随着高等级公路的不断建设，沥青路面在公路建设中的地位越来越重要，然而沥青路面出现的病害也给交通带来各种各样的隐患，成为一个不容忽视的问题。永连公路沥青路面在通车两年来，出现了大面积的功能性病害，严重影响了车辆的正常通行。通过对该沥青路面进行病害调查及理论分析和试验研究，探讨了病害产生的主要原因，为进行大修方案设计提供依据，同时为今后沥青路面在该地区的应用提供借鉴
永连公路北起永州市零陵大道6km处，南至广东连州交界的南风坳，途经芝山、双牌、宁远、蓝山4个县区，全长.5km，是贯穿湖南永州的南北通道，其中二期工程沥青砼路面年3月开工，年7月完工，通车两年后，沥青路面出现了大面积功能性病害，严重影响车辆的正常通行。该公路设计行车速度为80km/h，路基宽度12m，路面宽度9m，为山岭重丘区二级公路。沿线地质条件复杂，分布有大量的高液限土、高岭土、泥炭土，跨越了断层带、溶洞群及古滑坡区，处治大小滑坡等病害20多处，防护工程采用了骨架护坡、支撑渗沟、护面墙、喷浆、灌浆、锚杆、锚索、抗滑桩、卸载刷坡及植草等几种形式。
一、路面结构与路面破损情况
1.1路面结构设计
根据设计文件提供的资料:设计年限内一个车道上的累计当量轴次(BZZ-)为次，设计使用年限为12年，路面结构形式及厚度见图1。
1.2路面破损情况
该公路通车两年后，路面出现了不同程度的破损，主要表现为龟裂、坑槽、剥落、裂缝、唧浆、脱皮及局部沉陷等病害。根据《公路沥青路面养护技术规范》规定，沥青路面的使用性能主要由路面破损状况、路面结构强度、路面平整度和路面抗滑能力四项指标衡量。为了准确掌握沥青路面的使用性能，应定期进行路况调查，分项计算其技术指标数据，用临界标准衡量，评定沥青路面的使用性能，据此来确定路面需要进行养护、修理或改善的对策。
根据路面破损调查结果统计:全线破损面积共为.8㎡，路面破损率为42.1%，其中1标破损面积为.9㎡，路面破损率为76.6%;2标破损面积为.4㎡，路面破损面积为15.4%;3标破损面积为.5㎡，路面破损率为40.7%。
1.3水系及边坡调查
该公路路线处于山岭重丘区，以沿溪线为主，沿途水系发达。通过对全线路基路面排水设施完善程度及损坏情况进行调查发现，挖方边坡普遍渗水，挡土墙泄水孔潮湿有水迹，地下水位较高，填方路段基层含水量较大，开挖后有积水现象。路基含水量较大，路表水沿路面裂缝渗入路基严重。全线虽然在设计变更中增设了部分盲沟，但数量明显不足，且各施工标段独立变更，盲沟设置缺乏系统性与一致性，在所调查的盲沟范围中，部分盲沟基本上发挥了集、排水作用，且出水量较大，但大部分盲沟出水口已出现淤积或被植物覆盖，对盲沟的排水造成了一定的影响。从公路水系调查及边坡可以看出，该公路处于山岭重丘区，降雨量较为丰富，由于地下及地上排水设施缺乏合理安排和系统性，导致路基路面积水比较严重，为沥青路面病害的形成创造了条件。
二、沥青路面病害原因分析
为了解该公路路面破损原因，除通过现场调查外，还对该路段进行了弯沉试验、回弹模量试验、钻芯试验、沥青抽提及回收试验、路基土CBR试验、集料试验等，根据试验数据结合已有的设计资料、交通量调查资料，对该路面病害产生的原因进行分析。
2.1交通量增大
(1)当天由测站点观测的交通量资料分析(轴载大于20t)，如图2。
