廣西公路舊瀝青路面加鋪改造工程應(yīng)用研究

何金蘭，黃 慧，張洪剛

(1.廣西公路技工學(xué)校，廣西 南寧 530007；2.廣西交通科學(xué)研究院，廣西 南寧 530007)

?

廣西公路舊瀝青路面加鋪改造工程應(yīng)用研究

何金蘭1，黃 慧1，張洪剛2

(1.廣西公路技工學(xué)校，廣西 南寧 530007；2.廣西交通科學(xué)研究院，廣西 南寧 530007)

文章針對廣西路網(wǎng)公路舊瀝青路面加鋪改造工程應(yīng)用情況，調(diào)查研究了廣西路網(wǎng)公路舊瀝青路面加鋪改造時采用的常用結(jié)構(gòu)類型，分析了不同結(jié)構(gòu)類型路面的使用功能與路面病害情況，并研究了不同加鋪層的彎沉規(guī)律，為普通公路舊瀝青路面加鋪改造工程提供參考。

舊瀝青路面；加鋪改造；常用結(jié)構(gòu)；級配碎石過渡層；彎沉值

0 引言

廣西是我國較早使用瀝青路面的地區(qū)，早期修建的瀝青路面一般為3～5 cm瀝青混合料薄層結(jié)構(gòu)，路面結(jié)構(gòu)比較單一[1]，基層大多為半剛性基層。廣西地區(qū)雨水充分、高溫氣候時間長的氣候特點以及為滿足人們生活需求而不斷增長的交通量，使早期修建的瀝青路面出現(xiàn)了不同程度的病害，嚴重地影響道路的正常行駛，對舊路進行升級改造勢在必行，而瀝青路面的罩面可有效解決路面的裂縫、車轍、沉陷、擁包等病害，徹底改善路面的使用狀況[2]。此外，在瀝青罩面前設(shè)置一層級配碎石過渡層，有良好的分散應(yīng)力作用，能較好地解決半剛性基層瀝青路面的反射裂縫問題。

1 廣西路網(wǎng)公路“黑改黑”常用結(jié)構(gòu)

廣西路網(wǎng)公路的瀝青路面從1990年開始修建，2000年開始對舊瀝青路面進行加鋪改造，“黑改黑”結(jié)構(gòu)在廣西地區(qū)舊瀝青路加鋪改造時應(yīng)用較廣，2000年開始加鋪改建時采取的結(jié)構(gòu)為瀝青罩面+封油層+舊路面，2009年開始加鋪改建時采取的結(jié)構(gòu)為瀝青罩面+封油層+級配碎石+舊路面(含銑刨)。本文匯總整理廣西路網(wǎng)公路“黑改黑”結(jié)構(gòu)的應(yīng)用工程，對比分析常用結(jié)構(gòu)類型。

1.1 常用結(jié)構(gòu)類型調(diào)查研究

表1 廣西路網(wǎng)公路“黑改黑”常用結(jié)構(gòu)類型調(diào)查表

由表1可知，從公路類型、路段數(shù)和公里數(shù)來看，廣西路網(wǎng)公路“黑改黑”多種結(jié)構(gòu)類型中，工程應(yīng)用較多的是第一種結(jié)構(gòu)：瀝青罩面+封油層+舊路面，其次是第二種結(jié)構(gòu)：瀝青罩面+封油層+級配碎石過渡層+舊路面，再次是第三種結(jié)構(gòu)：瀝青罩面+封層+級配碎石過渡層+舊路面(含舊路銑刨)，后兩種結(jié)構(gòu)應(yīng)用較少，既不典型也不常用，故本文主要針對前三種結(jié)構(gòu)進行研究分析。

1.2 常用結(jié)構(gòu)類型對比分析

(1)級配碎石過渡層分析

舊瀝青路面進行加鋪改造時，不設(shè)級配碎石過渡層而直接進行瀝青罩面(第一種結(jié)構(gòu))，在交通荷載作用下，特別是重載交通，一般2～3年后舊路的病害就開始反射到路表面層，達不到預(yù)期的理想效果；設(shè)級配碎石過渡層后再進行瀝青罩面，(第二、三種結(jié)構(gòu))，級配碎石屬于柔性材料，根據(jù)斷裂力學(xué)理論分析，級配碎石不傳遞裂紋尖端處較大(奇異性)的拉應(yīng)力及拉應(yīng)變，有良好的分散應(yīng)力作用，能較好地解決半剛性基層瀝青路面的反射裂縫問題[3]，但級配碎石強度低的缺點不容忽視，應(yīng)通過選用合理材料級配，嚴格控制施工工藝，適當(dāng)加大瀝青層厚度，提高其強度，防止疲勞裂縫的發(fā)生。

