柳南高速公路舊水泥混凝土路面結構承載能力評價

摘 要：舊水泥混凝土路面結構承載能力反映了路面的結構強度特性，為了對其進行客觀評價，本文通過板中彎沉值和接縫兩側彎沉差綜合評價其結構承載能力，分析了未出現(xiàn)病害的好板、破碎板和典型病害板處結構承載能力的特點和異常點出現(xiàn)的原因，為路面改擴建工程設計以及施工現(xiàn)場控制提供了重要依據。

關鍵詞：舊水泥混凝土路面；結構承載能力；彎沉；接縫傳荷能力

1 前言

路面結構承載能力反映了路面的結構強度特性，是路面改擴建設計以及施工現(xiàn)場控制的重要參數(shù)，為了對其進行客觀評價，本文通過板中彎沉值綜合評價本合同段內水混凝土路面板的結構承載能力，通過接縫兩側的彎沉差評價接縫傳荷能力并結合鉆芯結果對病害板進行成因分析。

2 柳南高速公路舊水泥混凝土路面板板中彎沉水平檢測

以來賓至賓陽段為例，調查時彎沉檢測主要針對主行車道上的路面板進行，測試間距約為5-6塊板。本文共完成了3697板的彎沉檢測，其中板中彎沉共檢測了3129塊板，統(tǒng)計數(shù)據如下述各表所示。

本次板中彎沉水平檢測主要針對路況調查中確定的未出現(xiàn)病害的好板、橫向裂縫、縱向裂縫、交叉裂縫、邊角斷裂、碎板、沉陷、錯臺、瀝青修補和復合病害的路面板進行。由板中彎沉水平的檢測統(tǒng)計結果表可以看出：

①未出現(xiàn)病害的好板和僅出現(xiàn)邊角斷裂病害的路面板，二者的彎沉值和變異系數(shù)為幾種情況中最小的，且實測數(shù)值較為平均，表明這兩種路面板的結構承載能力較好。

從人工路況調查的結果來看，未出現(xiàn)病害的好板大部分（80%-90%）都經過了灌漿處理，由于本身路面板的質量較好，再加上基層灌漿處理后提高了整個路面結構的承載能力，因而使這種路面板的彎沉值最小。因此，這種路面板不需要進行舊路處治，便可以直接罩面。

②彎沉值和變異系數(shù)最大的為碎板和出現(xiàn)復合病害的路面板。產生這兩種病害的路面板損壞都十分嚴重，多數(shù)被橫向裂縫、縱向裂縫或斜向裂縫分割成幾塊以上，難以形成整體受力，局部路段伴有沉陷、錯臺和唧泥病害出現(xiàn)；結合鉆芯的結果發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)這兩種病害的路面板板底基本上都已經產生脫空。原因在于，地表水從混凝土面板的接縫和裂縫以及修復邊界開裂處滲入路面結構內部，同時加上缺乏齊全的路面結構內部排水系統(tǒng)，滲水無法及時排出，致使二灰碎石基層表層軟化。在行車車輪的高壓作用下，表層形成稀漿，并唧出路面，導致唧漿，形成基層掏空，混凝土面板脫空形成進一步斷板碎裂。因此，造成彎沉值和變異系數(shù)較大。

這兩種病害板已經很難形成整體進行受力，且基層頂面也出現(xiàn)松散或裂縫，整個路面結構的承載能力已經嚴重衰減。因此在進行舊路處治時，應對其進行換板處理，并應該采取適當?shù)拇胧┨幹位鶎樱员ＷC整個下承層的穩(wěn)定，不擾動瀝青加鋪層。

③橫向裂縫、縱向裂縫、交叉裂縫、沉陷、錯臺、瀝青修補等病害的彎沉代表值介于25-35（0.01mm）之間，這些病害板的結構承載能力水平居中。對于這些病害板的處治方案，應該結合鉆芯調查結果和累積當量軸次的換算結果而綜合確定。

3 柳南高速公路舊路接縫傳荷能力分析

本文在調查水泥混凝土路面板的接縫傳荷能力時，將距離FWD落錘點最近的位移傳感器D（1）和較近的位移傳感器D（2）分別布置于接縫兩側，通過兩個傳感器實測值的比值即接縫傳荷系數(shù)來判斷該條接縫的傳荷能力。

根據《公路水泥混凝土路面設計規(guī)范》（JTG D40-2011）規(guī)定，水泥混凝土路面接縫傳荷能力分為四個等級。

對于來賓至賓陽段，接縫傳荷能力檢測時，首先根據路況調查結果，選擇路況為良、中、次的典型路段，對50塊以上連續(xù)路面板的接縫進行彎沉檢測。本項目共檢測了11個典型路段的接縫傳荷能力，總計568塊板。其數(shù)據統(tǒng)計結果見下表所示。

由上表中的數(shù)據可以看出，所選擇的11個路段的板邊接縫傳荷能力均不高，且變異系數(shù)較大。對于路況調查中評定為良和中的路段，其接縫傳荷能力等級基本上對應為“中”；對于路況調查中評定為次的路段，其接縫傳荷能力也較差，對應為“次”這個等級。

4 結語

上述調查結果表明：

①未出現(xiàn)病害的好板和僅出現(xiàn)邊角斷裂病害的路面板，彎沉值和變異系數(shù)最小，板邊彎沉值代表值在0～20（0.01mm），結構承載能力較好，占55%。

②彎沉值和變異系數(shù)最大的為碎板和出現(xiàn)復合病害的路面板。板邊彎沉值普遍在40以上（0.01mm），產生這兩種病害的路面板損壞都十分嚴重，占10%。

③橫向裂縫、縱向裂縫、交叉裂縫、沉陷、錯臺、瀝青修補等病害的板邊彎沉代表值介于20～40（0.01mm）之間，這些病害板的結構承載能力水平居中，占35%。

參考文獻

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