馬月梅，周獻(xiàn)高

（廣西壯族自治區(qū)交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院，廣西 南寧 530011）

0 引言

隨著廣西經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，短短的幾年時(shí)間里，公路交通量發(fā)生了跳躍式發(fā)展，不均衡發(fā)展，以及超載運(yùn)輸?shù)炔淮_定因素增多，造成原預(yù)測(cè)的交通量有偏差，路面在達(dá)到設(shè)計(jì)年限之前就產(chǎn)生破壞，加之路面維修保養(yǎng)有失常態(tài)，使得路面加速破壞，縮短使用壽命。通過調(diào)查路面損壞現(xiàn)狀，評(píng)價(jià)原路面結(jié)構(gòu)承載能力等檢測(cè)手段，及時(shí)了解路面損壞因素，才能為路面的改擴(kuò)建設(shè)計(jì)等提供可靠的參考數(shù)據(jù)。文章以都南高速公路伊嶺巖立交引道連接線為例，對(duì)原路面產(chǎn)生損壞因素進(jìn)行檢測(cè)及淺析，為工程設(shè)計(jì)提供決策數(shù)據(jù)，為同類型路面病害提供檢測(cè)方案參考等。

1 工程概況

都南高速公路伊嶺巖立交引道連接線，起點(diǎn)于都南高速公路伊嶺巖收費(fèi)站，終點(diǎn)于南寧至武鳴城市大道交匯處，路線全長(zhǎng)約2.4km。道路設(shè)計(jì)等級(jí)為二級(jí)公路，路基寬10.5m，水泥混凝土路面寬9m，于2004年9月建成通車，是武鳴縣上都南高速公路的重要通道，也是花花大世界旅游景區(qū)對(duì)外連接的主要道路。另外項(xiàng)目起點(diǎn)附近為南寧地區(qū)最大的石灰?guī)r石料開采地，分布有較大規(guī)模的石場(chǎng)二十多家，主要供應(yīng)南寧及周邊的建筑、交通、鐵路建設(shè)，此二級(jí)路也成為石料外運(yùn)的必經(jīng)通道。道路目前路面破損嚴(yán)重，部分路基沉陷，局部路段存在較大的安全隱患。

2 損壞因素檢測(cè)淺析

2.1 路面損壞狀況檢測(cè)

新修建通車的道路，路面表面各項(xiàng)功能良好，路面各種病害類型及其他影響行車舒適性和安全性的因素等未顯露出來，但通車一定時(shí)間后，不可確定的各種影響因素或干擾道路的正常功能使用時(shí)，道路隨之漸漸喪失應(yīng)有的功能，各種病害開始顯露在路面。通過對(duì)路面損壞狀況的調(diào)查與評(píng)價(jià)，可全面掌握路面的使用狀況，分析路面病害的成因。

對(duì)都南高速公路伊嶺巖立交引道連接線，采用人工調(diào)查對(duì)路面損壞狀況進(jìn)行全線檢測(cè)，并對(duì)調(diào)查結(jié)果匯總、計(jì)算與評(píng)定，計(jì)算依據(jù)《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG H20－2007）相關(guān)公式進(jìn)行。調(diào)查計(jì)算得出道路的PCI匯總見表1；道路路面斷板率匯總見表2；路面病害數(shù)量匯總見表3。

表1 水泥混凝土路面損壞狀況（PCI）等級(jí)評(píng)價(jià)表

表2 路面斷板率（DBL）檢測(cè)結(jié)果等級(jí)評(píng)價(jià)表

表3 路面病害數(shù)量匯總表

從表1可看出，道路PCI等級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果為差，道路的整體服務(wù)水平低；從表2和表3可看出，斷板率高與破碎板、裂縫、板角斷裂為主要病害類型相對(duì)應(yīng)，三種病害類型為該道路的主體病害，其中破碎板病害尤其突出，占了總檢測(cè)面積的81.69%，影響了行車舒適性及安全性。病害圖片見圖1～2。