(2)加鋪層厚度選擇

舊瀝青路面進行加鋪改造時，加鋪層厚度是個難題，合理的加鋪厚度既能有效地處治舊路病害，又能達到節(jié)約經(jīng)濟的目的。通過廣西路網(wǎng)公路黑改黑常用結(jié)構(gòu)加鋪層厚度統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，路網(wǎng)公路瀝青面層大部分僅表面層1層，厚度以薄層3～6 cm為主，加鋪的級配碎石過渡層厚度為20～30 cm，舊路面銑刨厚度為10～20 cm，說明廣西路網(wǎng)公路黑改黑路面結(jié)構(gòu)的加鋪面層厚度總體偏薄(≤6 cm)，級配碎石過渡層厚度在20～30 cm之間。為了提高加鋪層的整體承載力，可以采取適當(dāng)加厚瀝青罩面層厚度、控制好材料級配，嚴格遵循施工工藝等措施。

(3)舊路面銑刨問題分析

銑刨是為了提高路面平整度或使新舊面更好地結(jié)合，一般路面養(yǎng)護施工的一次性銑刨深度在0～120 mm范圍內(nèi)是足夠的[4]。廣西路網(wǎng)公路瀝青路面路表病害主要為裂縫、車轍、變形、沉陷、網(wǎng)裂、龜裂等，車轍一般為0～50 mm，一次性銑刨100～200 mm，足以把路表軟弱部分去掉，達到改善路面的使用狀況的目的，但考慮到每條路的路面病害程度不同，一般路段不需要銑刨，病害嚴重或蔓延范圍廣、車轍或變形較為嚴重的路段需要銑刨，以提高路面的平整度，通常銑刨6cm可滿足要求，特別嚴重可根據(jù)實情確定銑刨的厚度。

2 常用結(jié)構(gòu)的使用狀況調(diào)查研究

2.1 路面使用性能PQI值

表2 廣西路網(wǎng)公路“黑改黑”常用結(jié)構(gòu)的路面使用性能PQI值表

廣西地區(qū)路網(wǎng)公路主要國省干道大部分達到重交通及特重交通水平，尤其是隨著路網(wǎng)公路取消收費，路網(wǎng)公路重載交通特征將會越來越凸顯，抗重載問題會越來越突出，“黑改黑”常用結(jié)構(gòu)的路面使用性能能否滿足不斷增長的交通荷載？據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，廣西路網(wǎng)公路“黑改黑”常用結(jié)構(gòu)的路面使用性能PQI值以優(yōu)良為主，評定等級(優(yōu)+良)所占的比重分別為60.55%、94.33%、92.71%，說明舊瀝青路面加鋪改造時，在罩面前增加級配碎石過渡層的路面使用性能比在舊路上直接罩面的效果更好，且能應(yīng)對交通量變化較大的路段，但為提高重載交通路線的路面結(jié)構(gòu)與材料的適應(yīng)性，延長普通公路使用壽命，必要時可采取適當(dāng)增厚瀝青面層厚度、優(yōu)化級配碎石粒徑、嚴格控制施工工藝等措施。

2.2 不同加鋪結(jié)構(gòu)的路面病害比較

表3 不同加鋪結(jié)構(gòu)的路面病害比較表

通過廣西路網(wǎng)公路“黑改黑”常用結(jié)構(gòu)現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，不設(shè)級配碎石過渡層直接罩面的路段，大部分路面出現(xiàn)不同程度的病害，以裂縫、車轍、龜裂、塊裂、變形為主，較多路段才加鋪改造兩年，路表就出現(xiàn)了病害，在路表較好處取的芯樣仍有部分開裂破碎。設(shè)級配碎石過渡層后再罩面的路段，整體路況較好，平整度好，路表僅局部出現(xiàn)輕度車轍、麻面、小修補等輕微病害，現(xiàn)場鉆取的芯樣均完整，說明設(shè)級配碎石過渡層的路段具有反射裂縫大大減少、平整度好、減緩車轍成型等優(yōu)勢。

3 不同加鋪層彎沉規(guī)律研究

2012-2013年對廣西路網(wǎng)公路“黑改黑”常用結(jié)構(gòu)進行路表彎沉現(xiàn)場調(diào)查，調(diào)查路段一般為1km，采取落錘式彎沉儀FWD，不同加鋪層的彎沉特征如圖1和表4所示。

