谈高速公路路面状况评价及方案

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摘要：通过现场取样和室内试验测试，对阿岱至李家峡公路高速公路段的病害原因进行分析，全线路面芯样较为完整，厚度控制总体较好，路面面层压实度普遍不足，沥青混合料级配偏粗，提出了采用铣刨上行方向高速公路病害较为严重的行车道和超车道各两个沥青面层后再加铺的处治方案。

关键词：高速公路；沥青路面；路面状况；处治方案

1工程概况

阿岱至李家峡公路是青海省高速公路路网规划“3410”中平安至大力加山高速公路的重要组成部分，与平阿高速公路、省道阿赛公路、平大公路及李家峡专用公路等连接，形成纵横交织的交通网络。阿岱至李家峡公路的建成将有效改善区域的交通联系，对于加快和促进青海公路网建成、提高公路通达性，拓展城乡发展空间，加快城镇建设进程，带动和促进地区社会经济发展，构建和谐社会具有重要的意义。阿岱至李家峡公路共划分两个合同段，全线里程包括高速公路和二级公路，其中高速公路位于阿岱至牙什尕段，A合同段高速公路长11.591km，B合同段高速公路长4.869km。阿岱至李家峡公路自建成通车以来，由于冬季低温施工和目前的交通量显著增长（尤其货车比例不断升高，超载、超限运输现象严重），阿岱至牙什尕段高速公路路面出现车辙、推移、拥包及唧浆等病害，大大降低了道路的使用功能，严重影响行车安全性及舒适性，为了解掌握路面的病害发展情况，及时开展路面养护工作，有必定对阿岱至李家峡公路阿岱至牙什尕段高速公路现有沥青路面病害进行调查，分析其病害成因及可行的处治方案。

2路面状况评价

阿岱至牙什尕段高速公路路面病害主要以推移、拥包（桥面）、唧浆为主，部分桥面和路基段出现轻度车辙。车辙测试结果表明，路面车辙整体状况一般，双向超车道无车辙，行车道有明显车辙，下行方向（阿岱至牙什尕段右幅）行车道RDI平均值为83.47，上行方向（阿岱至牙什尕段左幅）行车道RDI平均值为84.45，评价等级均为良。两方向行车道车辙基本相当，下行行车道优良率为84.72%，上行行车道优良率为88.37%。为进一步直观地了解路面使用现状，为病害成因分析提供参考依据，对全线典型路段进行现场取芯，并通过室内试验对各个标段芯样孔隙率、压实度、沥青混合料级配组成及油石比、稳定度等指标进行测试[1]。

2.1芯样完整性和粘结性

通过对路面芯样的观察和厚度量测可知，路面所取芯样较为完整，全线沥青路面厚度控制总体较好，各部位的厚度平均值均能够达到设计值控制要求。通过取芯可以较直观地判断各沥青层之间、沥青层与基层之间的粘结情况，对于硬路肩处芯样，各沥青层粘结相对较好；对于已发生病害路段而言，部分芯样上面层与下面层之间层间粘结状况较差；桥面推移处芯样下面层与桥面板之间粘结较差，桥面板顶面光滑，层间粘结差。此外，全线路基层整体状况较好，均能取出完整芯样，芯样无松散、无裂缝。

2.2压实度测试

室内试验采用表干法对芯样的密度进行测试，并通过查阅竣工资料获取沥青混合料密度计算路面的压实度和孔隙率[2]，路面结构各层次芯样的压实度如图1所示。由图1的统计结果可知，从两个合同段下行方向下面层芯样压实度可以看出，B合同段较A合同段控制较差，其中A合同段下行方向下面层压实度合格率为93.8%，B合同段下行方向下面层压实度合格率为66.7%。两个合同段在下行方向上面层压实度控制均不好，B合同段较A合同段控制较差，其中A合同段下行方向上面层压实度合格率为81.3%，B合同段下行方向上面层压实度合格率为66.7%。从两个合同段上行方向下面层芯样压实度可以看出，两个合同段在上行方向下面层压实度控制较差，A合同段较B合同段控制更差，其中A合同段上行方向下面层压实度合格率仅为42.9%，B合同段上行方向下面层压实度合格率为66.7%。两个合同段在上行方向上面层压实度控制较差，A合同段较B合同段控制更差，其中A合同段上行方向上面层压实度合格率仅为42.9%，B合同段上行方向上面层压实度合格率为70.0%。A合同段上行方向面层压实度严重不足是导致目前A合同段上行方向出现唧浆病害的主要原因之一。

