路面改造工程中檢測技術與質量控制研究

馮秋琴

（廣東全科工程檢測有限公司，廣東 廣州 511453）

0 引言

根據《國家公路網規劃（2013年—2030年）》的總體規劃，國家高速公路網總規模約13.6 萬km，普通國道網總規模26.5 萬km。截至2021年底，我國已建成高速公路超過12 萬km，國道通車里程超過25 萬km，覆蓋縣級及以上行政區域和邊境口岸。但早期規劃建設與現今狀態存在一些問題，如區域間道路分布亟待優化、城市群及都市圈網絡化有待提高、路網韌性不夠及安全應急能力不強、公路通道能力有待提升、技術等級結構需要進一步優化等。目前我國高等級公路路面結構由單一剛性路面結構網向多元化路面結構演變、交通量增大、重荷載多，造成早期損壞較多、安全性和舒適性面臨嚴重考驗，預計近年約有14萬km 道路須擴容改造，為保證道路工程改造的順利推進，必須對舊路面改造的工程質量嚴格把關。

1 工程概況

該項目始建于1994年，等級為一級公路兼城市次干道，2005年進行了擴建，加鋪瀝青混凝土路面，路基寬度54m，長度約3km，雙向6 車道。由于交通量大，沿線工業園重載車輛較多，現狀路面存在一定的病害，影響行車安全性和舒適性，同時運輸能力下降嚴重影響當地居民出行及周邊地區交通網的暢通。設計單位委托檢測單位使用檢測手段對路面損壞狀況（PCI）進行檢測和評價、路面結構層幾何參數及力學參數調查及評價，分析路面病害產生的主要原因，作為設計依據。

1.1 路面損壞狀況

1.1.1 此次勘察采用人工記錄、儀器儀表測量的方式進行，同時使用數碼相機攝像、拍照，全面調查路面破損數量、程度及分布情況，并進行定性定量地分析。根據《公路技術狀況評定標準》（JTG 5210—2018）和《公路養護技術規范》（JTG H10—2009）的有關規定。依據路段破損狀況得到病害類型、輕重程度和面積等信息，計算檢測路段的路面損壞狀況指數（PCI）和路面破損率（DR），以此來確定路面損壞狀況等級（見表1），并按照路面損壞等級進行路段劃分。以左車道為例，分路段統計路面破損狀況調查與評定結果（見表2）。

表1 路面破損狀況等級評定標準

表2 舊瀝青混凝土路面破損狀況統計表（左幅）

1.1.2 評價結果分析

由此可見，在左幅主路的三個車道中，第二車道的破損率最大，評定為“次”等級；第三車道次之，評定為“中”等級；第一車道的破損率最小，評定為“良”等級。造成第二車道病害最嚴重的原因是多方面的，主要原因如下。

第一，渠化交通致使第二車道承擔了更多的重載和超載車輛，瀝青罩面層在荷載作用下，板底失穩，形成大量的反射裂縫，部分反射裂縫引起瀝青罩面層剝落，在荷載的反復作用下，輪跡帶處產生車轍。

第二，道路橫坡不平整引起排水不暢，自路表滲入瀝青面層底的雨水從道路內側滲流至外側，但由于缺乏路面結構層內的排水系統，使層間水沒有排水通道，無法及時排出，最終匯集于第二車道和第三車道之間，而第二車道又以重載交通為主，路面在水和車輛荷載的共同作用下，出現小面積松散或裂縫等病害，細小裂縫在雨水及行車荷載的作用下產生龜裂，由于未能及時修補或修補效果不佳，發展為坑槽、塊狀裂縫等嚴重病害。

1.2 路面結構層幾何參數和力學參數調查與評價

路面結構層幾何參數和力學參數主要包括路面厚度、混凝土芯樣強度、路面承載力彎沉等。路面厚度檢測一般采用路面現場鉆取芯樣并量測總厚度的方法進行，對芯樣各結構層的混凝土類型進行分析，結合原設計、建設資料，分析判斷不同路段的結構組合形式，為道路維修設計提供依據（見圖1-圖3）。

混凝土芯樣按《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規程》（JTG 3420—2020）規定的試驗方法進行劈裂抗拉強度試驗，計算芯樣劈裂強度變異系數和劈裂強度標準值。根據道路等級、相關設計規范和交通量等級規定，確定水泥混凝土的彎拉強度標準值是否符合最低標準要求，判斷強度的符合性。

路面承載力彎沉檢測與評價使用貝克曼梁對主線舊瀝青混凝土路面進行彎沉檢測，計算彎沉代表值和彎沉變異系數，彎沉值越大則路面抵抗垂直變形的能力越弱，越容易引起破壞，使用壽命越短。

2 材料檢測的質量控制

2.1 加鋪瀝青混凝土面層質量控制要點

根據該項目交通量軸載、公路性質、使用要求、路面破損狀況和路面結構形式差異情況，遵循因地制宜，合理選材，方便施工，滿足路面強度、剛度、耐久性、水穩性的原則進行路面設計，路面結構設計為舊路面上加鋪結構層，主線路行車道段采用常規的修復處治后加鋪瀝青混凝土面層(見表3）。

表3 加鋪瀝青混凝土面層路面結構

2.2 常用原材料技術指標對工程質量的影響

施工前，應進行混凝土配合比設計。主要試驗內容是現場各種原材料的質量檢測，包括瀝青、石料、礦料等。根據現場混凝土的級配情況和設計級配的要求進行摻配，驗證級配的可行性。以瀝青路面用粗集料、瀝青和礦粉作為重點分析對象，闡述關鍵性檢測技術指標與工程質量之間的聯系。

2.2.1 粗集料在瀝青混凝土中起到骨架和支撐的作用，常規混凝土用石材檢測指標見表4。

表4 瀝青混凝土用粗集料常規檢測指標

表4（續）

2.2.2 瀝青原材的選擇主要從路用性能考慮，根據不同的性能指標對瀝青原材檢測參數及試驗過程中檢測控制要素的影響進行分析（見表5）。

表5 瀝青原材常規性能指標

2.2.3 由于瀝青混凝土的空隙較大，在瀝青混凝土中加入礦粉可以填充空隙，因此礦粉也稱為填料。礦粉和瀝青在一定條件下，可以共同形成瀝青膠漿，使瀝青混凝土的強度和穩定性大幅提高。礦粉含量的多少，常用粉膠比表示，粉膠比大，瀝青混凝土的高溫抗車轍能力較強，粉膠比小，有利于提高瀝青混凝土的低溫抗裂性（見表6）。

表6 瀝青混凝土用礦粉檢測指標

3 結語

綜上所述，在進行路面改造工程建設的過程中，應充分應用檢測技術，為道路工程設計和道路施工質量提供有力的依據，為工程舒適性、安全性、適用性提供保障。試驗檢測是工程建設中不可缺少的重要步驟，從原材料、半成品、成品的質量驗收到后期道路使用功能分析和評價，都是通過檢測技術實現質量跟蹤和施工質量控制，保證工程的使用效果和壽命，試驗檢測工作能夠及時反映工程質量問題，在工程質量出現偏差時，應對檢測結果進行分析、找出問題成因，必要時進行評價，并對工程質量控制提出改進意見，為公路改建、設計和施工提供更有價值的信息。