圖1 嚴(yán)重破碎板示例圖

圖2 破碎板示例圖

2.2 路面結(jié)構(gòu)參數(shù)檢測(cè)

水泥混凝土面板具有較高的力學(xué)強(qiáng)度。當(dāng)水泥混凝土板在彈性階段工作時(shí)，基層和路基所承受的荷載單位壓力及產(chǎn)生的變形微小，此時(shí)從力學(xué)體系上看，路基、基層和水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)都工作于彈性階段，屬于彈性層狀體系。然而混凝土路面板的彈性模量及力學(xué)強(qiáng)度要大于基層和路基的相應(yīng)模量和強(qiáng)度；其次，混凝土的抗彎拉強(qiáng)度小于抗壓強(qiáng)度。當(dāng)荷載作用下的彎拉應(yīng)力大于混凝土的極限抗彎拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土板產(chǎn)生斷裂破壞?；谏鲜觯炷涟灞仨氁凶銐虻目箯澙瓘?qiáng)度和厚度。

基層位于面層下的結(jié)構(gòu)層次，主要承受面層傳來的車輪荷載垂直壓力作用，并將其向下擴(kuò)散分布，同時(shí)受環(huán)境因素作用起調(diào)節(jié)和改善路基路面水溫狀況的作用。因此，基層具有穩(wěn)定堅(jiān)實(shí)的剛性和厚度，才能為路面的良好發(fā)揮提供支撐。

都南高速公路伊嶺巖立交引道連接線，通過現(xiàn)場(chǎng)鉆芯取樣，分別對(duì)各層芯樣進(jìn)行劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，得出水泥混凝土面板的彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和彎拉彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值表4；基層芯樣無側(cè)限抗壓強(qiáng)度表5；通過采用探地雷達(dá)對(duì)該道路進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)各層厚度檢測(cè)，得出厚度檢測(cè)結(jié)果匯總表，見表6。

表4 水泥混凝土芯樣強(qiáng)度匯總表

表5 基層芯樣無側(cè)限抗壓強(qiáng)度表

表6 路面結(jié)構(gòu)層厚度檢測(cè)結(jié)果匯總表（雷達(dá)法）

從表4可看出，水泥混凝土的彎拉彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值為35 700 MPa～35 100 MPa之間，水泥混凝土的彎拉強(qiáng)度和彈性模量屬較高值，面板具有較高的抗彎拉強(qiáng)度；從表5的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度結(jié)果來看，最大值為21.0 MPa，最小值為8.2 MPa，基層持有強(qiáng)度較高，但整體強(qiáng)度變異也大，存在不均衡現(xiàn)象；從表6的代表值看出該道路面層和基層總體厚度均值也較適中，有一定的剛性板體，但同樣也存在厚度分布不均勻，變異大的現(xiàn)象，特別是基層鋪筑厚度。

2.3 路基土工試驗(yàn)檢測(cè)

路基是路面的基礎(chǔ)，是承受由路面?zhèn)鬟f而來的荷載，其強(qiáng)度和穩(wěn)定性直接影響到路面的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，因此，路基填料的各項(xiàng)指標(biāo)要滿足路基施工技術(shù)規(guī)范要求的相應(yīng)等級(jí)公路要求。為進(jìn)一步探求該道路病害嚴(yán)重程度的影響因素，采取了對(duì)病害特征嚴(yán)重的位置進(jìn)行地質(zhì)鉆探檢測(cè)，并對(duì)鉆取的土樣進(jìn)行土工試驗(yàn)，得出結(jié)果見表7。

