路面病害分析方法在養護工作中的綜合應用

余泳亮

(上海東海大橋管理有限公司 ，上海市 201308)

0 引言

隨著我國高等級道路交通量的日益增加，道路路面正面臨著嚴峻的考驗。目前，很多瀝青混凝土路面均表現出不同程度的早期破壞[1]。瀝青混凝土路面最常見的病害現象有[2]：裂縫、水破壞、松散、推移等，不僅嚴重影響著道路的通行能力，而且嚴重地威脅著交通安全[3]。因此，路面病害的防治任務是公路養護工作中的重點[4]。而對路面病害的“診斷”，則是“治療”病害的關鍵[5]。本文針對海堤段瀝青混凝土路面發生的路面病害情況，以監測、測量、無損探傷等非破損勘查技術為手段，根據長期跟蹤記錄的數據進行分析，找出了路面病害發生的原因、病害的程度，得出了可信的結論。

1 工程概況

東海大橋海堤段路面為瀝青混凝土路面。海堤工程樁號從 K27+940 至 K29+160，總長 1 220 m。海堤結構采用拋石斜坡式結構，地基加固方案采用塑料排水板堆載預壓排水固結法，海堤與兩島連接區域地基采用清淤拋石置換法。路基采用強夯法加固。道路面層結構由下至上為 300 mm 厚級配碎石、300 mm 厚水泥穩定碎石、玻纖格柵層、80 mm 厚 AC-25、60 mm 厚 AC-16。根據 2008年5月沉降監測成果看，路面后期沉降依然存在。

2 路面觀測數據分析

2006年12月，發現海堤段瀝青路面存在較多橫、縱向裂縫。在 2008年5月的觀測中，裂縫存在不同程度的發展延伸且分布較為集中，如圖1所示。最大裂縫寬度 1～2cm，局部橫、縱向裂縫的縫隙有高差現象，且 B 線側石與路面產生分離裂縫。同時，經對海堤結構及周邊情況進行檢查，并未在海堤結構處發現明顯裂縫。

圖1 2007年3月以后裂縫發展速率曲線圖

2006年11月至 2008年5月間對裂縫進行了跟蹤觀測，發現裂縫呈持續發展趨勢，但裂縫發展速率有明顯收斂跡象。如圖1所示，2007年3月份裂縫發展達到最大速率,3月份至 9月份出現迅速收斂。

3 路面監測數據分析

路面監測區域從 K27+579(PM459)至 K29+387.929(PM463),海堤段區域為 K27+940 至 K29+160。

圖2為海堤段沉降監測曲線圖。如圖2所示，沉降累計值較大區域主要分布在 K28+179（T11 監測點）至 K28+728（T20 監測點）。此區域 2006年11月1日至 2007年12月28日路面沉降監測數據，最大沉降量為 26.12 cm（監測點 T13），平均沉降量19 cm。2007年12月28日至 2008年5月22日路面沉降監測數據，最大沉降量為 6.18 cm（監測點T13），平均沉降量 4.7cm。

對沉降量較大的 T11 至 T20 共 10 個沉降監測點位進行沉降速率分析，每個監測點位共有 3 個沉降監測值，構成一個沉降監測斷面，各斷面上 1號點位沉降速率曲線如圖3所示。其中,2007年3月沉降速率達到最大,3月至 6月出現迅速收斂,2007年6月至 2008年1月速率有回升，2008年3月至 2008年5月又是一個迅速收斂情況。

圖2 海堤段沉降監測曲線圖

圖3 各斷面上 1 號點位沉降速率曲線圖

T11 至 T20 沉降監測斷面中，選取沉降較為明顯的 T11、T13 和 T20 沉降監測斷面進行分析，發現每個監測斷面的 3 個點位中，1 號點位的沉降量明顯大于 4 號點位沉降量，即海堤段路面南側沉降量大于北側沉降量，橫斷面存在差異沉降。其中T11 沉降監測斷面的 3 個點位沉降量如圖4所示。

圖4 T11 斷面沉降監測值曲線圖

4 裂縫觀測與沉降監測比對分析

根據裂縫觀測值與沉降觀測值的比對，說明海堤段路面沉降的過程也是裂縫產生的過程，從裂縫與沉降發展的速率來看，兩者的時間關聯比較明顯，沉降速率較大時，裂縫的發展速率也較大，反之亦然。從裂縫和沉降數據可以看出，2007年3月裂縫發展速率和沉降速率均達峰值，隨后迅速收斂。經查看海堤建成后外部環境后發現，這是由于 2007年3月海堤南側扭王石進行了集中吊運引起。

另外，根據裂縫統計數據可知，橫向裂縫與縱向裂縫并存，縱向裂縫最長已達 80 m，說明在海堤段瀝青路面橫斷面產生差異沉降造成橫向裂縫的同時，路面伴隨發生了滑移，由 A、B 線路面邊緣與側石間存在的縫隙情況表明路面側向位移不少于1 cm。

5 無損探測情況分析

為進一步查明海堤段道路路基的破壞情況，且避免封閉交通對道路通行造成影響，采用地球物理方法對沉降較大區域裂縫進行探查，為了解道路基本情況及后期修整措施提供了依據。檢測選取海堤段 PM28+179 至 PM28+728 區域瀝青路面進行了抽樣檢測，選取的裂縫為橫縱裂縫各一條，每條裂縫探測一個斷面。

圖5、圖6為探測結果圖示，從中可以看出裂縫所處海堤段路面面層結構基本連續,無可見斷裂現象，結構層之間雷達反射線型較為清晰，無明顯差異沉降跡象,但路基拋石層存在部分輕微擾動及下陷情況，但并未直接影響到路面結構層。

6 結語

圖5 探測與結果圖示（一）

圖6 探測與結果圖示（二）

通過以上分析可以看出，海堤段瀝青道路路基發生沉降并產生側向位移是路面產生裂縫的主要原因。瀝青路面無明顯差異沉降跡象,但路基拋石層存在部分輕微擾動及下陷情況。

路面的跟蹤測量、監測是評判路面的直觀方式，合理的數據對比、分析能使路面各階段病害突變以數理形式表現出來，為查找病因提供了有效的手段。無損探測技術應用于道路檢測目前還未廣泛采用，但其非開挖的方式普查道路路基破壞情況，是其它查勘方式不能實現的。此方式為道路的局部補強提供了依據，如配合彎沉測試數據，則能起到更好的效果。

[1] 沙慶林.高速公路瀝青混凝土路面的早期破壞[J].公路,2004,(11):76-82.

[2] 郭永祥.半剛性基層瀝青混凝土路面病害分析與路面結構設計參數研究[D].長沙：中南大學，2012.

[3] 胡江碧，費雪良，劉小明，孫東銀.路面運營安全性評價模型[J].北京工業大學學報，2008，(7).