2.3沥青混合料稳定度试验

路面芯样完成芯样密度试验后，开展马歇尔稳定度试验测试，并按照芯样厚度对稳定度测试结果进行修正，得到标准高度下的马歇尔稳定度，各标段路面结构各层次的稳定度测试结果见表1。由表1的测试结果可知，两个合同段下面层沥青混合料稳定度和流值合格率较低，并且表现出较大的离散性。压实度也表现出同样的规律，表明沥青混合料的施工均匀性欠佳，部分路段级配不良、压实度和稳定度不足是导致路面出现压密型车辙病害的主要原因之一。

2.4抽提试验

在完成马歇尔试验后，可开展抽提试验。抽提试验可以确定沥青混合料的油石比和级配。由上面层抽提结果可知，两个合同段上面层沥青混合料级配基本均能满足《沥青路面施工技术规范》（JTGF40—2004）中控制要求，其中B合同段0.075mm筛孔的通过率较低，导致实际路面铺筑时会出现空隙率过大现象，进而出现部分段落压实度不足问题。由下面层抽提结果可知，两个标段沥青混合料级配均不能满足JTGF40—2004中控制要求，且两个标段沥青混合料级配整体偏粗，部分筛孔通过率超过级配下限控制，同时，部分沥青路面压实度评定较差。由此可见，沥青混合料级配偏粗导致现场部分路段压实不充分而出现较多孔隙是压实度不足的主要原因之一。

3路面处治方案

3.1路面处治方案研究总体原则与思路

根据路面检测情况可知，阿岱至牙什尕段高速公路路面需要进行局部路段整治。考虑到处理路段集中在行车道，桥面处理的路段较多，且下行方向（阿岱至牙什尕段右幅）与上行方向（阿岱至牙什尕段左幅）病害不一致，因此阿岱至牙什尕段高速公路病害整治宜分幅分路段进行。按照路面病害处治维修与改善路面状况相结合为总体思路，重点以路面典型病害处治方案研究为主，同时结合本项目所处地区的气候、水文、土质等自然条件，以及当地施工经验和材料供应情况，在满足交通量和使用要求的前提下，对各种整治方案进行适用性研究。根据典型路面病害处治方案研究和比选，综合考虑阿岱至牙什尕段高速公路总体路面状况和各种方案的施工成熟度，以及新技术的应用等多方面因素，提出本次路面初步处治方案[3]。

3.2推移、拥包病害处治方案

阿岱至牙什尕段高速公路推移、拥包病害主要发生在下行方向（阿岱至牙什尕段右幅），路面发生推移、拥包的长度为2.516km，下行方向高速公路桥面发生推移、拥包的长度为5.023km。考虑下行方向多处于长大下坡，且重车较多，为保证病害处理的彻底性，处治方案采用铣刨下行方向高速公路病害严重的行车道和超车道各两个沥青面层，然后采用抛丸法对桥面板进行粗糙度界面处理，再铺设1cm热喷90号道路石油沥青碎石作为桥面防水粘结层。桥面铺装混合料选用4cm90号道路石油沥青AC-13混合料+5cm90号道路石油沥青AC-20混合料进行处治，层间采用乳化沥青粘结层[4]。

3.3唧浆病害处治方案

阿岱至牙什尕段高速公路唧浆病害主要发生在桥面行车道处，且上行方向比下行方向病害严重，其中下行方向唧浆病害长度为2.559km，已经包含在桥面推移、拥包病害处治中，上行方向唧浆病害的长度为2.832km。考虑唧浆病害后期发展的速率及病害处理的不彻底性，极易出现松散、坑槽等病害，同时兼顾桥面防排水设计原则，为保证病害处理的彻底性，处治方案与推移、拥包病害处治方案一致。

