廈漳高速公路于1997年12月建成通車(chē),使用一年后部分路段發(fā)現(xiàn)路 面出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象,為此,1999年5月至2000年4月對(duì)損壞的情況進(jìn)行了全 面的檢查、鉆芯取樣觀察、彎沉測(cè)定、理論分析計(jì)算和修補(bǔ)方法的探索 。認(rèn)為造成路面局部開(kāi)裂、凹陷、唧泥的原因主要來(lái)源于運(yùn)輸煤炭、水 泥的車(chē)輛過(guò)量超載(載重5t車(chē)裝運(yùn)13t~18t),使瀝青路面所承受的剪 應(yīng)力過(guò)大而破壞。
1廈漳高速公路路面設(shè)計(jì)情況
廈漳高速公路路面設(shè)計(jì)交通量,依據(jù)1993年OD調(diào)查結(jié)果推算,竣工第一年的標(biāo)準(zhǔn)軸載BZZ-100型日平均當(dāng)量軸次為1300次?,交通量增長(zhǎng)率為9.8%,使用年限15年,一個(gè)車(chē)道累計(jì)當(dāng)量軸次為742萬(wàn)軸次,設(shè)計(jì) 容許彎沉值Lr=0.359mm。路面設(shè)計(jì)以交通部JTJ014—86《公路柔性路 面設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定為依據(jù)。
瀝青路面結(jié)構(gòu)從下到上為:20cm厚水泥石灰綜合穩(wěn)定土基層,33cm厚5 %水泥穩(wěn)定碎石基層,1cm瀝青表處下封層,6cmAC-25Ⅱ下面層,4cm AC-16Ⅰ中面層,4cm多碎石SAC-16抗滑表面。
2路況調(diào)查結(jié)果
廈門(mén)至漳州(稱(chēng)下行線)通車(chē)一年半來(lái),路況基本保持完好,裂縫很少 。而漳州至廈門(mén)(稱(chēng)上行線)部分路段出現(xiàn)橫向裂縫、網(wǎng)狀裂縫、局部 出現(xiàn)車(chē)轍和凹陷、唧泥。病害的主要特征:橫向裂縫集中在行車(chē)道,一 般沒(méi)有伸入超車(chē)道;縱向裂縫主要集中在行車(chē)道,以及超車(chē)道右側(cè)附近 ;網(wǎng)狀裂縫主要集中在行車(chē)道及超車(chē)道右劃線附近區(qū)域,呈現(xiàn)細(xì)小分布 較廣;主車(chē)道局部路段有較明顯車(chē)轍和凹陷。主車(chē)道這種車(chē)轍是由于行車(chē)荷載作用、路表開(kāi)裂后的滲水引起的不可恢復(fù)的永久變形,而不是常見(jiàn)的高溫 引起的車(chē)轍。凹陷、唧泥是在車(chē)轍的位置,經(jīng)荷載反復(fù)作用,雨水浸入造成。
從路況調(diào)查表明:因上行線和下行線車(chē)輛載重的差異,行車(chē)一年半后的 路況不同,病害狀況也不同。從而同一斷面或同一地段下行線沒(méi)有橫向 、縱向裂縫,上行線有橫向、縱向裂縫的情況分析,可以排除因路基不 均勻沉陷,半剛性基層裂縫往上反射的可能性。
3鉆芯取樣試驗(yàn)結(jié)果
廈門(mén)高速公路有限公司委托長(zhǎng)沙交通學(xué)院交通設(shè)計(jì)研究所(以下稱(chēng)長(zhǎng)沙 交研所)對(duì)出現(xiàn)病害的路段進(jìn)行鉆芯取樣觀察和芯樣試驗(yàn)。
長(zhǎng)沙交研所對(duì)上行線網(wǎng)裂和凹陷部位的鉆芯試樣10個(gè),停車(chē)道和路面完 好部位的鉆芯樣4個(gè),開(kāi)裂處鉆芯樣2個(gè),并同時(shí)對(duì)嚴(yán)重凹陷的挖孔進(jìn)行了觀察。
3.1對(duì)芯樣和挖孔觀測(cè)
(1)網(wǎng)裂和凹陷的部位鉆取的芯樣,表面層和中面層層間粘接良好, 中面層與底面層易分開(kāi);底面層AC-25-Ⅱ混合料水損害嚴(yán)重,中面層 與底面層之間幾乎已沒(méi)有瀝青;半剛性基層表層的1cm~2cm有軟化現(xiàn)象;
(2)凹陷嚴(yán)重部位挖開(kāi)觀察,33cm分二次攤鋪的半剛性基層,上層16 cm已完全松散,下層17cm完好。這是面層開(kāi)裂后地表水滲入半剛性基層表面并在行車(chē)沖擊作用下引起的;
(3)緊急停車(chē)道和路面完好部位鉆孔表明半剛性基層板結(jié)良好。
3.2芯樣實(shí)測(cè)孔隙率及抽提篩分試驗(yàn)
(1)表面層混合料在緊急停車(chē)道上鉆孔試件孔隙率明顯比行車(chē)道上大;
