柳南高速公路舊水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)承載能力評價(jià)

摘 要：舊水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)承載能力反映了路面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度特性，為了對其進(jìn)行客觀評價(jià)，本文通過板中彎沉值和接縫兩側(cè)彎沉差綜合評價(jià)其結(jié)構(gòu)承載能力，分析了未出現(xiàn)病害的好板、破碎板和典型病害板處結(jié)構(gòu)承載能力的特點(diǎn)和異常點(diǎn)出現(xiàn)的原因，為路面改擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)以及施工現(xiàn)場控制提供了重要依據(jù)。

關(guān)鍵詞：舊水泥混凝土路面；結(jié)構(gòu)承載能力；彎沉；接縫傳荷能力

1 前言

路面結(jié)構(gòu)承載能力反映了路面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度特性，是路面改擴(kuò)建設(shè)計(jì)以及施工現(xiàn)場控制的重要參數(shù)，為了對其進(jìn)行客觀評價(jià)，本文通過板中彎沉值綜合評價(jià)本合同段內(nèi)水混凝土路面板的結(jié)構(gòu)承載能力，通過接縫兩側(cè)的彎沉差評價(jià)接縫傳荷能力并結(jié)合鉆芯結(jié)果對病害板進(jìn)行成因分析。

2 柳南高速公路舊水泥混凝土路面板板中彎沉水平檢測

以來賓至賓陽段為例，調(diào)查時(shí)彎沉檢測主要針對主行車道上的路面板進(jìn)行，測試間距約為5-6塊板。本文共完成了3697板的彎沉檢測，其中板中彎沉共檢測了3129塊板，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如下述各表所示。

本次板中彎沉水平檢測主要針對路況調(diào)查中確定的未出現(xiàn)病害的好板、橫向裂縫、縱向裂縫、交叉裂縫、邊角斷裂、碎板、沉陷、錯(cuò)臺、瀝青修補(bǔ)和復(fù)合病害的路面板進(jìn)行。由板中彎沉水平的檢測統(tǒng)計(jì)結(jié)果表可以看出：

①未出現(xiàn)病害的好板和僅出現(xiàn)邊角斷裂病害的路面板，二者的彎沉值和變異系數(shù)為幾種情況中最小的，且實(shí)測數(shù)值較為平均，表明這兩種路面板的結(jié)構(gòu)承載能力較好。

從人工路況調(diào)查的結(jié)果來看，未出現(xiàn)病害的好板大部分（80%-90%）都經(jīng)過了灌漿處理，由于本身路面板的質(zhì)量較好，再加上基層灌漿處理后提高了整個(gè)路面結(jié)構(gòu)的承載能力，因而使這種路面板的彎沉值最小。因此，這種路面板不需要進(jìn)行舊路處治，便可以直接罩面。

②彎沉值和變異系數(shù)最大的為碎板和出現(xiàn)復(fù)合病害的路面板。產(chǎn)生這兩種病害的路面板損壞都十分嚴(yán)重，多數(shù)被橫向裂縫、縱向裂縫或斜向裂縫分割成幾塊以上，難以形成整體受力，局部路段伴有沉陷、錯(cuò)臺和唧泥病害出現(xiàn)；結(jié)合鉆芯的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)這兩種病害的路面板板底基本上都已經(jīng)產(chǎn)生脫空。原因在于，地表水從混凝土面板的接縫和裂縫以及修復(fù)邊界開裂處滲入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部，同時(shí)加上缺乏齊全的路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水系統(tǒng)，滲水無法及時(shí)排出，致使二灰碎石基層表層軟化。在行車車輪的高壓作用下，表層形成稀漿，并唧出路面，導(dǎo)致唧漿，形成基層掏空，混凝土面板脫空形成進(jìn)一步斷板碎裂。因此，造成彎沉值和變異系數(shù)較大。

這兩種病害板已經(jīng)很難形成整體進(jìn)行受力，且基層頂面也出現(xiàn)松散或裂縫，整個(gè)路面結(jié)構(gòu)的承載能力已經(jīng)嚴(yán)重衰減。因此在進(jìn)行舊路處治時(shí)，應(yīng)對其進(jìn)行換板處理，并應(yīng)該采取適當(dāng)?shù)拇胧┨幹位鶎?，以保證整個(gè)下承層的穩(wěn)定，不擾動瀝青加鋪層。

③橫向裂縫、縱向裂縫、交叉裂縫、沉陷、錯(cuò)臺、瀝青修補(bǔ)等病害的彎沉代表值介于25-35（0.01mm）之間，這些病害板的結(jié)構(gòu)承載能力水平居中。對于這些病害板的處治方案，應(yīng)該結(jié)合鉆芯調(diào)查結(jié)果和累積當(dāng)量軸次的換算結(jié)果而綜合確定。

3 柳南高速公路舊路接縫傳荷能力分析

本文在調(diào)查水泥混凝土路面板的接縫傳荷能力時(shí)，將距離FWD落錘點(diǎn)最近的位移傳感器D（1）和較近的位移傳感器D（2）分別布置于接縫兩側(cè)，通過兩個(gè)傳感器實(shí)測值的比值即接縫傳荷系數(shù)來判斷該條接縫的傳荷能力。

根據(jù)《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D40-2011）規(guī)定，水泥混凝土路面接縫傳荷能力分為四個(gè)等級。

對于來賓至賓陽段，接縫傳荷能力檢測時(shí)，首先根據(jù)路況調(diào)查結(jié)果，選擇路況為良、中、次的典型路段，對50塊以上連續(xù)路面板的接縫進(jìn)行彎沉檢測。本項(xiàng)目共檢測了11個(gè)典型路段的接縫傳荷能力，總計(jì)568塊板。其數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見下表所示。

由上表中的數(shù)據(jù)可以看出，所選擇的11個(gè)路段的板邊接縫傳荷能力均不高，且變異系數(shù)較大。對于路況調(diào)查中評定為良和中的路段，其接縫傳荷能力等級基本上對應(yīng)為“中”；對于路況調(diào)查中評定為次的路段，其接縫傳荷能力也較差，對應(yīng)為“次”這個(gè)等級。

4 結(jié)語

上述調(diào)查結(jié)果表明：

①未出現(xiàn)病害的好板和僅出現(xiàn)邊角斷裂病害的路面板，彎沉值和變異系數(shù)最小，板邊彎沉值代表值在0～20（0.01mm），結(jié)構(gòu)承載能力較好，占55%。

②彎沉值和變異系數(shù)最大的為碎板和出現(xiàn)復(fù)合病害的路面板。板邊彎沉值普遍在40以上（0.01mm），產(chǎn)生這兩種病害的路面板損壞都十分嚴(yán)重，占10%。

③橫向裂縫、縱向裂縫、交叉裂縫、沉陷、錯(cuò)臺、瀝青修補(bǔ)等病害的板邊彎沉代表值介于20～40（0.01mm）之間，這些病害板的結(jié)構(gòu)承載能力水平居中，占35%。

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