路見宇/中設設計集團股份有限公司

省道工程老路路面檢測與評價方法

路見宇/中設設計集團股份有限公司

對原有道路路面狀況進行檢測與評定是道路維修和改造升級的基礎工作。本文以268省道東海段工程為依托，詳細介紹了舊瀝青路面和舊水泥路面狀況檢測和評定方法，可以為舊路的改造設計和管養(yǎng)提供依據(jù)。

道路工程；路面檢測；瀝青路面；水泥路面；評價

一、工程概況

268 省道東海段工程老路全長23km，路面結(jié)構(gòu)形式分為瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面，瀝青混凝土路面為雙向2車道，路面寬2×4.5m；水泥混凝土路面一般為雙向2車道，路面寬2×4.5m，其中李埝鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)段為雙向4車道，路面寬4米×3.5m。在重交通長期荷載作用下，268省道東海段瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面均出現(xiàn)了路面病害問題，有必要在對路面病害調(diào)查和評價的基礎上，進行路面改造設計。為此，需要對該路段的路面破損調(diào)查、路面彎沉、路面結(jié)構(gòu)形式、路面厚度、路面強度等項目進行調(diào)查和檢測，并根據(jù)檢測結(jié)果進行綜合評價，用于指導路面的結(jié)構(gòu)設計[1]。

根據(jù)老路路面結(jié)構(gòu)形式及路面破損情況，按照檢測評定技術(shù)要求選取了5段具有代表性路段進行檢測。第1、3段為瀝青混凝土路面，第2、4、5段為水泥混凝土路面，5段檢測路段樁號分 別 為：K3+500～K4+000，K5+500～K6+000，K6+000～K6+500，K17+500～K18+000，K20+900～K21+400，選取的被檢路段第 1段為有輕微病害的路段，第2段為路面狀況一般路段，第3段為病害較嚴重路段，第4段為輕微病害的路段，第5段為病害較嚴重路段。根據(jù)路面結(jié)構(gòu)類型的不同，分別進行路面狀況檢測與評價。

二、舊瀝青路面狀況檢測與評價

瀝青路面狀況檢測通常從路面破損狀況檢測、路面彎沉檢測和路面結(jié)構(gòu)形式檢測等三個方面進行[2]。瀝青路面破損狀況檢測通常有人工調(diào)查和智能檢測車檢測兩種，本次路面調(diào)查長度較短，采用人工調(diào)查法進行檢測；路面彎沉檢測有貝克曼梁法和落錘式彎沉儀法兩種，本路段的彎沉檢測采用5.4m貝克曼梁和標準軸載彎沉車進行檢測；路面結(jié)構(gòu)形式檢測采用鉆芯機鉆取芯樣，測試路面結(jié)構(gòu)的厚度和結(jié)構(gòu)類型[3]。

（一）瀝青路面破損狀況

《公路瀝青路面養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》（JTJ 073.2-2001）中，路面破損狀況采用路面狀況指數(shù)（PCI）進行評價，瀝青路面狀況指數(shù)由瀝青路面破損率（DR）計算得出，根據(jù)路面破損狀況將路面質(zhì)量分為5個等級，路面損壞狀況指數(shù)（PCI）的數(shù)值范圍為0～100，其值越大，路況越好。依據(jù)路面破損狀況調(diào)查得到的病害類型、輕重程度，計算路面損壞狀況指數(shù)（PCI），計算結(jié)果見表1。

表1 瀝青砼路面狀況指數(shù)PCI

由表1可知，兩段瀝青混凝土路面破損率DR分別為23.58%和56.65%，PCI分別為44.8和20.9，路面狀況等級分別為“次”和“差”，兩段瀝青混凝土路面病害情況嚴重，有必要及時修復和改造。