(2)中面層混合料空隙率對(duì)比表明,緊急停車(chē)道和行車(chē)道混合料差異 不太顯著,但有明顯追密趨勢(shì);
(3)抽提篩分試驗(yàn)表明,混合料級(jí)配均未發(fā)現(xiàn)任何異常,而其中一組 油石比較低,是由于面層開(kāi)裂,地表水滲透、沖刷及車(chē)載沖擊作用,使 部分集料表面的瀝青被水剝落,唧泥時(shí)帶走,使得下面層AC-25-Ⅱ混 合料油石比偏底。在停車(chē)道和完好路面鉆芯樣試驗(yàn),證實(shí)油石比正常, 未發(fā)現(xiàn)明顯異常。
從上述取芯試驗(yàn)調(diào)查分析,各面層混合料配合比設(shè)計(jì)、施工配合比控制 及現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)情況基本正常,可以排除因施工質(zhì)量造成路面損壞的疑問(wèn)。
4標(biāo)準(zhǔn)軸載計(jì)算及分析
4.1交通量調(diào)查和分析
根據(jù)收費(fèi)車(chē)輛流量分析。2000年4月和5月二個(gè)月通過(guò)該路段日平均交通 量一類(lèi)車(chē)(載重2500kg以下)4875輛次;二類(lèi)車(chē)(載重2500kg~7000kg)5940輛次; 三類(lèi)車(chē)(載重7000kg~15000kg)1248輛次;四類(lèi)車(chē)(載重15000kg~20000kg)615輛次。 經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)超載車(chē)輛調(diào)查,超載的主要是二類(lèi)車(chē),且二類(lèi)車(chē)以東風(fēng)牌超載 居多,核定載重5000kg,一般都載重10000kg至15000kg,甚至18000kg 。夜間超載比率高,上行線占重載車(chē)80%,下行線占重載車(chē)10%。本文 分析時(shí),設(shè)定三類(lèi)車(chē)按黃河JN-150標(biāo)準(zhǔn)載重?fù)Q算,四類(lèi)車(chē)按日野ZM44 0標(biāo)準(zhǔn)載重?fù)Q算,二類(lèi)車(chē)按東風(fēng)EQ140換算,按上行線60%重載,40%空 載,其中重載車(chē)30%按標(biāo)準(zhǔn)載荷,40%載荷10000kg,20%載荷13000k g,10%載荷15000kg,一般情況下80%行駛在行車(chē)道,20%行駛在超車(chē)道;下行線空載60%,重載40%,超載10%按載重10000kg計(jì)算。
1廈漳高速公路路面設(shè)計(jì)情況
廈漳高速公路路面設(shè)計(jì)交通量,依據(jù)1993年OD調(diào)查結(jié)果推算,竣工第一年的標(biāo)準(zhǔn)軸載BZZ-100型日平均當(dāng)量軸次為1300次?,交通量增長(zhǎng)率為9.8%,使用年限15年,一個(gè)車(chē)道累計(jì)當(dāng)量軸次為742萬(wàn)軸次,設(shè)計(jì) 容許彎沉值Lr=0.359mm。路面設(shè)計(jì)以交通部JTJ014—86《公路柔性路 面設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定為依據(jù)。
瀝青路面結(jié)構(gòu)從下到上為:20cm厚水泥石灰綜合穩(wěn)定土基層,33cm厚5 %水泥穩(wěn)定碎石基層,1cm瀝青表處下封層,6cmAC-25Ⅱ下面層,4cm AC-16Ⅰ中面層,4cm多碎石SAC-16抗滑表面。
2路況調(diào)查結(jié)果
廈門(mén)至漳州(稱(chēng)下行線)通車(chē)一年半來(lái),路況基本保持完好,裂縫很少 。而漳州至廈門(mén)(稱(chēng)上行線)部分路段出現(xiàn)橫向裂縫、網(wǎng)狀裂縫、局部 出現(xiàn)車(chē)轍和凹陷、唧泥。病害的主要特征:橫向裂縫集中在行車(chē)道,一 般沒(méi)有伸入超車(chē)道;縱向裂縫主要集中在行車(chē)道,以及超車(chē)道右側(cè)附近 ;網(wǎng)狀裂縫主要集中在行車(chē)道及超車(chē)道右劃線附近區(qū)域,呈現(xiàn)細(xì)小分布 較廣;主車(chē)道局部路段有較明顯車(chē)轍和凹陷。主車(chē)道這種車(chē)轍是由于行車(chē)荷載作用、路表開(kāi)裂后的滲水引起的不可恢復(fù)的永久變形,而不是常見(jiàn)的高溫 引起的車(chē)轍。凹陷、唧泥是在車(chē)轍的位置,經(jīng)荷載反復(fù)作用,雨水浸入造成。