由图2可以看出，超载车比较严重，其中40t以上的车辆达到超载车辆的27%，对路面的作用较大。由于交通量骤增，特别是超载车辆增多，导致原设计的路面结构强度明显不足，加速了路面层出现疲劳开裂。
根据该公路交通量调查资料，通过轴载换算，可得到一个车道累计当量标准轴次，与原设计年限内一个车道累计标准轴次对比。
由表3可知，一个车道累计当量标准轴次就已远远高于设计年限内一个车道累计标准轴次。由于交通量骤增，特别是超载车辆增多，导致原设计的路面结构强度明显不足，已不能承受该路段交通量的需求。
(2)从钻芯试验结果分析，在全线抽取的58个钻芯试件中，取出完整芯样仅为11个，仅占19%，面层良好的地段也难以取出完整芯样，有的面层芯样完整，基层芯样松散;有的芯样下部裂缝较宽，而上部裂缝较窄，说明水泥稳定基层已达到疲劳破坏。另外，从芯样的强度试验结果分析，芯样的平均强度满足设计的要求，说明水泥稳定碎石的强度不是路面破坏的主要原因，芯样破坏大部分是因为疲劳破坏的结果。将交工验收各标段的弯沉代表值与本次检测弯沉代表值比较，各标段弯沉代表值大大增加，路面强度明显降低，说明该公路沥青路面已受到严重的疲劳破坏，路面结构强度已不能适应交通量的需求。
2.2结构层排水不畅
在沥青路面的各种早期损坏现象中，水损害是最主要也是危害最大的一种。所谓水损害是指沥青路面处于空隙水的工作条件下，由于行车动态荷载或水的冻融循环的作用，导致路面空隙中的水不断产生动水压力或真空负压抽吸的反复循环冲刷力或冰冻膨胀力，致使水分逐渐浸入沥青与集料的界面，造成沥青膜从集料表面脱落、沥青混合料内部逐渐丧失粘结力，导致路面结构使用性能下降，并伴随麻面、松散、掉粒、坑洞或唧浆、网裂、辙槽等病害发生，同时诱发其他路面病害的损坏现象。
通过水系及边坡调查，该公路沿线水系发达，挖方边坡普遍渗水，地下水位较高，填方段基层含水量较大，开挖后有积水现象。路表水沿路面裂缝渗入路基严重，加之地下和地上排水设施缺乏合理安排和系统性，大量水的存在不但影响了集料的粘结力，而且还会使层间的粘结作用降低，当水渗入基层、底基层、土基时，将使得路基软化，承载能力下降，严重时路面会因此而出现开裂、沉陷，甚至较大面积的块状裂缝。
2.3设计结构不合理
原结构设计不合理，未充分考虑到各种不利因素，沥青路面面层厚度不足，路面强度明显不能满足行车要求。在行车作用下，特别是超大吨位车辆的频繁碾压，沥青路面很快开裂。根据《公路沥青路面设计规范》的要求，二级公路半刚性基层上沥青面层推荐厚度5~12cm。在沥青路面设计规范推荐结构中，二级公路沥青面层推荐厚度，设计年限内一个车道上累计轴次为~万次时，沥青砼厚度为5~8cm;累次轴次为~万次时，沥青砼厚度为8~10cm。
根据该公路十里铺测站提供的交通量资料及工可资料(交通量年平均增长2.78%)，可以得到设计年限内一个车道上累计轴次为万次，而该公路设计中沥青面层厚度仅为4cm，这种面层厚度明显是对交通量估计不足，设计安全系数偏低。因此，极易导致沥青面层产生疲劳破坏。并且沥青路面偏薄，将会使得路面易产生反射裂缝与温缩裂缝，水泥稳定基层有着本身难以克服的缺陷与不足，因为较高强度的半刚性基层可能导致较大的干缩、温缩裂缝，从而导致自下而上的反射裂缝。由于沥青面层只有一层而且比较薄，易导致沥青路面产生大量的裂缝，如雨水从裂缝中下渗，并积聚在面层与基层中间，降低了沥青与半刚性基层层间的连接状态，在行车作用下就会加速路面结构的破坏。