（二）瀝青路面彎沉測試

本次彎沉檢測采用標準軸載彎沉車和5.4m貝克曼梁檢測，瀝青砼路面彎沉檢測為每20m測一斷面（2點）。路面回彈彎沉代表值計算的保證率系數(shù)取為1.645，根據(jù)實測情況統(tǒng)計計算得到的各段落路面回彈彎沉結(jié)果，計算結(jié)果見表2。

表2 瀝青路面彎沉測試結(jié)果

表2的實測彎沉結(jié)果反映，原路面結(jié)構(gòu)由于采用半剛性基層瀝青面層結(jié)構(gòu)組合，工程實際管養(yǎng)也比較及時到位，但道路在交通荷載作用下仍出現(xiàn)了許多病害問題，特別是部分區(qū)間路面破損嚴重，需要通過鉆芯取樣的方法來衡量路段結(jié)構(gòu)內(nèi)部的基層與面層結(jié)合情況、基層材料的完整情況等。

（三）瀝青路面結(jié)構(gòu)形式及取芯情況

依據(jù)調(diào)查要求，為了解路面結(jié)構(gòu)層的形式及使用狀況，對瀝青砼路面分別選擇路面外觀為好、差的典型使用狀況，進行分層鉆芯取樣，量取芯樣厚度和評定路面厚度。

表3 瀝青路面鉆芯情況

由表3可知，路面狀況較好的路段，芯樣的整體性較好，而路面病害處的芯樣均存在破碎和松散的問題，整體性較差。

三、舊水泥混凝土路面狀況檢測與評價

舊水泥混凝土路面狀況檢測包括路面破損狀況檢測、路面彎沉檢測、水泥混凝土面板接縫傳荷能力、水泥砼板底脫空狀況、路面厚度及結(jié)構(gòu)形式檢測、水泥混凝土路面彎拉強度等指標[4]。

（一）水泥路面破損狀況

《公路水泥混凝土路面養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》（JTJ 073.1-2001）中將水泥砼路面破損狀況分為五個等級。依據(jù)《公路水泥混凝土路面養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》（JTJ 073.1-2001）的計算方法，采用路面狀況指數(shù)（PCI）和斷板率（DBL）兩項指標評定水泥混凝土路面破損狀況，計算結(jié)果見表4。

表4 水泥混凝土路面狀況指數(shù)PCI計算結(jié)果

由表4可見，經(jīng)計算三段水泥混凝土路面破損率DR分別為 6.85%、2.92%、53.98%，PCI分 別 為 74.1、82.5、33.0， 除K20+900～K21+400段路面狀況較差，其它兩段均為“良好”等級。

（二）水泥路面斷板率

依據(jù)路段破損狀況調(diào)查得到的斷裂類病害的板塊數(shù)，按斷裂縫種類和嚴重程度的不同，采用不同的權(quán)系數(shù)進行修正后，確定該路段的斷板率（DBL），以百分數(shù)表示。依據(jù)《公路水泥混凝土路面養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》（JTJ 073.1-2001）及現(xiàn)場調(diào)查得到的斷裂類病害的板塊數(shù)、斷裂縫種類和嚴重程度的不同，采用不同的權(quán)系數(shù)計算水泥混凝土路面斷板率DBL，并評定等級，水泥混凝土路面斷板率的計算結(jié)果見表5。

表5 水泥混凝土路面斷板率計算結(jié)果

由表5可知，三個路段的斷板率分別為8.4%、6.5%、66%，K20+900～K21+400段斷板率較高，評定等級為差。

（三）接縫傳荷能力評定

水泥混凝土路面彎沉檢測不只對檢測路段水泥混凝土板塊中心進行檢測，另外選擇一些有代表性的板塊接縫，檢測接縫板邊彎沉量和彎沉差，以分析和評定板塊接縫的傳荷能力，彎沉測量每20m測一斷面，每一斷面單塊板分別在四個角和中心處測試5個點。