圖1 不同加鋪層路表彎沉測試值曲線圖

由圖1可知，不同加鋪層結(jié)構(gòu)，不設(shè)級配碎石過渡層直接罩面的路段，路表彎沉值較小部分比設(shè)級配碎石過渡層后再罩面(含銑刨)的路段要略小，但其較大彎沉值卻大將近3倍，說明不設(shè)級配碎石過渡層直接罩面的路段，部分路面結(jié)構(gòu)整體承載力好，部分路面結(jié)構(gòu)整體承載力差，這與路表出現(xiàn)不同程度的病害相對應(yīng)；設(shè)級配碎石過渡層后再罩面(含銑刨)的路段，路表彎沉值偏大，但整體變化不大，路表較好，反射裂縫大大減少，平整度好，整體承載力較好。

表4 不同加鋪層應(yīng)用工程的平均彎沉特征表

對比同種結(jié)構(gòu)的路表平均彎沉值，設(shè)級配碎石過渡層后再罩面(不含銑刨)路段的平均彎沉值相對較大，這與級配碎石的材料特性有關(guān)，但其路表狀況遠遠好于不設(shè)級配碎石過渡層直接罩面的路段，說明其承載力滿足要求。設(shè)級配碎石過渡層后再罩面(銑刨)路段的平均彎沉值相對較小，但由于該調(diào)研路段相對較少，僅作為參考。

4 結(jié)語

本文針對廣西路網(wǎng)公路“黑改黑”常用結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類型、使用狀況、不同加鋪層彎沉等方面進行分析，為普通公路舊瀝青路面加鋪改造提供一些參考意見：

(1)從常用結(jié)構(gòu)現(xiàn)場調(diào)查研究可得：設(shè)置級配碎石過渡層的路段，路表使用狀況較好，反射裂縫少，平整度好，現(xiàn)場鉆取的芯樣均完好，路表彎沉略大但整體變化不大，加鋪層的整體承載力滿足要求。

(2)在舊瀝青路面進行加鋪改造時推薦典型結(jié)構(gòu)為：瀝青罩面+瀝青封油層+級配碎石過渡層+舊瀝青路面，瀝青罩面厚度在7 cm以上，級配碎石過渡層厚度為20～30 cm，若舊路破損嚴重，一般銑刨6 cm，特別嚴重可根據(jù)實情確定銑刨的厚度，以保證路表的平整度。此外，可以適當(dāng)加厚瀝青罩面層厚度，控制好碎石級配，嚴格遵循施工工藝，使該結(jié)構(gòu)發(fā)揮更好的應(yīng)用效果。

[1]周福勝.廣西公路瀝青路面典型結(jié)構(gòu)研究[D].重慶市，重慶交通大學(xué)，2008.

[2]孫 霞.高速公路養(yǎng)護工程中不同罩面方案的使用效果分析[J].河南科技，2015(12)：105-106.

[3]鄭南翔.級配碎石過渡層防止路面反射裂縫研究[J].公路交通技術(shù)，2008，5(增刊)：53-55.

[4]徐文山，劉益民，等.國內(nèi)外瀝青路面銑刨機的發(fā)展概況[J].筑路機械與施工機械化，2001，18(95)：17-19.

Application Study of Old Asphalt Pavement Overlay Reconstruction of Guangxi Road

HE Jin-lan1,HUANG Hui1,ZHANG Hong-gang2

(1.Guangxi Highway Technical School,Nanning,Guangxi,530007;2.Guangxi Transportation Research Institute,Nanning,Guangxi,530007)

In view of the application situation of highway old asphalt pavement overlay reconstruction engineering in Guangxi road network,this article investigated the structure types commonly used during highway old asphalt pavement overlay reconstruction in Guangxi road network,analyzed the application functions of pavement with different structure types as well as the pavement diseases,and studied the deflection rules of different overlayers,thereby providing the reference for the old asphalt pavement overlay reconstruction of ordinary highways.

Old asphalt pavement;Overlay reconstruction;Common structure;Graded crushed stone transition layer;Deflection value

U418.8

A

10.13282/j.cnki.wccst.2016.09.015

1673-4874(2016)09-0055-04

2016-09-24

何金蘭(1986—)，講師，碩士研究生，主要從事公路結(jié)構(gòu)與材料性能研究、養(yǎng)護等工作;

黃 慧(1984—)，碩士，工程師，主要從事公路結(jié)構(gòu)與材料性能研究、養(yǎng)護等工作;

張洪剛(1983—)，工程師，博士研究生，主要從事路面結(jié)構(gòu)與材料組成及其性能研究工作。

廣西交通科技項目“廣西路網(wǎng)公路路面結(jié)構(gòu)適用性研究”(批準號：20122636)