广西公路旧沥青路面加铺改造工程应用研究

何金兰，黄 慧，张洪刚

(1.广西公路技工学校，广西 南宁 530007；2.广西交通科学研究院，广西 南宁 530007)



广西公路旧沥青路面加铺改造工程应用研究

何金兰1，黄 慧1，张洪刚2

(1.广西公路技工学校，广西 南宁 530007；2.广西交通科学研究院，广西 南宁 530007)

文章针对广西路网公路旧沥青路面加铺改造工程应用情况，调查研究了广西路网公路旧沥青路面加铺改造时采用的常用结构类型，分析了不同结构类型路面的使用功能与路面病害情况，并研究了不同加铺层的弯沉规律，为普通公路旧沥青路面加铺改造工程提供参考。

旧沥青路面；加铺改造；常用结构；级配碎石过渡层；弯沉值

0 引言

广西是我国较早使用沥青路面的地区，早期修建的沥青路面一般为3～5 cm沥青混合料薄层结构，路面结构比较单一[1]，基层大多为半刚性基层。广西地区雨水充分、高温气候时间长的气候特点以及为满足人们生活需求而不断增长的交通量，使早期修建的沥青路面出现了不同程度的病害，严重地影响道路的正常行驶，对旧路进行升级改造势在必行，而沥青路面的罩面可有效解决路面的裂缝、车辙、沉陷、拥包等病害，彻底改善路面的使用状况[2]。此外，在沥青罩面前设置一层级配碎石过渡层，有良好的分散应力作用，能较好地解决半刚性基层沥青路面的反射裂缝问题。

1 广西路网公路“黑改黑”常用结构

广西路网公路的沥青路面从1990年开始修建，2000年开始对旧沥青路面进行加铺改造，“黑改黑”结构在广西地区旧沥青路加铺改造时应用较广，2000年开始加铺改建时采取的结构为沥青罩面+封油层+旧路面，2009年开始加铺改建时采取的结构为沥青罩面+封油层+级配碎石+旧路面(含铣刨)。本文汇总整理广西路网公路“黑改黑”结构的应用工程，对比分析常用结构类型。

1.1 常用结构类型调查研究

表1 广西路网公路“黑改黑”常用结构类型调查表

由表1可知，从公路类型、路段数和公里数来看，广西路网公路“黑改黑”多种结构类型中，工程应用较多的是第一种结构：沥青罩面+封油层+旧路面，其次是第二种结构：沥青罩面+封油层+级配碎石过渡层+旧路面，再次是第三种结构：沥青罩面+封层+级配碎石过渡层+旧路面(含旧路铣刨)，后两种结构应用较少，既不典型也不常用，故本文主要针对前三种结构进行研究分析。

1.2 常用结构类型对比分析

(1)级配碎石过渡层分析

旧沥青路面进行加铺改造时，不设级配碎石过渡层而直接进行沥青罩面(第一种结构)，在交通荷载作用下，特别是重载交通，一般2～3年后旧路的病害就开始反射到路表面层，达不到预期的理想效果；设级配碎石过渡层后再进行沥青罩面，(第二、三种结构)，级配碎石属于柔性材料，根据断裂力学理论分析，级配碎石不传递裂纹尖端处较大(奇异性)的拉应力及拉应变，有良好的分散应力作用，能较好地解决半刚性基层沥青路面的反射裂缝问题[3]，但级配碎石强度低的缺点不容忽视，应通过选用合理材料级配，严格控制施工工艺，适当加大沥青层厚度，提高其强度，防止疲劳裂缝的发生。

(2)加铺层厚度选择

旧沥青路面进行加铺改造时，加铺层厚度是个难题，合理的加铺厚度既能有效地处治旧路病害，又能达到节约经济的目的。通过广西路网公路黑改黑常用结构加铺层厚度统计发现，路网公路沥青面层大部分仅表面层1层，厚度以薄层3～6 cm为主，加铺的级配碎石过渡层厚度为20～30 cm，旧路面铣刨厚度为10～20 cm，说明广西路网公路黑改黑路面结构的加铺面层厚度总体偏薄(≤6 cm)，级配碎石过渡层厚度在20～30 cm之间。为了提高加铺层的整体承载力，可以采取适当加厚沥青罩面层厚度、控制好材料级配，严格遵循施工工艺等措施。

(3)旧路面铣刨问题分析

铣刨是为了提高路面平整度或使新旧面更好地结合，一般路面养护施工的一次性铣刨深度在0～120 mm范围内是足够的[4]。广西路网公路沥青路面路表病害主要为裂缝、车辙、变形、沉陷、网裂、龟裂等，车辙一般为0～50 mm，一次性铣刨100～200 mm，足以把路表软弱部分去掉，达到改善路面的使用状况的目的，但考虑到每条路的路面病害程度不同，一般路段不需要铣刨，病害严重或蔓延范围广、车辙或变形较为严重的路段需要铣刨，以提高路面的平整度，通常铣刨6cm可满足要求，特别严重可根据实情确定铣刨的厚度。

