高速公路改扩建工程沥青路面硬路肩路用状况检测与评价

刘海军，陈楚鹏，陈德华

(1.广东交科检测有限公司，广州 510550；2.广东华路交通科技有限公司，广州，510420；3.广东省高速公路有限公司，广州 510623)

0 引言

随着我国经济的发展，早期修建的高速公路已不能满足日益增长的交通需求，因此，高速公路改扩建已逐步替代新建高速公路，成为下一阶段交通设施建设的重点。在此背景下，沈海高速公路观珠至坡心段实施了改扩建，以满足交通通行的需要[1-6]。

对于高速公路改扩建工程，一般有两侧拼宽和内侧拼宽两种形式。沈海高速公路观珠至坡心段属于两侧拼宽型改扩建工程，硬路肩是否再利用不仅影响着改扩建的工期、交通组织、安全，还对改扩建工程的造价具有较大影响，因此，如何检测和评价硬路肩的路用状况，是亟需解决的问题[7-8]。

为评估茂湛高速公路改扩建工程沥青路面部分路段硬路肩的路用状况以及是否可再利用，本文对茂湛高速公路沥青路面部分路段的硬路肩进行了检测，评价了硬路肩的路用状况。通过检测与评价，明确了茂湛高速公路沥青路面检测路段硬路肩可以再利用。

1 工程概况

沈海高速公路观珠至坡心段是国家7918 高速公路网中第二条南北纵线——沈阳至海口高速公路的重要组成部分，同时也是广东省“十纵五横两环”高速公路主骨架中第五条横线的一段，是沟通广东、广西与海南三省(自治区)的黄金线，是连接粤西茂湛两市与珠江三角洲的交通大动脉，在粤西南片区的区域公路网中处于重要地位。沈海高速公路观珠至坡心段起于茂名市电白区观珠，起点顺接阳茂高速公路，向西偏南经茂名市的电白区、茂南区、化州市，湛江市的吴川市、廉江市、坡头区、遂溪县、麻章区，终于湛江市麻章区高阳，终点连接湛徐高速公路，全长108.593km，其中扩建长度104.336km(大昌口枢纽立交、林屋枢纽立交已按双向八车道扩建)。沈海高速公路观珠至坡心段按行车速度120km/h、双向四车道的高速公路标准设计。

沈海高速公路观珠至坡心段自2004年建成通车以来已多次维修养护，2013年对原沥青路面段进行了4cm的GAC-16罩面，硬路肩的路面结构型式如图1所示。

图1 硬路肩路面结构型式

2 检测方法与评价指标

2.1 检测方法

由于硬路肩未有行车荷载作用，其路表状况和维修历史不能有效地反映硬路肩的真实状况。因此，本文采取慢车道的路表状况和慢车道维修历史来辅助判断硬路肩的使用状况；同时为进一步掌握硬路肩的内部状况、承载力状况和材料状况等数据，采用3D雷达、落锤式弯沉仪(FWD)和路床土取样等检测手段对典型路段的硬路肩进行检测，检测方法见表1。

表1 检测方法

2.2 评价指标

根据上述检测方法，建立硬路肩路用状况评价指标(表2)。

表2 路用状况评价指标

3 检测结果与分析

3.1 主车道路表状况

采用人工调查法对沈海高速公路观珠至坡心段YK3368+000～YK3368+450段主车道路表病害情况进行调查，并绘制沥青路面路表状况示意图。

分析路段主车道病害情况发现：该段路面主车道纵缝密集，400m测试段主车道共有4条纵向裂缝，纵缝总长约为59.1m;检测段内共有21条横缝，横缝平均间距为19m。

3.2 承载力

通过采用FWD对YK3368+000～YK3368+450路肩中间以1点/10m的频率进行弯沉检测，其结果如图1和表4所示。

对图2和表3进行分析可知：

图2 YK3368+000～YK3368+450硬路肩中间弯沉值分布

表3 YK3368+000～YK3368+450硬路肩中间弯沉值

(1)该路段弯沉值主要在8～12(0.01mm)之间，平均值为9.7(0.01mm)，代表值为11.7(0.01mm)，对比原路面设计弯沉值21.2(0.01mm)，说明该路段沥青路面的整体情况较好。

(2)对比主车道存在纵向裂缝与不存在纵向裂缝位置处的弯沉，两者弯沉值差异不明显，说明纵向裂缝对于硬路肩的弯沉影响较小。

(3)硬路肩未经行车荷载作用，仅经过自然老化作用。在该路段检测发现硬路肩弯沉值未有明显增加，因此，沥青路面弯沉值增加是在行车荷载与自然老化共同作用条件下引起的。

3.3 材料状况

硬路肩侧部开挖后，进行硬路肩沥青层和基层的钻芯取样，对取样材料进行室内试验，试验结果见表4和表5。

表4 YK3368+000～YK3368+450段路床土检测结果

表5 YK3368+000～YK3368+450段面层检测结果

3.4 内部状况

采用3D雷达进行测试，检测的图像如图3所示。

图3 硬路肩3D雷达检测结构层内部状况

根据图3所示的检测图像可知，该路段路肩的下部结构完整，路肩段基层无明显裂缝或松散情况。

3.5 修补状况

对该路段的养护历史进行分析，发现该路段硬路肩历史上仅进行GAC-16罩面一次，未有铣刨处治等维修措施，不属于反复维修的段落。

4 路用状况评价

根据检测结果，建立了沈海高速公路观珠至坡心段改扩建工程YK3368+000～YK3368+450硬路肩的路用状况评价指标，评价结果见表6。

表6 YK3368+000～YK3368+450硬路肩路用状况评价

由于硬路肩通车后为第三车道使用，以重载交通为主，目前主车道已出现纵向裂缝的位置处，硬路肩下部结构可能出现不稳定的情况。为提高硬路肩的使用寿命，避免纵向裂缝的出现，建议对主车道有纵向裂缝的路段进行处治。

对于路床含水率较高，说明老路内部排水不畅，内部积水比较严重，因此在拼宽新建路面设计时，应加强排水设计，以保证新老路基的排水顺接，老路排水顺畅。

根据表6所示的评价结果，建议采取如下处治措施：对该路段硬路肩采取注浆处治，增加盲沟数量，降低老路基路床土的含水率，确保老路基排水顺畅。

5 结语

本文针对茂湛高速公路改扩建工程沥青路面硬路肩的路用状况和应采取的处治措施问题，进行了检测与评价。得到以下结论：

(1)沈海高速公路观珠至坡心段检测路段硬路肩弯沉值主要在8～12(0.01mm)之间，说明硬路肩在多年自然作用下，不会对硬路肩的承载力状况产生重大影响，即硬路肩弯沉值不会明显增加。

(2)采用3D雷达、FWD、路床土取样、人工调查和资料搜集等对硬路肩进行了检测分析，建立了主车道路表状况、承载力状况、材料状况、内部状况和修补状况五个路用状况相应的评价指标。

(3)根据建立的评价指标，对沈海高速公路观珠至坡心段改扩建工程沥青路面硬路肩进行了评价，建议对该路段的硬路肩采取注浆处治和增加盲沟等处治措施。