一般来说，半刚性基层下面需要有一个强固的下承层，增加底基层的模量，可以使基层底面的拉应力减少很多，如增加下承层模量的4倍，可以使得基层底面的拉应力减少30%～50%，由于级配碎石模量较小，特别是在路基强度不高、排水条件不畅、施工经验不足时，水泥稳定碎石下面设计级配碎石做底基层的实际效果值得怀疑。
2.4施工方面的问题
(1)从芯样分析，局部沥青层与水稳层之间没有很好的连接，现场钻取的58个芯样中，沥青层和基层分离的有41个，占70%，说明结构层之间的连接是光滑的。力学计算表明，沥青路面层间状况从连续到光滑，结构受力急剧增大，路面破坏急剧增加。其原因在于透层油没有起到渗入基层的目的，喷洒的质量不高或数量不足，封层施工时采用人工摊铺，局部路段质量控制不严，没有起到粘结面层与基层的作用。
(2)根据芯样强度试验，芯样强度最大为17.5MPa，最小为6.0MPa，变异系数为0.29，芯样强度虽满足要求，但强度数据离散较大，基层施工时材料不均匀，引起了强度不均匀。在均匀性较差，基层强度和厚度得不到保证的路段，基层会较早出现疲劳破坏。
(3)通过筛分试验结果分析，底基层材料级配粗集较偏粗，导致底基层未能形成合理级配，也会导致结构层强度的降低。
三、结语
通过从沥青品质、矿料级配、路面弯沉、半刚性基层强度、土基模量、排水设施、层间结合、施工管理、交通量等方面进行了全面的试验研究和理论论证，并通过现场试验、室内试验和理论计算，对该公路沥青路面的早期破坏进行了分析。该公路早期出现大面积路面破坏，是交通量、气候、设计、材料和施工管理等众多因素综合作用的结果。
全文完首发于《广东公路交通》年第4期
产品特点
1.易于设置测试参数：可以在测试之前对弯沉落锤次数、提锤高度和冲击荷载进行设定，这是由内置的荷载高度关系而进行转换的
2.显示弯沉曲线和载荷曲线：数据采集软件可以实时显示当前每次落锤的弯沉和荷载曲线；后期可以采用数据处理软件查看有效落锤的荷载和弯沉时程曲线
落锤系统
?TP-FWD的落锤系统被设计成一个整体，可以灵活适应各种承载底盘，包括拖车底盘和车载底盘
?传动系统由一个液压装置构成，质量块的提升和释放等都由液压装置完成
?落锤系统底部两侧配备有液压控制的机械锁定装置
车载底盘
?由于TP-FWD车载式落锤弯沉仪采用模块化设计，所以系统可适应安装于多种车载底盘（皮卡车、面包车、商务车等），在保证系统可靠性前提下，更能大限度的满足客户对车载车辆的需求。
拖车底盘
?拖车式落锤弯沉仪的承载拖车采用德国进口底盘，结构坚固稳定
?采用惯性机械制动系统和橡胶扭杆单独悬挂系统，制动灵敏可靠、行驶平稳
?单轴设计，减小转弯半径，掉头转弯更便捷
?采用球形挂钩与牵引车相连，简捷可靠
弯沉传感器及测试梁
?TP-FWD全自动落锤式弯沉仪可为客户提供测试梁多点式（标准9点）和单点式测量选择
?弯沉传感器采用进口高精度地震检波器(Geophone)，与其它进口弯沉仪一致
?弯沉传感器数量1~15个（可选）
主要功能
1.采集数据的自动导入、导出功能
2.数据的归一化处理
3.单点分布的统计、计算代表弯沉
4.计算贝克曼梁转换系数
5.接缝传荷评价、板体脱空评价、模量反算
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