不同瀝青路面結構組合長期性能的綜合評估

（廣東華路交通科技有限公司，廣東 廣州 510420）

近年來，為更好地適應交通量增大，提高路面結構的使用壽命，我國相關道路研究機構和專家結合工程實踐，在不同地區修筑了不同結構類型的瀝青路面，并進行長期觀測，評估不同路面結構的應用效果。采用現場檢測、探地雷達等技術手段，對比分析不同路面結構與普通半剛性基層路面結構的病害特征與隱性病害分布情況，評估幾種新技術在高速公路的應用效果及時總結工程經驗，為后期的同類工程實施提供借鑒，并且對于新技術的推廣及我國高速公路建設與養護水平的提高具有重要的意義。

一、試驗及評估方法

為了有效評估不同瀝青路面結構組合的長期性能，采用不同的方法對原路面結構進行全方位的評估。

（一）分析裂縫和車轍的發展規律

傳統的半剛性基層結構瀝青路面，基層強度高，車轍主要集中在中上面層。而相關研究表明，與半剛性基層結構相比，組合式基層和柔性基層路面結構所使用的ATB-25瀝青穩定碎石具有較高的抗剪強度、抗彎拉強度和耐疲勞特性，可以減少反射裂縫，但是面臨著車轍可能發展到基層的問題。因此可從不同組合結構路面的裂縫發展規律和車轍發展規律入手，分析不同路面結構組合的長期性能演變規律。

（二）分析車轍貢獻率

為深入研究長壽命路面結構的車轍特征，通過在車轍隆起、凹陷和路肩位置鉆芯，測量不同結構層的厚度，分析車轍的發生層位和各結構層的車轍貢獻率，從而明確不同路面結構的車轍特征。

（三）分析路段雷達檢測圖像

當路面結構內部出現裂縫時，裂縫之間將會存在一些雜質，根據探地雷達的檢測原理，當探測物體介電常數發生變化時，將會產生較為強烈的信號反射，因此探地雷達可較為準確地反映裂縫發展的內部狀態。所以，通過雷達檢測圖像不僅可分析典型路段裂縫，還能分析不同結構組合裂縫發展層位的可識別程度。

二、不同路面結構組合的長期性能演變規律分析

（一）路面裂縫發展規律分析

2011年～2017年組合式基層單公里裂縫條數最少，裂縫增長速度最慢；普通水穩基層單公裂縫條數最多，裂縫增長速度最快；柔性基層的裂縫增長速度較為穩定，裂縫數量也介于組合式基層和普通水穩基層之間。這說明組合基層抗裂效果最好，柔性基層次之，普通水穩基層抗裂效果最差。

（二）路面車轍發展規律分析

通過分析3種組合結構的車轍發展規律發現，2011年～2014年，路面RD值均逐年增大，2014年之后，由于對幾種組合結構路面開展了銑刨重鋪專項養護，導致RD值逐漸減小，但總體上組合基層與柔性基層RD值略大于普通水穩基層。所以，雖然組合式基層路段較短，但路面單公里銑刨重鋪工程量是柔性基層的2倍，是普通水穩基層的2.4倍。

（三）現場檢測與不同路面結構病害特征分析

分別在組合基層和柔性基層車轍偏大的斷面取芯。具體取芯點車轍深度14.0mm～15.0mm；取芯數量為每個斷面4個，車轍隆起處2個，凹陷處1個，硬路肩處1個。

為了分析車轍斷面各結構層的車轍分布情況，采用車轍貢獻率指標評價車轍的層位分布，即按照芯樣的各層厚度，計算面層產生的車轍深度，及上、中、下、面層和基層的車轍貢獻率，定義如下。

1.路面各層基準厚度為兩側隆起處的層位厚度平均值；

2.路面車轍深度=各層基準厚度之和-凹陷處總厚度；路面各層產生的車轍=各層基準厚度-凹陷處對應的層位厚度；

3.各面層的車轍貢獻率=（各層產生的車轍/路面車轍深度）×100%；

按照上述方法，選取了兩處車轍較大處進行取芯，每處車轍位置為兩個斷面，并比較了選取段落的芯樣車轍貢獻率和取芯厚度。

三、基于雷達檢測的隱性病害分析

（一）雷達圖像解釋分析

圖1 裂縫發展至上基層

圖2 裂縫發展至下基層

根據路面狀況，采用探地雷達檢查所選擇的典型路段的裂縫病害，根據檢測結果，分析裂縫在路面結構內部的發展狀態，并用雷達圖像解釋典型路段的裂縫位置。

如圖1所示，上基層位置存在一條豎直的信號反射帶，而下基層并未出現明顯的反射信號，因此可基本判斷在該位置，裂縫發展至下基層。

如圖2所示，路表裂縫對應的基層位置，上、下基層位置均存在一條豎直的信號反射帶，因此可基本判斷在該位置，裂縫發展至下基層。

除此之外，有些裂縫的發展層位無法識別，路表裂縫對應的基層位置，上、下基層位置沒有出現明顯的信號反射，因此可初步判斷裂縫發展程度較輕，有可能僅在表面出現。

（二）隱性病害占比統計分析

路段內隱性病害主要分為層間不良、結構孔隙多、松散及含水率偏大等情況。組合式基層與柔性基層路段隱性病害均以層間不良為主，組合式基層路段層間不良略高于柔性基層；兩種結構路段層間不良的占比均大于周邊抗裂水穩及普通水穩路段。組合式基層與柔性基層路面結構內部隱性病害整體狀況略差于普通水穩及抗裂水穩，但IPCI指數均大于60，說明所選路段路面結構內部隱性病害狀況尚好；通過PCI與IPCI對比可知，組合式基層與柔性基層路面結構內部隱性病害的ICPI與PCI的發展趨勢具有一定一致性，隱性病害評價同樣適用于柔性基層及組合式基層路面。

四、結語

通過檢測和分析3種基層路面裂縫及病害的發展規律發現，不同基層結構路面單公里裂縫條數和裂縫增長速度的關系為，普通水穩基層大于柔性基層，柔性基層大于組合式基層；柔性基層和組合式基層路面的RD值略大于普通水穩基層；通過分析柔性基層和組合基層路面不同車轍斷面的芯樣厚度發現，兩種結構車轍較大路段均以中面層變形為主，車轍貢獻率均為50%以上，而柔性基層混合料的厚度變化并不明顯；組合式基層與柔性基層路段隱性病害均以層間不良為主，層間不良主要集中在ATB層與基層之間，說明材料粒徑越粗，對瀝青混合料與無機結合料的黏結性影響越大。