2 常用结构的使用状况调查研究

2.1 路面使用性能PQI值

表2 广西路网公路“黑改黑”常用结构的路面使用性能PQI值表

广西地区路网公路主要国省干道大部分达到重交通及特重交通水平，尤其是随着路网公路取消收费，路网公路重载交通特征将会越来越凸显，抗重载问题会越来越突出，“黑改黑”常用结构的路面使用性能能否满足不断增长的交通荷载？据统计数据表明，广西路网公路“黑改黑”常用结构的路面使用性能PQI值以优良为主，评定等级(优+良)所占的比重分别为60.55%、94.33%、92.71%，说明旧沥青路面加铺改造时，在罩面前增加级配碎石过渡层的路面使用性能比在旧路上直接罩面的效果更好，且能应对交通量变化较大的路段，但为提高重载交通路线的路面结构与材料的适应性，延长普通公路使用寿命，必要时可采取适当增厚沥青面层厚度、优化级配碎石粒径、严格控制施工工艺等措施。

2.2 不同加铺结构的路面病害比较

表3 不同加铺结构的路面病害比较表

通过广西路网公路“黑改黑”常用结构现场调查发现，不设级配碎石过渡层直接罩面的路段，大部分路面出现不同程度的病害，以裂缝、车辙、龟裂、块裂、变形为主，较多路段才加铺改造两年，路表就出现了病害，在路表较好处取的芯样仍有部分开裂破碎。设级配碎石过渡层后再罩面的路段，整体路况较好，平整度好，路表仅局部出现轻度车辙、麻面、小修补等轻微病害，现场钻取的芯样均完整，说明设级配碎石过渡层的路段具有反射裂缝大大减少、平整度好、减缓车辙成型等优势。

3 不同加铺层弯沉规律研究

2012-2013年对广西路网公路“黑改黑”常用结构进行路表弯沉现场调查，调查路段一般为1km，采取落锤式弯沉仪FWD，不同加铺层的弯沉特征如图1和表4所示。

图1 不同加铺层路表弯沉测试值曲线图

由图1可知，不同加铺层结构，不设级配碎石过渡层直接罩面的路段，路表弯沉值较小部分比设级配碎石过渡层后再罩面(含铣刨)的路段要略小，但其较大弯沉值却大将近3倍，说明不设级配碎石过渡层直接罩面的路段，部分路面结构整体承载力好，部分路面结构整体承载力差，这与路表出现不同程度的病害相对应；设级配碎石过渡层后再罩面(含铣刨)的路段，路表弯沉值偏大，但整体变化不大，路表较好，反射裂缝大大减少，平整度好，整体承载力较好。

表4 不同加铺层应用工程的平均弯沉特征表

对比同种结构的路表平均弯沉值，设级配碎石过渡层后再罩面(不含铣刨)路段的平均弯沉值相对较大，这与级配碎石的材料特性有关，但其路表状况远远好于不设级配碎石过渡层直接罩面的路段，说明其承载力满足要求。设级配碎石过渡层后再罩面(铣刨)路段的平均弯沉值相对较小，但由于该调研路段相对较少，仅作为参考。

4 结语

本文针对广西路网公路“黑改黑”常用结构的结构类型、使用状况、不同加铺层弯沉等方面进行分析，为普通公路旧沥青路面加铺改造提供一些参考意见：

(1)从常用结构现场调查研究可得：设置级配碎石过渡层的路段，路表使用状况较好，反射裂缝少，平整度好，现场钻取的芯样均完好，路表弯沉略大但整体变化不大，加铺层的整体承载力满足要求。

(2)在旧沥青路面进行加铺改造时推荐典型结构为：沥青罩面+沥青封油层+级配碎石过渡层+旧沥青路面，沥青罩面厚度在7 cm以上，级配碎石过渡层厚度为20～30 cm，若旧路破损严重，一般铣刨6 cm，特别严重可根据实情确定铣刨的厚度，以保证路表的平整度。此外，可以适当加厚沥青罩面层厚度，控制好碎石级配，严格遵循施工工艺，使该结构发挥更好的应用效果。

[1]周福胜.广西公路沥青路面典型结构研究[D].重庆市，重庆交通大学，2008.

[2]孙 霞.高速公路养护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]郑南翔.级配碎石过渡层防止路面反射裂缝研究[J].公路交通技术，2008，5(增刊)：53-55.

[4]徐文山，刘益民，等.国内外沥青路面铣刨机的发展概况[J].筑路机械与施工机械化，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

何金兰(1986—)，讲师，硕士研究生，主要从事公路结构与材料性能研究、养护等工作;

黄 慧(1984—)，硕士，工程师，主要从事公路结构与材料性能研究、养护等工作;

张洪刚(1983—)，工程师，博士研究生，主要从事路面结构与材料组成及其性能研究工作。

广西交通科技项目“广西路网公路路面结构适用性研究”(批准号：20122636)