從表7分析出：土樣的含水率最大值為46.8%，最小值為11.3%，其中土樣深度在1.5m以下時(shí)含水率均在30%以上，含水率偏高；土樣的液限最大值為96.3%，最小值為22.5%，液限＞50%的數(shù)占總數(shù)的比例為63.6%；塑性指數(shù)最大值為53.1，最小值為3.4，塑性指數(shù)＞26的數(shù)占總數(shù)的比例為63.6%。對(duì)路基不同深度土樣所屬類別其深度在0.6～0.8m的土樣主要以低液限土質(zhì)為主，0.8m以下的土樣主要以高液限土質(zhì)居多，約占總體的比例為63.6%。路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性與水的關(guān)系十分密切，水的存在是路基病害的重要因素之一。路基范圍內(nèi)的路基濕度降低一定程度，可保持路基常年處于干燥狀態(tài)，路基才能保證足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。經(jīng)調(diào)查該道路路基路面排水設(shè)施損壞、堵塞較嚴(yán)重，路面局部長(zhǎng)期積水，未能保證路基路面足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

綜上所述檢測(cè)結(jié)果，分析該道路損壞嚴(yán)重的主要原因有：

（1）超、重載車輛軸載作用次數(shù)多。車輛通行時(shí)水泥混凝土路面板的彎拉應(yīng)力大于混凝土的極限抗彎拉強(qiáng)度，混凝土板出現(xiàn)角隅斷裂、板塊破碎等病害。

（2）水損壞。路面的長(zhǎng)期積水或遇雨天時(shí)，產(chǎn)生的混凝土板塊裂隙在重載車輛通行碾壓時(shí)形成的高壓泵吸作用，造成混凝土板底與基層間沖刷嚴(yán)重，形成脫空、唧泥，最終混凝土板碎裂。

（3）路面材料強(qiáng)度控制不均衡、厚度鋪筑施工分布不均勻。水泥混凝土板工作在彈性階段時(shí)，板內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力或是基層和路基所承受的荷載單位壓力所產(chǎn)生的變形量不均勻，路面結(jié)構(gòu)承載能力和抗變形能力降低，水泥混凝土面板極易產(chǎn)生斷裂，最終混凝土板相繼破碎。

表7 路基土工試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果表

（4）路基土。液限＞50%，塑性指數(shù)＞26的路基土在受力狀況下，抗變形能力小，對(duì)路基路面結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度和剛度支承作用小，水泥混凝土面板容易產(chǎn)生開裂。

（5）路基排水設(shè)施。排水設(shè)施的損壞堵塞，使路基工作范圍內(nèi)濕度常年處于潮濕或過濕狀態(tài)，最終路基強(qiáng)度不足，穩(wěn)定性得不到保證，從而出現(xiàn)路基沉陷等病害，導(dǎo)致路面板斷裂等病害。

3 結(jié)語

從文中的實(shí)例可知，影響路基路面使用性能的因素是多方面的，如輪載、水分、溫度、基層、接縫構(gòu)造、材料以及施工和養(yǎng)護(hù)情況等自然因素或人為因素。為了能確切地了解道路損壞的主要因素，可借助于國(guó)內(nèi)外各種現(xiàn)代化、自動(dòng)化的檢測(cè)設(shè)備，采取統(tǒng)一的、規(guī)范化的檢測(cè)方法及相關(guān)規(guī)定，對(duì)道路路面損壞狀況、承載能力等進(jìn)行科學(xué)、合理、有效的評(píng)價(jià)，分析各種損壞影響因素，有效地為道路的養(yǎng)護(hù)決策、改擴(kuò)建設(shè)計(jì)、新建道路設(shè)計(jì)等提供可靠的參考數(shù)據(jù)，不斷提高道路的服務(wù)水平和功能的有效發(fā)揮，從而減少不必要的經(jīng)濟(jì)損失和資源浪費(fèi)。

［1］JTJ 073.1－2001，公路水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范［S］.

［2］JTG D40－2011，公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［3］JTG D50－2006，公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［4］JTG D30－2015，公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［5］JTG F80／1－2004，公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［6］JTG H20－2007，公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［7］JTG E40－2007，公路土工試驗(yàn)規(guī)程［S］.

［8］JTG E51－2009，公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程［S］.