程青燕
(甘肅省臨夏公路事業(yè)發(fā)展中心臨夏公路段,甘肅 臨夏 731100)
隨著居民生活水平的提升和汽車保有量的增加,我國高速與普通干線公路交通量急速增加,導致公路路面病害的種類及出現(xiàn)頻次也在逐漸增多,這不僅會影響人們在道路上駕駛的舒適性,還會引發(fā)交通事故,可能造成重大的人員傷亡和經(jīng)濟損失[1]。如何對不同種類的公路路面病害進行有效的處置,增大公路通行安全系數(shù)是當前迫切需要解決的問題。本文以G248線某路段路面病害為例,探討路面病害的成因及處置措施,為以后有效處置此類病害提供借鑒和參考。
研究路段位于G248 線K197+227~K212+757 段,路段起點位于康樂縣蓮麓鎮(zhèn)拉石,終點位于蓮麓鎮(zhèn)巴爾寺,全長15.53km。經(jīng)過長期的運行使用,該段路面縱橫向裂縫、輪跡帶疲勞裂縫、車轍等病害明顯,局部路段龜網(wǎng)裂、唧漿、坑槽等次生病害較為嚴重,需對該路進行維修養(yǎng)護,以恢復其服務(wù)水平。
該路段地處東南、西南季風交互影響的邊緣地帶,屬溫帶大陸性季風氣候,由于地形的復雜多樣性,形成了明顯的地域型立體小氣候環(huán)境,總體特點是:夏短而無酷暑,冬長而嚴寒,雨熱同季,晝夜溫差大。
康樂縣縣域內(nèi)出露的地層主要有震旦系、下二疊系、第三系和第四系。震旦系在虎關(guān)河谷有零星出露;下二疊系分布于白石山;第三系分布較廣,但出露零星,多見于深切的溝谷及水土流失嚴重的坡地上;第四系分布廣泛,河谷丘陵及山麓十分發(fā)育。
研究路段路面結(jié)構(gòu)形式為:4cm細粒式瀝青混凝土+20cm水泥穩(wěn)定砂礫基層。
(1)對研究路段路面進行現(xiàn)場(見圖1和圖2所示)調(diào)查可知,G248 線K197+227~K199+755、K203+680~K204+980等11個路段主要以縱橫向裂縫、擁包、坑槽修補連片、平整度差為典型病害,局部路段龜網(wǎng)裂、坑槽等次生病害較為嚴重[2]。
圖1 縱橫向裂縫等路面病害調(diào)查圖
圖2 龜網(wǎng)裂等路面病害調(diào)查
(2)G248 線K200+200~K203+490、K204+980~K205+475等6段主要以裂縫類病害為主,局部路段存在龜網(wǎng)裂、坑槽修補連片等病害,其中K205+960~K207+340段為蓮麓鎮(zhèn)街道,連續(xù)龜網(wǎng)裂病害嚴重。
路面綜合使用性能采用PQI指標進行評價。根據(jù)檢測數(shù)據(jù)可知,G248 線K197+227~K212+757 段全線PQI指標平均值為82.4,評價等級良,路面綜合使用性能采用PQI評定等級分布情況如下表所示具體數(shù)值如表2所示。
表2 路面綜合使用性能指數(shù)PQI統(tǒng)計表
根據(jù)表2可知,G248線K197+227~K212+757段PQI指數(shù)評價優(yōu)良率為75.7%。
路面破損率采用PCI指標進行評價,根據(jù)檢測結(jié)果可知,G248 線K197+227~K212+757 段PCI 指標平均值為85.9,評價等級為良,路面破損狀況指數(shù)PCI評定等級分布情況如表3所示。
表3 路面破損狀況指數(shù)PCI統(tǒng)計表
根據(jù)表3 統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出,G248 線K197+227~K212+757段PCI指數(shù)評價等級為良,評價為優(yōu)良的路段占比為88.5%。
路面平整度采用RQI指標進行評價,根據(jù)檢測結(jié)果可知,G248線K197+227~K212+757段全線RQI指標平均值為77.1,評價等級為中;根據(jù)RQI統(tǒng)計結(jié)果,G248線K197+227~K212+757段路面行駛質(zhì)量指數(shù)RQI評定等級分布情況如表4所示。
表4 路面行駛質(zhì)量指數(shù)RQI統(tǒng)計表
根據(jù)表4可以看出,路面行駛質(zhì)量整體較差,結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查情況,該路段路面推移、變形、隆起嚴重,急需處置。
