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湿热地区碾压混凝土基层沥青路面使用性能调查与分析
2024年01月16日    阅读量:94736    新闻来源:许新权 等《广东公路交通》  |  投稿

摘 要

在历年路面使用性能观测数据的基础上,对运营近4年的碾压混凝土基层和半刚性基层沥青面,从路面裂缝发展、破损状况、车辙深度、行驶质量、结构强度及抗滑性能等方面进行了对比析。结果表明:在湿热地区碾压混凝土基层沥青路面具有优良的使用性能。


关键词 碾压混凝土 | 沥青路面 | 使用性能 | 分析


0、引言


我国高速公路半刚性基层沥青路面使用性能和寿命普遍达不到应有水平,其主要原因是传统的半刚性基层强度不足、不耐雨水冲刷造成沥青网sinoasphalt.com。这主要是半刚性基层本身存在一些不可避免的缺陷,如由于半刚性基层材料的收缩特性而导致沥青路面早期开裂严重;由于裂缝的存在,半刚性基层材料在水和车辆荷载的综合作用下会出现唧浆,严重的情况下会出现路面坑槽、沉陷等病害。


针对广东地区在高温、重载、多雨条件下的半刚性基层沥青路面易出现裂缝、水损害、强度衰减快等病害,且在施工期,半刚性基层容易受施工车辆荷载的作用发生表面松散、龟裂等问题,本研究项目采用碾压混凝土(RCC)基层提高施工期基层的通行能力,并能防止基层表面松散,且可提高路面结构的整体强度和抗冲刷性能,进而改善湿热地区沥青路面的性能,延长沥青路面的使用寿命。2009年~2010年,课题组在广昆高速公路粤境河口至平台段(以下简称云梧高速公路)铺筑了两段碾压混凝土基层沥青路面试验段,通车后,连续对试验段的路面使用性能进行了跟踪观测。本文在历年跟踪观测数据对比分析的基础上,分析评价了湿热地区碾压混凝土基层沥青路面的使用性能。


1、试验段概况


云梧高速公路是国家高速公路“7918”网中的第十八横—广州至昆明高速公路的组成部分,起点位于云浮市云城区河口镇,终点位于郁南县平台镇,路线全长98.471km。主线按山岭区、全封闭、全立交四车道高速公路修建,路段所处自然区划为Ⅳ6(武夷南岭山地过湿区),设计年限内一个车道的累计标准当量轴次为1872万次,该项目2010年6月28日建成通车。2014年交通量调查结果显示:云梧高速公路一个断面年平均日交通量为11712辆,货车比例44%,货车比例较高,为重载交通等级的高速公路。


2009年12月至2010年2月,在该项目铺筑了碾压混凝土基层沥青路面试验段(桩号K158+300~K159+350、K161+200~K162+070)。试验段共采用2种方案,其中碾压混凝土基层采用连续式水稳拌合楼进行生产,极大地提高了碾压混凝土的生产效率。碾压混凝土碾压成型并养生到一定的强度后,按10m间距进行了横向切缝,切缝深度控制在6~7cm,缝内灌注50号热沥青。为了防止反射裂缝的产生,铺筑沥青下面层前,在切缝处布设了土工布等防反射裂缝材料。碾压混凝土基层试验段及半刚性基层沥青路面结构见图1,其中试验段1碾压混凝土的抗弯拉强度为3.5MPa,试验段2碾压混凝土的抗弯拉强度为3.0MPa。

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2、路面使用性能调查与分析


为了对比碾压混凝土基层沥青路面的使用效果,项目组选择了试验段附近的一段半刚性基层沥青路面(K173+500~K175+500)与碾压混凝土基层沥青路面试验段同时进行对比调查与分析。


2.1路面破损


2.1.1路面破损PCI对比


调查结果显示:通车1年后,半刚性基层和碾压混凝土基层沥青路面均出现横向裂缝,碾压混凝土基层沥青路面试验段的病害主要是横向裂缝,未发现唧浆等水损坏,半刚性基层沥青路面的病害表现为纵、横裂缝以及修补。


碾压混凝土基层沥青路面试验段与邻近半刚性基层沥青路面的破损状况PCI逐年下降,碾压混凝土基层沥青路面试验段的破损状况PCI相对要低一些,主要是碾压混凝土沥青路面试验段出现了较多的横向裂缝。


