摘要:本文以廣東某高速公路瀝青路面為例,根據(jù)實(shí)際情況對(duì)高溫重載地區(qū)瀝青路面病害產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析,并針對(duì)該地區(qū)瀝青路面的特點(diǎn)給出相應(yīng)的對(duì)策方案,為廣東省瀝青路面養(yǎng)護(hù)維修提供依據(jù)。
關(guān)鍵字:瀝青路面 車轍 對(duì)策
1 工程概述
本文以廣東某高速公路高陡坡瀝青路面為例,根據(jù)實(shí)際情況對(duì)該路段瀝青路面病害產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析,并針對(duì)該地區(qū)瀝青路面的特點(diǎn)給出相應(yīng)的維修方案。該路段位于構(gòu)造侵蝕中低丘陵區(qū),處于高溫地帶,且重載車量越多。隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,該高速公路交通量不斷增大,超載車越來(lái)越多,導(dǎo)致該路段出現(xiàn)較多車轍、擁包等病害,影響了路面的正常運(yùn)營(yíng)。因此,應(yīng)對(duì)該段路面進(jìn)行檢測(cè)對(duì)并其病害產(chǎn)生的原因進(jìn)行綜合分析,給出科學(xué)合理的養(yǎng)護(hù)對(duì)策,以延長(zhǎng)路面的使用壽命和改善路面表面使用功能,提高公路的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
2 檢測(cè)結(jié)果
本文進(jìn)行了該路面破損(PCI)檢測(cè)、平整度(RQI)檢測(cè)、車轍(RDI)檢測(cè)、抗滑性能(SRI)檢測(cè)、FWD彎沉檢測(cè)等。
檢測(cè)結(jié)果表明該路段慢車道病害較嚴(yán)重,車轍現(xiàn)象嚴(yán)重,且伴有較嚴(yán)重沉陷現(xiàn)象,磨光、泛油病害面積較大,部分路段出現(xiàn)不規(guī)則裂縫及龜裂現(xiàn)象。該路段出現(xiàn)較多車轍病害,嚴(yán)重部分車轍深度超過(guò)2cm。慢車道彎沉值明顯大于超車道彎沉值;部分路段彎沉極值較大,超過(guò)200μm。
3 瀝青路面病害產(chǎn)生的原因分析
該路段主要病害為車轍及坑槽,分析產(chǎn)生原因有以下幾種:
3.1 縱坡的影響
該路段縱坡設(shè)計(jì)路段最大為4.5%,調(diào)查發(fā)現(xiàn),車轍嚴(yán)重的路段均在陡坡路段。研究表明,縱坡對(duì)路面溫度、路面剪應(yīng)力、行車速度等均有較大的影響。載重汽車在高陡坡路段行駛時(shí),會(huì)增大車輪與瀝青路面之間的摩擦力,在摩擦力的作用下會(huì)使動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽瑥亩龈邽r青路面的路表溫度。尤其在夏季,瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定性隨著溫度的增高會(huì)迅速降低,從而導(dǎo)致路面產(chǎn)生車轍病害。
3.2 重載車的影響
承受重載、慢速交通要求瀝青混凝土有較好的抗車轍能力,即車載越重、車速愈慢,要求瀝青混凝土的抗車轍能力愈大。通過(guò)對(duì)該路段的車流量進(jìn)行調(diào)查,發(fā)現(xiàn)該高速公路的交通構(gòu)成中,重車及超重車比例相當(dāng)高,而且超載嚴(yán)重,且行車速度緩慢。在本路線上行駛的貨車有嚴(yán)重超載的達(dá)68%以上,而且超載以交通量占很大比重的雙軸車和3軸車為主體,通常的超載率在50%以上。由于重車與超重作用的結(jié)果,使瀝青混合料在荷載作用下的永久變形大大增,從而產(chǎn)生了車轍病害。由此可見(jiàn),重載車量的行駛是該路段產(chǎn)生車轍的原因之一。