從研究路段路面的病害特點來看,縱、橫向裂縫遍布,局部出現(xiàn)車轍、坑槽等病害[3]。
(1)長期碾壓導致的疲勞破壞:在長陡坡、彎多路段,汽車頻繁剎車,在路面產(chǎn)生很大的剪應(yīng)力從而形成龜裂。
(2)材質(zhì)變性:路面瀝青材料呈現(xiàn)冬季低溫脆硬、夏季高溫軟柔的特點,冬季低溫老化嚴重,形成網(wǎng)塊狀。
(3)縱、橫向裂縫影響:存在的縱向及橫向裂縫不斷發(fā)育交叉,致使路面逐漸龜裂。
根據(jù)路面實際調(diào)查情況,縱向與橫向裂縫產(chǎn)生的原因如下:
(1)疲勞破壞:在車輛長期行駛碾壓下,路面結(jié)構(gòu)性能發(fā)生改變,承載力逐漸下降,車輛行駛輪跡處緩慢產(chǎn)生多條平行的縱向裂縫,并逐步發(fā)育成龜網(wǎng)裂。產(chǎn)生疲勞破壞有的是整體結(jié)構(gòu)的損壞,縱縫從上而下發(fā)展;有的是因為層間粘結(jié)不良,裂縫是從上而下發(fā)展。
(2)反射裂縫:半剛性基層裂縫和舊路面裂縫的反射裂縫是瀝青路面產(chǎn)生橫向裂縫的重要成因。
(3)溫度裂縫:瀝青是一種對溫度變化比較敏感的粘彈性材料,溫度下降時,瀝青混合料逐漸變硬變脆,并發(fā)生收縮變形,當收縮拉應(yīng)力超過瀝青混凝土的抗拉強度時,瀝青路面表面就會拉裂,并逐步向下發(fā)展。
該路段坑槽病害屬于水損害型,形成原因大多是瀝青混合料的粘附性和抗剝離性差,或路面孔隙率過大。也有施工時,技術(shù)要點控制不到位,存在薄弱環(huán)節(jié),這種現(xiàn)象在坑槽修補后更易存在。
G248 線K200+200~K203+490、K204+980~K205+475等6段局部病害徹底處置后撒布熱熔橡膠瀝青碎石封層,加鋪4cm改性瀝青混凝土AC-13罩面[4],維修寬度7~12m,共計6.318km。
經(jīng)調(diào)查,G248 線K197+227~K199+755、K203+680~K204+980等7段路面平整度差、病害嚴重。本次擬對該路段進行重鋪處置。具體方案采用4cm改性瀝青混凝土AC-13+6cm 瀝青混凝土AC-20+20cm 水泥穩(wěn)定碎石基層+20cm全深式冷再生底基層進行重鋪。維修寬度為6~7m,長度共計7.151km。
G248 線K199+755~K200+200、K203+490~K203+680段等3段沿線存在路側(cè)混凝土護欄、平交路口病害嚴重等情況,本次擬對該路段進行下挖重鋪處置。具體方案為下挖46cm 路槽,然后鋪筑20cm 水穩(wěn)碎石底基層+20cm 水穩(wěn)碎石基層+6cm 瀝青混凝土AC-20+4cmAC-13改性瀝青混凝土,共計0.859km,維修寬度7m。
路面病害路段內(nèi)K201+667、K204+030等2座處橋面維修方案為銑刨原瀝青面層5cm+GS防水粘結(jié)層+5cm細粒式密級配改性瀝青混凝土AC-13,長度共計12m,維修寬度8m。
由于本次 K197+342~K197+431、K209+337~K209+800 段路面標高抬高30cm,原有排水邊溝凈高增加,存在安全隱患,因此采用現(xiàn)有銑刨料回填原有梯形邊溝后增設(shè)C25現(xiàn)澆混凝土梯形邊溝,同時對維修路段局部位置邊溝破損嚴重或缺失的排水設(shè)施進行完善,對K151+550~K151+595、K151+645~K151+680、K163+370~K163+420 等3 段路基邊坡處增設(shè)C20 現(xiàn)澆混凝土擋土墻,墻高4m,共計130m。
本文以G248線某路段公路路面病害處置項目為例,對輕度龜裂、縱向與橫向裂縫以及坑槽等路面病害的成因進行分析,并采用AC-13罩面、冷再生底基層+重鋪、橋面GS防水+重鋪等措施進行有效處置,極大地提升了公路通行的舒適性和安全性。該段公路路面病害的成果處置,滿足了區(qū)域經(jīng)濟平穩(wěn)快速發(fā)展對交通基礎(chǔ)設(shè)施提出的高要求,也提升了該段公路的服務(wù)水平。該工程的實踐證明,面對日趨復雜的公路路面病害,在進行養(yǎng)護維修時要從原材料選取、現(xiàn)場調(diào)查分析、施工方案對比等各方面進行綜合論證,才能確保維修方案科學、合理、可行。