3.4车辙病害处治方案

（1）桥面处治方案。针对阿岱至牙什尕段高速公路下行方向行车道车辙共5.650km，其中桥面共2.740km已经包含在桥面推移、拥包病害处治中；下行方向路基段共2.71km，车辙深度集中在10~15mm，其中车辙深度平均值为11.6mm，车辙深度最大值为13.4mm。针对阿岱至牙什尕段高速公路上行方向行车道车辙共4.336km，桥面共2.456km，其中桥面1.636km已经包含在唧浆病害处治中。上行方向路基段共1.880km，车辙深度集中在10~15mm，其中车辙深度平均值为12.4mm,车辙深度最大值为14.2mm。车辙动稳定度试验数据表明，原材料抗高温性能较好，发生车辙的主要原因是压实度不足、空隙率偏大，进而导致压密型车辙。综合车辙检测数据，车辙深度主要集中在行车道且深度为10~15mm，属于轻度车辙，考虑到车辙后期发展的速率及病害处理的彻底性，建议车辙路段暂时不做处治，以跟踪观测为主[5]。（2）路基段处治方案。通过阿岱至牙什尕段高速公路路面芯样的试验结果表明，该路段的压实度不足、空隙率偏大，路基段呈现压密性车辙，说明目前道路技术状况不佳，仅仅通过罩面处理，仍会存在治标不治本隐患。从目前的试验结果分析可知，现路面混合料稳定度和流值的试验测试结果中的少量数据离散较大，还不足以支持直接罩面方案。因此，罩面处治前非常有必要对现有路面混合料性能进行研究性试验评价，包括高温稳定性和水稳定性等，尤其是高温稳定性。由于阿岱至牙什尕段高速公路路段压实度不足、空隙率偏大，为防止路表水下渗，同时兼顾桥面结构安全的角度考虑，可以对阿岱至牙什尕段高速公路路基段进行4cm90号道路石油沥青AC-13混合料进行罩面，层间采用乳化沥青。

4结论

（1）阿岱至牙什尕段高速公路整体评定较差，典型路面病害为推移拥包（桥面）和唧浆，局部桥面和路基段存在轻度车辙。（2）阿岱至牙什尕段高速公路推移、拥包病害主要发生在下行方向（阿岱至牙什尕段右幅）的路面和桥面，唧浆病害主要发生在桥面行车道处，采用铣刨上行方向高速公路病害严重路段的行车道和超车道各两个沥青面层后再加铺新沥青混合料的处治方案。（3）阿岱至牙什尕段高速公路车辙属于压密型车辙，主要是由于冬季施工不当造成压实度不足、超重车辆等多方面综合引起，考虑到车辙后期发展的速率及病害处理的彻底性，建议车辙路段暂时不做处治，以跟踪观测为主。（4）路基段车辙产生主要原因是压实度不足，采用4cm90号道路石油沥青AC-13混合料进行罩面的处治方案。

参考文献

[1]赵琳,乔志,牛昌昌,等.改扩建前路面病害及处治方案分析[J].内蒙古公路与运输,2020（3）:42-47.

[2]苏建明,章清涛,闫庆亮.济青高速公路改扩建老路沥青路面损坏处治方案现场判定分析[J].公路交通科技(应用技术版),2019,15（6）:27-28.

[3]赵功.祁临高速公路沥青路面病害处治方案研究[J].山西建筑,2016,42（17）:132-133.

[4]钟鑑方,杨隽.高速公路路面大中修工程处治方案的选用[J].交通节能与环保,2018,14（6）:83-86.

[5]张丰丰,张映雪.连霍高速公路三灵段旧路检测分析评价及病害处置技术研究[J].湖南交通科技,2018,44（4）:8-10.

作者：张海军 单位：苏交科集团股份有限公司