孙赋成 周 岚 谢胜加
(1.江苏宁靖盐高速公路有限公司,江苏 泰州 225500; 2.东南大学,江苏 南京 210096)
盐靖高速公路路面养护需求分析及方案设计
孙赋成1周 岚2谢胜加2
(1.江苏宁靖盐高速公路有限公司,江苏 泰州 225500; 2.东南大学,江苏 南京 210096)
对盐靖高速公路道路养护现状、路面使用性能状况等综合现状进行了分析,并根据现场调查,技术状况评估及相关设计原则,制定了具体的路面养护方案,以提高路面的使用性能,延长道路使用寿命。
高速公路,需求分析,使用性能状况,养护方案,罩面
江苏盐靖高速公路南起靖江市境内的宁通高速公路与广靖高速公路,北接沿海高速公路,全长167.688 km。目前盐靖高速公路一期和二期工程已通车长达12年之久,随着道路使用年限的延长,道路病害的发生种类和发展速度将不断增加和加快。盐靖高速公路路面主要采用微表处、路面就地热再生和铣刨重铺三种措施进行养护处治,使路面整体服务质量仍保持在一个相对较好的水平。但由于交通流量的不断增长、超载、高温雨季等因素作用,路面每年仍会出现不同程度的裂缝、车辙等病害,路面病害在一定周期内不断发生;路面材料的老化日趋严重,使用性能逐步降低,影响了道路行驶性能和服务质量。因此有必要对盐靖高速公路路面技术状况进行综合分析,确定路面破损的原因,从而制定针对性强的养护对策。
2.1 路面使用性能状况
本次研究在分析路面使用性能状况时,选择最近一次双向路面检测数据进行分析。
2.1.1 路面车辙状况
如图1所示,现阶段盐靖高速公路双向路面车辙状况较严重,车辙深度超过10 mm的路段约占总测试路段的17%,车辙深度超过8 mm的路段约占29%,局部路段车辙深度超过25 mm,程度十分严重。
2.1.2 路面平整度状况
由图2可以看出:现阶段盐靖高速公路路面平整度状况较好,双向IRI值均集中分布在[0.5,1.5]m/km范围内,约占总测试路段83%;约有6%比例的路段IRI值超过2 m/km,对于这些路段应针对路面破损状况,及时维修,恢复路面的行驶质量。
2.1.3 路面破损状况
由表1分析可知,现阶段盐靖高速公路路面破损状况[2]较为严重,破损总量为4 132处,比2012年路面破损总量增加了30%,破损发展较为迅速,以横缝类破损发展最为显著。双向路面均以裂缝类破损为主,其中横向裂缝最为严重,横缝量占总破损量的96%。其次为修补和纵缝,但总量非常少,两者之和不到2%,因此现阶段盐靖高速路面破损主要为横缝,靖盐方向路面破损状况要优于盐靖方向,行车道和超车道破损状况相当。
表1 盐靖高速公路2013年10月路面破损状况统计
2.1.4 路面抗滑性能状况
由图3可以看出:现阶段盐靖高速公路路面抗滑性能状况良好,双向SFC值大于48的路段约占总测试路段的99%,满足《公路技术状况评定标准》的优级标准[3]。极少数路段SFC小于40(属于中级标准),对于这些路段应针对路面破损状况,及时维修,恢复路面的抗滑性能。
2.2 路面芯样评价
2.2.1 取芯现场情况
为了合理制定盐靖高速公路路面养护方案,项目组对典型路段进行了取芯评价,取芯路段如表2所示。
表2 详细取芯路段表
2.2.2 室内试验与评价
为了准确地评价芯样的高温稳定性,项目组采用了基于沥青路面实际工作状态的整体结构高温变形试验方法对芯样面层结构的蠕变性能进行评价,重点评价中下面层的整体抗高温变形性能。共进行了6组试验,试验结果汇总于图4。
由试验结果可知,芯样K112+880,K138+720和K48+680路段面层的整体高温稳定性较差,其余三个路段芯样面层的整体高温稳定性相对较好,面层抗变形能力较差,建议进行铣刨重铺的处治;盐靖高速公路南段中下面层抗变形能力较差,北段中下面层抗变形能力相对较好。因此,在制定方案时,应考虑不同层位的抗变形能力来确定养护方案。
3.1 设计原则
根据现场调查、技术状况综合评估和芯样评价结果,本次路面养护采用以罩面为病害处治主要方案,保护中下面层,而部分合适路段可采用就地热再生的方案。主要遵循原则如下:1)设计方案经济可行原则。设计方案既要能解决实际问题,保证路面功能满足要求,又要经济合理、施工方便,力求投资收益最大化。2)病害针对性原则。重点针对现有沥青路面的典型病害进行改善,结合国内外已有的病害处治成功经验,有针对性提出适合本项目的病害治理方案。3)施工易组织原则。针对本项目交通量大,且老路改造过程中不可能中断交通的现实情况,通过选择经济可行便于施工易组织的路面方案,将施工带给路面交通组织的难度降低到最低。
3.2 决策依据
根据对盐靖高速公路沥青路面状况综合评估可知,路面车辙是盐靖高速公路目前存在的主要问题,考虑到“十二五”全国公路养护检查增加了车辙的检测指标及要求,因此本次方案设计的决策指标确定以车辙深度达到8 mm的限值为依据进行路段选择。此次路面治理养护以局部铣刨后罩面为主要方案。
3.3 路面养护方案
依据旧路车辙状况的不同,本次制定以下四种方案进行沥青路面罩面[5]:
