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        城市交叉口路面病害調(diào)查與分析

        2015-12-21 03:22:41王燕芳山宏宇
        交通科技 2015年4期
        關(guān)鍵詞:二環(huán)路交通量車轍

        王燕芳 葉 青 山宏宇

        (貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院股份有限公司 貴陽 550014)

        城市交叉口路面病害調(diào)查與分析

        王燕芳葉青山宏宇

        (貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院股份有限公司貴陽550014)

        摘要城市道路交叉口瀝青路面最常見的問題是車轍、擁包等永久變形病害。交叉口處車速低,瀝青混合料性能下降;車輛加速減速轉(zhuǎn)向等行為在交叉口路表施加應(yīng)力;交叉口處交通渠化嚴(yán)重。以上因素使得交叉口路面出現(xiàn)不同程度的病害。針對交叉口路面的特點(diǎn),文中通過對城市道路交叉口路面病害的綜合調(diào)查,為交叉口路面病害的原因分析,以及交叉口路面用混合料的設(shè)計制定奠定基礎(chǔ),同時也為城市交叉口使用狀況數(shù)據(jù)庫的建立提供依據(jù)。

        關(guān)鍵詞城市交叉口路面病害綜合調(diào)查使用狀況

        隨著市民生活水平的不斷提高,城市道路的交通量也越來越大,因此對城市道路的路用性能的要求也就越來越高。然而,許多城市道路瀝青路面由于結(jié)構(gòu)、材料設(shè)計不合理[1],施工不規(guī)范導(dǎo)致早期破壞現(xiàn)象嚴(yán)重。文中調(diào)查合肥市典型路段交叉口的交通量、材料組成、破壞形式、彎沉、平整度等狀況,對路面破壞的原因進(jìn)行分析。

        1 路面破損調(diào)查

        1.1調(diào)查方法

        在現(xiàn)場調(diào)查時,由于城市道路交叉口區(qū)域?yàn)r青路面的車轍病害[2]極為嚴(yán)重,因此本文把車轍檢測從其他一般破損調(diào)查中抽出來單獨(dú)敘述。

        (1) 一般破損調(diào)查。采用人工檢測,由2~4名專業(yè)檢測人員組成一組,沿路面仔細(xì)觀測路面破損情況,并用量尺測試路段的路面上各類破損的長度或范圍,并計算路面破損率及裂縫率等。

        (2) 車轍檢測。①車轍測試的基準(zhǔn)測量寬度為1個車道寬度,測定斷面選在路口各車道最大車轍深度處;②將路面橫斷面尺架在測定斷面上,由目測確定最大車轍深度位置,用尺量取最大轍槽深度,并用皮尺量取各路口最大車轍長度;③測定結(jié)果計算整理。

        1.2調(diào)查結(jié)果及分析

        將檢測得的車轍深度匯總,分析檢測報告,可以看出:

        (1) 美菱大道與二環(huán)路交叉口的車轍最大深度為45mm,為5個交叉口中最嚴(yán)重,美菱大道上從北向南的行車道方向上車轍嚴(yán)重,二環(huán)路上由東向西行車道方向上右幅的車轍較嚴(yán)重,其中二環(huán)路允許大車通行,其車轍嚴(yán)重與交通重載有關(guān)。

        (2) 馬鞍山路與蕪湖路交叉口,蕪湖路上由東向西行車道方向的車轍深度較大(35mm)。

        (3) 桐城路與蕪湖路交叉口,蕪湖路上由西向東行車道方向上車轍深度較大(35mm)。

        而對于其他破損,由檢測調(diào)查報告分析得:

        (1) 總體而言,裂縫破壞不是很嚴(yán)重,馬鞍山路與蕪湖路交叉口可見裂縫較多,桐城路二環(huán)路交叉口,美菱大道二環(huán)路交叉口及桐城路蕪湖路交叉口都未見裂縫。

        (2) 松散類損害也不嚴(yán)重。

        (3) 這5個交叉口測得的平整度都滿足規(guī)范要求。

        2 交通量調(diào)查

        調(diào)查了3個交叉口(美菱大道與二環(huán)路交叉口、潛山路與休寧路交叉口、蕪湖路與桐城路交叉口)的24h交通量情況。

        2.1交通量調(diào)查結(jié)果

        交通量調(diào)查匯總見表1。

        表1 交通量調(diào)查匯總表

        由表1可見,調(diào)查的3個交叉口中,蕪湖路與桐城路交叉口和美菱大道與二環(huán)路交叉口處的交通量非常大;由于蕪湖路只讓小車通行,故蕪湖路與桐城路交叉口處的交通組成中,幾乎都是客車,其中小客車約占90%;潛山路與休寧路交叉口處,車輛組成也是以小客車為主;美菱大道與二環(huán)路交叉口處,有重車經(jīng)過,交通組成中,小客車約占一半。