3.3 高溫的影響
高溫對(duì)車轍有明顯的影響。隨著溫度的升高,瀝青的粘度呈對(duì)數(shù)級(jí)下降,瀝青混合料的抗壓強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度快速下降。廣州高溫天氣持續(xù)越長(zhǎng),夏季中午路面溫度最高可達(dá)60~70℃。有時(shí)路面溫度大于60℃的時(shí)間大于5個(gè)小時(shí),遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于重交瀝青的軟化點(diǎn)(一般為45~47℃),因此,很容易導(dǎo)致車轍病害。
3.4 其它因素的影響
車轍的影響因素是多方面的,例如瀝青混合料自身的因素影響,路面結(jié)構(gòu)類型的影響,交通和氣候條件的影響,施工過(guò)程的影響等等。
4 該瀝青路面維修方案研究
根據(jù)以上的原因分析,本次維修設(shè)計(jì)確保原設(shè)計(jì)等級(jí)、線型不變,采用動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì),銑刨原瀝青面層,對(duì)路面基層進(jìn)行檢測(cè),根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況采用不同的設(shè)計(jì)方案,做到有的放矢。
方案1、對(duì)于基層較好路段,采用加鋪7cm瀝青穩(wěn)定碎石ATB-25調(diào)平層,在此基礎(chǔ)上重新鋪筑瀝青面層,結(jié)構(gòu)形式為:7cmAC-25C改性瀝青混凝土+6cmAC-20C特殊改性瀝青混凝土+4cmSMA-13特殊改性瀝青混凝土。
方案2、從抽芯檢測(cè)結(jié)果可知,路面基層整體狀況較好,在施工過(guò)程中如果發(fā)現(xiàn)局部基層結(jié)構(gòu)受到破壞,則銑刨上基層20cm,采用27cm瀝青穩(wěn)定碎石ATB-25處理基層,在此基礎(chǔ)上重新鋪筑瀝青面層,結(jié)構(gòu)形式為:7cmAC-25C改性瀝青混凝土+6cmAC-20C特殊改性瀝青混凝土+4cmSMA-13特殊改性瀝青瑪蹄脂碎石混合料。
該方案與原設(shè)計(jì)方案相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、增加了路面結(jié)構(gòu)層厚度,增強(qiáng)了路面的承載能力,使路面的結(jié)構(gòu)傳荷能力增強(qiáng),在一定程度上會(huì)減少反射裂縫的產(chǎn)生。
2、增加了基層的厚度,增強(qiáng)了基層的抗疲勞能力及抗車轍能力。當(dāng)瀝青面層溫度過(guò)高時(shí),大部分荷載會(huì)傳給基層,由于廣東地區(qū)屬較炎熱地區(qū),因此,必須增強(qiáng)基層的承載能力,以保證路面結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度。
3、本次面層采用抗車轍能力及抗剪能力均較強(qiáng)的SMA瀝青混凝土結(jié)構(gòu),有效加強(qiáng)了路面的抗磨耗能力及抗剪切能力,提出了路面的強(qiáng)度及抗車轍能力,使原路面病害得到有效解決。
4 結(jié)論
本文通過(guò)對(duì)廣州市某高速公路瀝青路面檢測(cè)及維修設(shè)計(jì)的研究,得出以下結(jié)論:
1、瀝青路面主要病害表現(xiàn)為龜裂、磨光、車轍及坑槽等,高溫重載作用下車轍及坑槽尤其嚴(yán)重,縱坡較大路段更容易產(chǎn)生上述病害;
2、瀝青路面抗車轍能力主要集中在中面層及下面層,因此若提出路面的抗車轍能力必須增加路面的中面層或下面層厚度;
3、SAM瀝青混凝土結(jié)構(gòu)可有效解決瀝青路面車轍病害,并可提高縱坡作用下的路面抗剪切能力。
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