2.1.2横向裂缝对比


通车4年后,G-10路面结构的横向裂缝平均间距为23.6m,G-18路面结构横向裂缝的平均间距为41m,而半刚性基层沥青路面B-18的横向裂缝平均间距为108.1m。对于刚性基层沥青路面沥青混凝土面层越薄出现横向裂缝的时间越早、裂缝数量也越多;同样沥青层厚度时,刚性基层沥青路面横向裂缝的数量较半刚性基层多,也说明基层强度越高,收缩越大,裂缝出现的时间越早,裂缝也越多。从近两年的裂缝调查数据也可以看出,碾压混凝土基层沥青路面通车3~4年后,裂缝的增长速度较快,然后趋于稳定;而半刚性基层沥青路面的横向裂缝一般在通车5~6年后迅速增多,路面结构强度逐渐衰减,路面平整度也逐渐下降。

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2.2 路面车辙深度对比


检测结果显示:随着通车时间的增长,各路段的车辙深度逐渐增加,但增加的幅度不大,属于正常的混合料压密变形。通车4年后,各路段路面车辙深度在5mm左右,而碾压混凝土基层沥青路面试验段的车辙深度比一般路段还要小,说明并不是基层强度高,路面的抗车辙能力就下降,反而是基层强度较高的碾压混凝土基层沥青路面具有较优的抗车辙性能。

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2.3路面平整度


随着通车时间的增长,各路段路面国际平整度指数IRI呈逐年衰减的趋势,到2014年,一般路段沥青路面IRI平均值为1.4m/km。而两段碾压混凝土基层沥青路面试验段的IRI分布在1.0~1.4m/km,比一般路段的平整度好,也说明碾压混凝土基层沥青路面试验段行驶质量优良。

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2.4路面结构强度


从检测结果来看,刚通车时,碾压混凝土基层沥青路面的弯沉值较小,弯沉代表值仅为6.5(0.01mm),明显低于一般半刚性基层沥青路面弯沉。通车4年后,碾压混凝土基层和半刚性基层沥青路面的弯沉均有所增大,但碾压混凝土基层沥青路面的总体刚度仍强于传统的半刚性基层沥青路面。与传统的半刚性基层沥青路面相比,碾压混凝土基层沥青路面的承载能力大幅度提高,且经过4年的通车运营后,碾压混凝土基层的强度仍保持较好的水平。

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2.5路面抗滑性能


通车2~3年,不论是半刚性基层沥青路面还是碾压混凝土基层沥青路面,其横向力系数衰减均较快。第4年与第3年的数据相比,试验段与一般路段路面的横向力系数均趋于稳定,说明路面横向力系数在通车前几年衰减较快,衰减到一定程度趋于稳定。同时也说明路面表层的抗滑性能与基层强度的关系不大,仅与路面抗滑表层材料的特性有关,只要表面层采用磨光值较高的石料,不同基层类型的沥青路面均能保证良好的抗滑性能。

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3、结语


(1)云梧高速公路碾压混凝土基层沥青路面试验段的主要病害是横向裂缝,但没有唧浆等水损害。相邻半刚性基层沥青路面的主要病害为裂缝、坑槽修补等。目前试验段与一般路段的病害都非常少,路面状况总体优良。


(2)通车4年后,云梧高速公路碾压混凝土基层沥青路面试验段的车辙状况和行驶质量均比相邻段半刚性基层沥青路面较优,与传统的半刚性基层沥青路面相比,碾压混凝土基层沥青路面的总体承载能力大幅度提高。


(3)通车2~3年,碾压混凝土基层和半刚性基层沥青路面的横向力系数均衰减较快,然后趋于稳定,并且衰减速度类似,说明路面表层的抗滑性能与基层类型关系不大。


(4)云梧高速公路不同基层结构沥青路面使用性能调查结果表明:在湿热地区碾压混凝土基层沥青路面具有较优的使用性能,在湿热地区采用碾压混凝土基层沥青路面结构可延长沥青路面的使用寿命,节约高速公路建设投资。该路段目前通车仅4年多,长期的使用性能还有待时间的进一步检验。

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标签:今日头条综合论文技术中心沥青混凝土
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