安徽省某一级公路沥青路面病害检测与分析

刘汉中，胡尚军

（1.安徽省公路工程检测中心，安徽 合肥 230051；2，桥梁与隧道工程检测安徽省重点实验室，安徽 合肥 230051）

0 前言

随着我国公路事业的发展，尤其是近年来各省来对国省干线公路大规模的升级改造，沥青路面由于其行驶的舒适性及耐久性得到了更广泛的应用。由于建管方的不同，国省干线公路的建设管理模式与高速公路相比有很大不同，在某种程度上讲比高速公路的建设管理更为复杂。由于多种方面的原因，在一些尚在试运营的一级公路上沥青路面出现了大面积的病害，建管方为消除社会影响，急需找到病害产生的原因。

但由于沥青路面病害的产生受到的影响因素很多，致使相关方很难追溯其真正原因。而现行的养护规范虽然对沥青路面病害的调查有较详细的规定，且基于病害尺寸及破损程度对其进行了分类分级，并由此可以计算出路面损坏状况指数（PCI）[1]。但这种分类只反应了病害的外在表现形式，而对于病害产生的内在原因却没有较完善的检测评定方法。

本文将根据工程实例对沥青路面病害进行较深入的探索与分析，力争还原沥青路面病害形成原因。

1 工程背景

某一级公路路面结构型式为：4cmSBS改性沥青AC-13+6cmSBS改性沥青AC-20+6cmAC-20+36cm水稳基层+20cm水稳底基层，新建路段弯沉设计值为20.3（0.01mm），老路加铺路段弯沉设计值为18.7（0.01mm）。其在试运营一年后局部路段出现大面积病害，路况调查结果如图1所示。

图1 路况调查结果

经调查统计，左幅PCI均值为86.8，右幅PCI均值为95.4，右幅路面状况明显优于左幅。全段路面主要病害为横向裂缝（约占病害总数50%）和龟裂、块裂（约占病害总数21%），局部排水较差路段相应病害伴随少量坑槽、唧浆现象；部分平交口路段和铁路下穿段（K14+700-K14+800）路表有松散现象、伴随少量坑槽；公跨铁大桥两端路面存在龟裂、沉陷现象。病害严重路段总里程约4.34km（单幅），统计结果下表1。

病害严重路段一览表 表1

2 试验检测

根据病害调查结果，本文选取了6个病害严重路段进行取芯、弯沉、渗水检测[2]，并对沥青芯样压实度、级配、油石比和水稳基层芯样强度进行了室内试验。典型路段信息见表2，具体检测方案见表3。

典型路段基本情况 表2

本次检测方案一览表 表3

2.1 取芯试验检测（厚度、完整性、压实度、强度、外观）

各路段取芯总体情况见表4。

各路段取芯总体情况表4

2.2 渗水试验检测

经对各路段无病害处进行渗水试验，发现沥青表层基本不渗水。

2.3 弯沉试验检测

沥青路面弯沉检测结果汇总见表5。

经检测，发现路段1、2承载能力满足设计要求，路段3、4个别部位承载能力不足，路段5（老路加铺段）、路段6（公跨铁大桥西侧高填方段）路面承载能力不满足设计要求。

3 结果分析

3.1 从路面外观进行分析

根据路况调查结果，结合针对病害的取芯试验情况（见表4）进行分析，横向裂缝大部分为基层反射裂缝，个别横向裂缝则为表层开裂；龟裂、块状裂缝、沉陷则是由于基层的松散、失稳导致的；平交口路段和

铁路下穿段由于车速降低、杂物抛洒、重车碾压等因素，易造成沥青表层结合料的损失而出现松散现象；公跨铁大桥两侧原设计为灰土填筑，后为保证工期等各方面因素变更为山皮石填筑，在实际施工过程中由于填筑时间短、质量控制难度大等导致其局部出现不同程度沉陷。

沥青路面弯沉检测结果汇总表表5

3.2 从工程质量方面进行分析

面层、基层厚度除路段4外均不能满足设计要求（见表1）；中下面层芯样孔隙较多，取芯时芯洞内往结构层内部渗水严重，但路表面基本不渗水；各结构层之间的粘结较差，个别芯样基层顶部存在夹层；路段5老路加铺段及路段6高填方段承载能力不能满足设计要求。

从取芯时芯洞内的渗水情况看，说明其各结构层孔隙相通，虽然路表面基本不渗水，但由于部分路段两侧排水不畅，使道路两侧积水可以进入各路面结构层，加之各结构层之间的粘层包括水稳基层上的透封层施工质量较差，从而在车辆荷载的作用下，加剧了动力水对基层的冲刷，使基层早期破损严重。而面层、基层厚度不足，致使路面结构层抵抗病害发展的能力变弱，从而使路面病害发展较快。

3.3 从道路的通车环境进行分析

本文所检测路段为进出城的主干道，因老路状况差、交通压力大而对其进行了改扩建。在施工过程中因无法对其进行全封闭施工，再加上工期紧、施工质量管控不到位等因素，导致部分路段养护措施、工前清理、过程控制、工后保护不到位；另外在建成通车后由于路况好，车速快，致使交通量增加尤其是重载车辆增多；尤其是左幅进城的重载车辆多，在诸多因素的影响下，加剧了该路段沥青路面病害的形成与发展。

4 结论

路面病害的形成与发展影响因素很多，原因复杂，仅从病害的表现形式对其进行客观评价只能反映部分原因。本文以现有规范为依据，从病害调查着手，通过取芯、弯沉等多种检测手段，结合该工程实例的设计及施工过程情况，对病害的成因进行了探索与发掘，得出以下几点结论：

①该项目裂缝类病害大部分由基层破损引起，个别变形类病害如沉陷则为路基引起；

②路段5、路段6承载能力不足，主要是因为路段5为老路加铺段，路段6为高填方段，且其路基填料由灰土变更为山皮石，其承载能力不足造成了路面大面积出现沉陷等变形类病害；

③基层级配为悬浮密实型结构，无侧限抗压强度高，说明其水泥剂量相对较大，随着水泥剂量的增加，其最大干缩应变会明显增大[5]，致使基层横向干缩裂缝较多，反射到面层即为横向裂缝；

④基层、面层厚度不足，致使路面结构层抵抗病害发展的能力变弱，从而使路面病害发展较快；

⑤从取芯情况看，面层孔隙较多且连通，各结构层粘结不紧密，上下贯通的反射裂缝较多，部分路段道路两侧存在积水现象，同时在车辆荷载作用下，加剧了基层早期水损坏的出现[5]，致使基层顶面出现松散失稳现象，反射到面层即为龟裂、块状裂缝等病害形式；

⑥该项目施工时不是全封闭施工，车流量大，为不影响交通通行，工期紧，导致部分路段养护措施、工前清理、过程控制、工后保护不到位，加之通车后重载车辆多，雨水多，从而出现了上面的诸多不利因素，导致道路部分路段在试运营期即出现大面积病害。

本文虽然从多方面对该工程实例中出现的病害进行了较深入的了解与探索，但尚未从理论层面上对其进行深究，下一步可以通过掌握的情况建立力学模型，综合考虑各种因素，建立病害形成与发展的理论基础，从而为制定病害处理方案提供更好的指导性意见。