1)对于行车道和超车道路面车辙深度均值均超过10 mm且路段内车辙深度超过15 mm的路段比例大于30%的路段,采用裂缝预处理后,铣刨原上面层精铣刨1.5 cm后,行车道摊铺4 cm改性沥青混合料AC-13S罩面,超车道摊铺4 cm改性沥青混合料AC-13S罩面,罩面宽度为4.25 m。2)对于超车道车辙不严重,行车道车辙深度均值超过10 mm且路段内车辙深度超过15 mm的路段比例大于30%的路段,采用裂缝预处理后,行车道铣刨原上面层精铣刨1.5 cm后,摊铺4 cm改性沥青混合料AC-13S罩面,超车道精铣刨0.5 cm后罩面3 cm易密实改性沥青混合料ECA-10。3)对于超车道车辙不严重,行车道车辙深度均值超过10 mm且路段内车辙深度超过15 mm的路段比例小于30%的路段,采用裂缝预处理后,行车道精铣刨1 cm后罩面3.5 cm易密实改性沥青混合料ECA-10,超车道精铣刨0.5 cm后罩面3 cm易密实改性沥青混合料ECA-10。4)对于车辙深度均值小于10 mm的路段,采用裂缝预处理后,精铣刨5 mm后再罩面,行车道和超车道均采用2.5 cm易密实改性沥青混合料ECA-10罩面。
为了防止采取罩面工艺进行养护后原路面的裂缝较快反射至路表,需要采用必要措施对原路面的裂缝进行处治,包括施工准备、扩缝、清刷等流程[6]。处治方法为施工路段裂缝处采用裂缝双层挖补聚酯玻纤布贴缝处治裂缝。
3.4 养护工程实施后效果预估
本次养护工程实施后,将对盐靖高速公路路面各项性能均有大幅度地改善,本文基于最近一次路面各项性能检测数据,统计了本次养护工程实施后路面各项性能的改善情况,汇总于表3。
表3 养护工程实施后性能改善情况
本文通过对盐靖高速公路路面养护现状、路面使用性能状况以及芯样评价的分析,发现盐靖高速路面病害以车辙和横向裂缝为主,虽然经过多次专项养护,但整体性能依然呈下降的趋势。并且,盐靖高速上面层沥青混合料在使用过程中产生了一定的压密变形,但其高温稳定性较好,在养护维修工程中可以直接利用,而中面层由于采用了普通沥青,高温稳定性普遍较差。因此,为了满足不断增长的交通量需求,从根本上改善盐靖高速路面状况,保证道路的正常运营,对于病害严重,路况较差,且车辙较大路段,宜采用针对性更强的养护方法进行处治,以提高路面的使用性能,延长其路面使用寿命。根据盐靖高速公路的路面状况特点,本次路面养护方案以罩面为病害处治主要方案,保护中下面层,并对养护实施后的效果进行了预估。
[1] JTG D50—2006,公路沥青路面设计规范[S].
[2] 尹 静.高速公路养护质量检评方法(试行)[M].北京:人民交通出版社,2002:22-28.
[3] JTG H20—2007,公路技术状况评定标准[S].
[4] JTJ 073.2—2001,公路沥青路面养护技术规范[S].
[5] 李彩霞.高速公路沥青路面大修技术研究[D].西安:长安大学硕士学位论文,2007.
[6] 郭旭光,孙立平.高速公路沥青路面机械化养护技术[J].交通科技与经济,2012,14(4):54-56.
Requirement analysis and scheme design of Yan-Jing highway pavement maintenance
Sun Fucheng1Zhou Lan2Xie Shengjia2
(1.JiangsuNing-Jing-YanHighwayCo.,Ltd,Taizhou225500,China;
2.SoutheastUniversity,Nanjing210096,China)
The paper analyzes Yan-Jing highway maintenance status, pavement utilization performance conditions and other comprehensive status, and formulates specific pavement maintenance scheme according to filed survey, technological conditions evaluation and relevant design principles, with a view to improve the pavement utilization performance and prolong pavement service life.
highway, requirement analysis, utilization performance status, maintenance scheme, pavement overlay
1009-6825(2015)02-0132-03
2014-11-10
孙赋成(1979- ),男,工程师; 周 岚(1984- ),女,在读博士; 谢胜加(1990- ),男,在读硕士
U418
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