根據(jù)《公路混凝土路面設計規(guī)范》（JTG D40-2011）相關(guān)規(guī)定，舊水泥混凝土面板的接縫傳荷能力采用彎沉測試法檢測評定，水泥混凝土面層的接縫傳荷能力分為4個等級。測定接縫傳荷能力的試驗荷載為標準軸載的一側(cè)輪載（50kN），將荷載施加在鄰近接縫的路面表面，實測接縫兩側(cè)邊緣的彎沉值，計算接縫的傳荷系數(shù)。本次現(xiàn)場彎沉檢測選取了部分有代表性的板塊進行檢測，計算接縫傳荷系數(shù)，對接縫傳荷能力進行評定，典型樁號路面板接縫傳荷能力測試結(jié)果見表6。

表6 接縫傳荷能力

（四）板底脫空狀況

根據(jù)《公路水泥混凝土路面養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》（JTJ073.1-2011）要求，板角彎沉超過20（0.01mm）的為脫空板，結(jié)合《公路瀝青路面設計規(guī)范》（JTG D50-2006），要求板角彎沉平均值在20～45（0.01mm）時，對水泥混凝土板采用壓漿等方式進行處理；板角平均彎沉大于45（0.01mm）時，采用打裂或各種破碎技術(shù)將板塊破碎、壓實或更換新水泥板塊[5]。根據(jù)現(xiàn)場實測板角彎沉值，統(tǒng)計板塊脫空情況，各路段脫空板的比例情況見表7。

表7 板塊脫空情況調(diào)查表

對舊路破損嚴重路段，需要換板或者破碎舊水泥板塊；對板塊較好但彎沉稍大的水泥板塊，可視情況采取換板或壓漿的方式處理；對彎沉差較大的相鄰板塊，可采用壓漿措施進行處理。

（五）水泥路面厚度及路面強度

采用HZ-20B多功能混凝土鉆孔取芯機鉆取芯樣，分析結(jié)構(gòu)層形式、成型情況，并對完整芯樣進行了劈裂彎拉強度檢測，路面面層厚度及水泥混凝土路面芯樣劈裂強度見表8。

表8 芯樣厚度及劈裂強度匯總表

根據(jù)《公路水泥混凝土路面設計規(guī)范》（JTG D40-2011）相關(guān)規(guī)定，面層厚度的標準值可根據(jù)鉆孔芯樣的量測高度按下式計算確定，舊混凝土面層彎拉強度的標準值可采用水泥混凝土芯樣的劈裂試驗結(jié)果計算確定，得到水泥混凝土路面面層厚度的標準值為219mm，彎拉強度標準值為4.41MPa。

四、結(jié)束語

準確、有效的路面狀況檢測數(shù)據(jù)是道路改造設計的前提，在道路改擴建工程設計前，必須進行原有路面狀況的檢測與評價工作。對于瀝青路面的狀況評價，主要從路面破碎狀況、路面彎沉、路面結(jié)構(gòu)層情況三個方面進行檢測，而水泥混凝土路面的狀況評價，通常包括路面破碎狀況、斷板率、接縫傳荷能力、板底脫空和路面結(jié)構(gòu)層等多個方面進行測試，有特殊需要的舊路路面狀況評定可根據(jù)需求增加相應的檢測指標。

[1]陳春星.公路路面檢測技術(shù)[J].交通世界,2017(15):36-37.

[2]李林兵.公路工程瀝青混凝土路面檢測技術(shù)的研究[J].工程建設,2017,49(05):92-94.

[3]郭增賓.國道227線大通段瀝青路面檢測病害原因分析[J].工程建設與設計,2017,(13):112-113.

[4]牛曉霞,展宏圖,許新權(quán).水泥砼路面典型損壞形成機理及檢測評價研究[J].公路與汽運,2017(01):98-100.

[5]李濤,韓吉光,張鵬.某國道混凝土路面檢測分析及舊路利用方案[J].公路交通科技(應用技術(shù)版),2017,13(01):25-28.

路見宇（1990.12—），江蘇南京人，助理工程師，主要從事路橋工程的新技術(shù)研發(fā)及檢測工作。