從路況調(diào)查表明:因上行線和下行線車(chē)輛載重的差異,行車(chē)一年半后的 路況不同,病害狀況也不同。從而同一斷面或同一地段下行線沒(méi)有橫向 、縱向裂縫,上行線有橫向、縱向裂縫的情況分析,可以排除因路基不 均勻沉陷,半剛性基層裂縫往上反射的可能性。
3鉆芯取樣試驗(yàn)結(jié)果
廈門(mén)高速公路有限公司委托長(zhǎng)沙交通學(xué)院交通設(shè)計(jì)研究所(以下稱(chēng)長(zhǎng)沙 交研所)對(duì)出現(xiàn)病害的路段進(jìn)行鉆芯取樣觀察和芯樣試驗(yàn)。
長(zhǎng)沙交研所對(duì)上行線網(wǎng)裂和凹陷部位的鉆芯試樣10個(gè),停車(chē)道和路面完 好部位的鉆芯樣4個(gè),開(kāi)裂處鉆芯樣2個(gè),并同時(shí)對(duì)嚴(yán)重凹陷的挖孔進(jìn)行了觀察。
3.1對(duì)芯樣和挖孔觀測(cè)
(1)網(wǎng)裂和凹陷的部位鉆取的芯樣,表面層和中面層層間粘接良好, 中面層與底面層易分開(kāi);底面層AC-25-Ⅱ混合料水損害嚴(yán)重,中面層 與底面層之間幾乎已沒(méi)有瀝青;半剛性基層表層的1cm~2cm有軟化現(xiàn)象;
(2)凹陷嚴(yán)重部位挖開(kāi)觀察,33cm分二次攤鋪的半剛性基層,上層16 cm已完全松散,下層17cm完好。這是面層開(kāi)裂后地表水滲入半剛性基層表面并在行車(chē)沖擊作用下引起的;
(3)緊急停車(chē)道和路面完好部位鉆孔表明半剛性基層板結(jié)良好。
3.2芯樣實(shí)測(cè)孔隙率及抽提篩分試驗(yàn)
(1)表面層混合料在緊急停車(chē)道上鉆孔試件孔隙率明顯比行車(chē)道上大;
(2)中面層混合料空隙率對(duì)比表明,緊急停車(chē)道和行車(chē)道混合料差異 不太顯著,但有明顯追密趨勢(shì);
(3)抽提篩分試驗(yàn)表明,混合料級(jí)配均未發(fā)現(xiàn)任何異常,而其中一組 油石比較低,是由于面層開(kāi)裂,地表水滲透、沖刷及車(chē)載沖擊作用,使 部分集料表面的瀝青被水剝落,唧泥時(shí)帶走,使得下面層AC-25-Ⅱ混 合料油石比偏底。在停車(chē)道和完好路面鉆芯樣試驗(yàn),證實(shí)油石比正常, 未發(fā)現(xiàn)明顯異常。
從上述取芯試驗(yàn)調(diào)查分析,各面層混合料配合比設(shè)計(jì)、施工配合比控制 及現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)情況基本正常,可以排除因施工質(zhì)量造成路面損壞的疑問(wèn)。
4標(biāo)準(zhǔn)軸載計(jì)算及分析
4.1交通量調(diào)查和分析
根據(jù)收費(fèi)車(chē)輛流量分析。2000年4月和5月二個(gè)月通過(guò)該路段日平均交通 量一類(lèi)車(chē)(載重2500kg以下)4875輛次;二類(lèi)車(chē)(載重2500kg~7000kg)5940輛次; 三類(lèi)車(chē)(載重7000kg~15000kg)1248輛次;四類(lèi)車(chē)(載重15000kg~20000kg)615輛次。 經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)超載車(chē)輛調(diào)查,超載的主要是二類(lèi)車(chē),且二類(lèi)車(chē)以東風(fēng)牌超載 居多,核定載重5000kg,一般都載重10000kg至15000kg,甚至18000kg 。夜間超載比率高,上行線占重載車(chē)80%,下行線占重載車(chē)10%。本文 分析時(shí),設(shè)定三類(lèi)車(chē)按黃河JN-150標(biāo)準(zhǔn)載重?fù)Q算,四類(lèi)車(chē)按日野ZM44 0標(biāo)準(zhǔn)載重?fù)Q算,二類(lèi)車(chē)按東風(fēng)EQ140換算,按上行線60%重載,40%空 載,其中重載車(chē)30%按標(biāo)準(zhǔn)載荷,40%載荷10000kg,20%載荷13000k g,10%載荷15000kg,一般情況下80%行駛在行車(chē)道,20%行駛在超車(chē)道;下行線空載60%,重載40%,超載10%按載重10000kg計(jì)算。