生了大量的坑槽和网裂病害。根据规范要求以及路面实际情况，进行了以下指标的检测工作：

表1　检测内容与方法

1 路面破损状况与路面结构强度

根据路面破损状况调查和弯沉检测得出以下结论，相关检测数据见表2。本路况病害主要以修补不良为主，破损率DR（％）达0.58，其次以横向裂缝居多，再者为车辙现象严重。病害严重的段落其路面当量回弹模量也偏低，路面承载能力也相对偏低，这说明病害与承载能力具有一定的关联，路面顶面当量回弹模量偏低，路面承载力不足，而承载力不足将导致沥青路面发生破坏，易产生坑槽、沉陷等病害。由表2可知，上行K12+500～K13+ 500破损率DR（％）为0.97，其路面当量回弹模量为上行全线最低值172 MPa，该段落主要病害为松散类病害（坑槽、沉陷），下行K14+500～K15+500段破损率DR（％）为0.76，其路面当量回弹模量为全线最低值110 MPa。通过选取全线路面破损率DR（％）、路面破损状况指数PCI以及非机动车道路面当量回弹模量（MPa）绘取三维图，如图1所示，当PCI为优，但路面破损率DR（％）较大时，其路面当量回弹模量相对较低。

这说明在进行改扩建沥青路面破损状况和路面强度评价时，应综合考虑，尤其要结合破损率DR（％）合理分段分析，不能单独对某个指标独立分析路面使用性能。

图1　松散类路面破损率DR-PCI-非机动车道路面当量回弹模量关联图

表2　路面破损状况与路面当量回弹模量表

续表2

2 路面结构厚度与芯样外观分析

路面结构层厚度通过钻芯机钻取，可以很直观的判断路面结构层状况，并且对芯样外观进行初步判断。对于一般的为设计服务的检测项目，大多采取取芯机钻取路面面层，或者到基层，总厚度不超过50 cm，而为了更进一步的了解路面结构形式，应采取钻芯机或者挖坑，但由于挖坑一般需耗费较大的人力及财力，且对路面及交通有一定的影响，故目前采取的相对较少。本次项目采取了钻芯机钻取芯样，深入分析路面结构层状况，虽然也能够较准备和直观的判断，但是由于钻芯点随机性大，存在一定的误差，不能代表全线或者某一段落路面实际情况，因此根据本次项目的检测以及以往丰富的路面厚度检测经验，在各方面工程条件允许的情况下，应尽量采取挖坑取样法对路面结构进行厚度检测、结构层状况以及病害原因分析；或者采取无损检测方法（探地雷达）对全线路面结构层进行检测分析。

通过钻取的芯样外观分析可知，车辙处、横缝处所取的芯样沥青面层都较破碎；纵缝处所取芯样面层完整，但基层破碎；所取芯样结果显示二灰碎石基层总体上都存在破碎的现象。钻芯结果较好的反映了路面结构层状况。

3 沥青室内试验

根据《公路沥青路面设计规范》要求，改建路面应考虑路面沥青混合料的再生利用，因此本项目对芯样进行了以下指标的试验分析。根据流值和稳定度判断沥青的热稳定性性能，检测沥青用量（油石比），与设计时分析比较，沥青含量过高将容易产生车辙等病害，而过低将会导致沥青对集料的吸附性不够易导致面层剥落；检测沥青混合料的压实度，压实度较低时，表明沥青混合料内部空隙较大，而路表水会透过空隙进入沥青结构层内部，对道路面层和基层产生不利影响。本项目沥青混合料室内试验结果表明：沥青混合料稳定度基本满足设计要求，而流值相对偏大，流值偏大将使沥青路面抵抗竖向变形能力变弱，容易产生车辙等病害；SMA -13型沥青混合料的沥青含量（油石比）与正常值相比略高，Sup-20型、Sup-13型以及Sup-25型沥青混合料的沥青含量（油石比）基本正常。根据沥青混合料抽提筛分结果，SMA-13型、Sup-20型、Sup-13型、Sup-25型沥青混合料级配与设计文件相比，4种沥青混合料级配均存在偏细现象，级配偏细将导致粗骨料处于悬浮状态，抗剪切变形能力下降，易使沥青路面产生车辙、泛油等病害，这与路面实际病害相符。

4 综合分析

（1）对于该路（K9+500～K16+035段）路面出现大量横向裂缝、修补不良以及车辙严重的路段，建议结合具体情况铣刨原沥青路面，并在现场判断基层成型情况，进一步确定基层处理措施，如：就地冷再生处理、挖除重铺处理等；对铣刨挖出料尽可能再生利用。

（2）对于该路（K9+500～K16+035段）非机动车道，坑槽部位应进行修补处理；路况较差的路段，应挖除旧面层重铺；路况较好的路段，根据路面顶面当量回弹模量情况，可予以利用。

5 结 论

（1）通过对规范和以往检测经验的分析，提出了对于旧沥青道路改扩建项目进行路面技术性能检测的要求和定性评价方法（联合相关性综合分析方法），根据改扩建项目特征，提出了相关的检测指标参数要求：路面破损状况指数（PCI），路面破损率（DR）、路面厚度、结构层状况，弯沉检测以及为面层和基层再生利用服务的室内试验指标，并结合检测指标应该进行联合相关性综合分析，更加有效的为改扩建设计服务。

（2）将提出的检测指标与分析评价方法应用于具体实际工程，取得了一定的成果，检测成果较好的为该路的改扩建设计提供了设计依据。

（3）对路面结构层厚度和外观检测，结合本工程提出了相关检测要求，在各方面条件都允许的情况下，应尽可能采取挖坑取样方法进行路面结构层厚度和外观检测分析，或者采取无损检测（探地雷达）对全线进行检测，推荐使用探地雷达进行路面内部结构质量状况进行检测。

（4）提出在对路面破损状况进行评价时，应该重视对各种病害类型进行破损率计算和分析，从而能够有针对性的为改扩建设计提供设计依据。

［1］ 吴传海.高速公路沥青混凝土路面破损状况评价方法的缺陷及改进［J］.公路，2007，（5）.

［2］ 黎霞，杨明，何俊辉.广西南友高速公路沥青路面早期损坏原因分析［J］.中外公路，2014，（6）.

［3］ 展宏图.高速公路旧水泥路面结构强度评价方法及工程应用［D］.长沙：长沙理工大学，2013.

U416.217

C

1008-3383（2016）09-0010-02

2016-03-02

俞先江（1978-），男，高级工程师，主要从事道路工程检测，设计及相关科研工作。