        2.2軸載換算

        根據(jù)《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》(JTGD50-2006),我國瀝青路面設(shè)計以重100kN的單軸荷載作為標(biāo)準(zhǔn)軸載,其他車輛都要換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次[3],匯總見表2。

        表2 換算軸載匯總

        由表2可見,美菱大道與二環(huán)路交叉口處的軸載次數(shù)最多,是因二環(huán)路有大車經(jīng)過;潛山路與休寧路交叉口和蕪湖路與桐城路交叉口處的軸載次數(shù)較小,是因其交通組成中,客車的比例最大;可以看出,重載車對于路面使用狀況的影響較大。

        3 路面強(qiáng)度調(diào)查

        路面強(qiáng)度調(diào)查主要用于評價路面結(jié)構(gòu)的承載能力,并依此判斷路面結(jié)構(gòu)的完好程度和其損壞的速度,以確定必要的養(yǎng)護(hù)措施。

        一般瀝青路面采用強(qiáng)度系數(shù)SSI作為評價指標(biāo)[3],對3個交叉口用貝克梁法進(jìn)行了彎沉測定,通過計算得到評定交叉口路面的強(qiáng)度系數(shù),3個交叉口的路面強(qiáng)度評價結(jié)果見表3。

        表3 交叉口強(qiáng)度評價結(jié)果

        從表3強(qiáng)度系數(shù)可以看出,路面的強(qiáng)度大部分為優(yōu),但潛山路南向右幅的代表彎沉值較大。

        4 面層材料組成調(diào)查

        4.1路面鉆心取樣

        根據(jù)交叉口路面破損狀況調(diào)查發(fā)現(xiàn),道路交叉口路面的主要破損形式是車轍,現(xiàn)場鉆心取樣的具體位置就按照車轍轍槽的位置來確定,分別在所調(diào)查交叉口的各路口路面車轍轍槽深度較大處及表面正常處及過渡點(diǎn)處鉆取心樣,即交叉口的每個路口各取3個心樣。

        在5個交叉口分別鉆取3個直徑為100mm的馬歇爾心樣,其心樣描述見圖1、圖2,圖中左至右依次為車轍點(diǎn)、過渡點(diǎn)、正常點(diǎn)。

        圖1 潛山路與二環(huán)路交叉口心樣

        圖2 美菱大道與二環(huán)路交叉口心樣

        4.2心樣試驗(yàn)分析

        對鉆取的心樣分別進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)和抽提篩分試驗(yàn),以測定其物理力學(xué)指標(biāo)并獲得級配數(shù)據(jù)。用水中重法測定試件的密度,試樣的最大理論密度是由真空法測得,之后可計算得到空隙率等體積指標(biāo)。心樣混合料的抽提采用LX-LCⅢ型全自動瀝青抽提儀,該設(shè)備采用高速離心分離技術(shù)提取瀝青混合料中的瀝青組分,可以快速測定心樣各層混合料的油石比,之后對抽提后得到的礦料進(jìn)行篩分,得到心樣各層的篩分級配。

        4.2.1馬歇爾試驗(yàn)

        心樣馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果見表4。

        表4 上面層心樣馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

        4.2.2抽提篩分試驗(yàn)

        心樣進(jìn)行抽提及篩分試驗(yàn),將各個面層的心樣級配歸組,即得到車轍點(diǎn)處和正常點(diǎn)處所有級配的上限及下限,體現(xiàn)在級配曲線圖上,心樣上中下面層的級配曲線范圍見圖3~圖5。

        圖3 上面層車轍點(diǎn)與正常點(diǎn)級配曲線范圍

        圖4 中面層車轍點(diǎn)與正常點(diǎn)級配曲線范圍

        圖5 下面層車轍點(diǎn)與正常點(diǎn)級配曲線范圍

        4.3試驗(yàn)結(jié)果分析

        從心樣馬歇爾試驗(yàn)和抽提篩分試驗(yàn)結(jié)果可見:

        (1) 車轍點(diǎn)處的心樣的空隙率普遍比正常點(diǎn)處的小,這表明,交叉口處在啟動/制動交通下產(chǎn)生的永久變形導(dǎo)致瀝青混合料過分密實(shí)。因此,在瀝青路面施工過程中,加強(qiáng)碾壓使剩余孔隙率控制在要求范圍內(nèi),對減少車轍變形非常重要。

        (2) 由篩分抽提結(jié)果可以看出,心樣的油石比普遍偏大,這成為可能導(dǎo)致車轍產(chǎn)生的原因。瀝青用量過大,游離瀝青較多,消弱了礦粉之間對高溫穩(wěn)定性起決定性作用的嵌擠力,從而使瀝青混合料易于流動變形而形成車轍。故應(yīng)選擇適應(yīng)的瀝青用量。

        收稿日期:2015-04-16

        DOI10.3963/j.issn.1671-7570.2015.04.023

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