王燕芳　葉　青　山宏宇

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司　貴陽　550014)

城市交叉口路面病害調(diào)查與分析

王燕芳葉青山宏宇

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司貴陽550014)

摘要城市道路交叉口瀝青路面最常見的問題是車轍、擁包等永久變形病害。交叉口處車速低，瀝青混合料性能下降；車輛加速減速轉(zhuǎn)向等行為在交叉口路表施加應(yīng)力；交叉口處交通渠化嚴(yán)重。以上因素使得交叉口路面出現(xiàn)不同程度的病害。針對交叉口路面的特點(diǎn)，文中通過對城市道路交叉口路面病害的綜合調(diào)查，為交叉口路面病害的原因分析，以及交叉口路面用混合料的設(shè)計(jì)制定奠定基礎(chǔ)，同時(shí)也為城市交叉口使用狀況數(shù)據(jù)庫的建立提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞城市交叉口路面病害綜合調(diào)查使用狀況

隨著市民生活水平的不斷提高，城市道路的交通量也越來越大，因此對城市道路的路用性能的要求也就越來越高。然而，許多城市道路瀝青路面由于結(jié)構(gòu)、材料設(shè)計(jì)不合理[1]，施工不規(guī)范導(dǎo)致早期破壞現(xiàn)象嚴(yán)重。文中調(diào)查合肥市典型路段交叉口的交通量、材料組成、破壞形式、彎沉、平整度等狀況，對路面破壞的原因進(jìn)行分析。

1　路面破損調(diào)查

1.1調(diào)查方法

在現(xiàn)場調(diào)查時(shí)，由于城市道路交叉口區(qū)域?yàn)r青路面的車轍病害[2]極為嚴(yán)重，因此本文把車轍檢測從其他一般破損調(diào)查中抽出來單獨(dú)敘述。

(1) 一般破損調(diào)查。采用人工檢測，由2～4名專業(yè)檢測人員組成一組，沿路面仔細(xì)觀測路面破損情況，并用量尺測試路段的路面上各類破損的長度或范圍，并計(jì)算路面破損率及裂縫率等。

(2) 車轍檢測。①車轍測試的基準(zhǔn)測量寬度為1個(gè)車道寬度，測定斷面選在路口各車道最大車轍深度處；②將路面橫斷面尺架在測定斷面上，由目測確定最大車轍深度位置，用尺量取最大轍槽深度，并用皮尺量取各路口最大車轍長度；③測定結(jié)果計(jì)算整理。

1.2調(diào)查結(jié)果及分析

將檢測得的車轍深度匯總，分析檢測報(bào)告，可以看出：

(1) 美菱大道與二環(huán)路交叉口的車轍最大深度為45mm，為5個(gè)交叉口中最嚴(yán)重，美菱大道上從北向南的行車道方向上車轍嚴(yán)重，二環(huán)路上由東向西行車道方向上右幅的車轍較嚴(yán)重，其中二環(huán)路允許大車通行，其車轍嚴(yán)重與交通重載有關(guān)。

(2) 馬鞍山路與蕪湖路交叉口，蕪湖路上由東向西行車道方向的車轍深度較大(35mm)。

(3) 桐城路與蕪湖路交叉口，蕪湖路上由西向東行車道方向上車轍深度較大(35mm)。

而對于其他破損，由檢測調(diào)查報(bào)告分析得：

(1) 總體而言，裂縫破壞不是很嚴(yán)重，馬鞍山路與蕪湖路交叉口可見裂縫較多，桐城路二環(huán)路交叉口，美菱大道二環(huán)路交叉口及桐城路蕪湖路交叉口都未見裂縫。

(2) 松散類損害也不嚴(yán)重。

(3) 這5個(gè)交叉口測得的平整度都滿足規(guī)范要求。

2　交通量調(diào)查

調(diào)查了3個(gè)交叉口(美菱大道與二環(huán)路交叉口、潛山路與休寧路交叉口、蕪湖路與桐城路交叉口)的24h交通量情況。

2.1交通量調(diào)查結(jié)果

交通量調(diào)查匯總見表1。

表1　交通量調(diào)查匯總表

由表1可見，調(diào)查的3個(gè)交叉口中，蕪湖路與桐城路交叉口和美菱大道與二環(huán)路交叉口處的交通量非常大；由于蕪湖路只讓小車通行，故蕪湖路與桐城路交叉口處的交通組成中，幾乎都是客車，其中小客車約占90%；潛山路與休寧路交叉口處，車輛組成也是以小客車為主；美菱大道與二環(huán)路交叉口處，有重車經(jīng)過，交通組成中，小客車約占一半。

2.2軸載換算

根據(jù)《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD50-2006)，我國瀝青路面設(shè)計(jì)以重100kN的單軸荷載作為標(biāo)準(zhǔn)軸載，其他車輛都要換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次[3]，匯總見表2。

表2　換算軸載匯總

由表2可見，美菱大道與二環(huán)路交叉口處的軸載次數(shù)最多，是因二環(huán)路有大車經(jīng)過；潛山路與休寧路交叉口和蕪湖路與桐城路交叉口處的軸載次數(shù)較小，是因其交通組成中，客車的比例最大；可以看出，重載車對于路面使用狀況的影響較大。

3　路面強(qiáng)度調(diào)查

路面強(qiáng)度調(diào)查主要用于評價(jià)路面結(jié)構(gòu)的承載能力，并依此判斷路面結(jié)構(gòu)的完好程度和其損壞的速度，以確定必要的養(yǎng)護(hù)措施。

一般瀝青路面采用強(qiáng)度系數(shù)SSI作為評價(jià)指標(biāo)[3]，對3個(gè)交叉口用貝克梁法進(jìn)行了彎沉測定，通過計(jì)算得到評定交叉口路面的強(qiáng)度系數(shù)，3個(gè)交叉口的路面強(qiáng)度評價(jià)結(jié)果見表3。

表3　交叉口強(qiáng)度評價(jià)結(jié)果

從表3強(qiáng)度系數(shù)可以看出，路面的強(qiáng)度大部分為優(yōu)，但潛山路南向右幅的代表彎沉值較大。

4　面層材料組成調(diào)查

4.1路面鉆心取樣

根據(jù)交叉口路面破損狀況調(diào)查發(fā)現(xiàn)，道路交叉口路面的主要破損形式是車轍，現(xiàn)場鉆心取樣的具體位置就按照車轍轍槽的位置來確定，分別在所調(diào)查交叉口的各路口路面車轍轍槽深度較大處及表面正常處及過渡點(diǎn)處鉆取心樣，即交叉口的每個(gè)路口各取3個(gè)心樣。

在5個(gè)交叉口分別鉆取3個(gè)直徑為100mm的馬歇爾心樣，其心樣描述見圖1、圖2，圖中左至右依次為車轍點(diǎn)、過渡點(diǎn)、正常點(diǎn)。

圖1　潛山路與二環(huán)路交叉口心樣

圖2　美菱大道與二環(huán)路交叉口心樣

4.2心樣試驗(yàn)分析

對鉆取的心樣分別進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)和抽提篩分試驗(yàn)，以測定其物理力學(xué)指標(biāo)并獲得級配數(shù)據(jù)。用水中重法測定試件的密度，試樣的最大理論密度是由真空法測得，之后可計(jì)算得到空隙率等體積指標(biāo)。心樣混合料的抽提采用LX-LCⅢ型全自動瀝青抽提儀，該設(shè)備采用高速離心分離技術(shù)提取瀝青混合料中的瀝青組分，可以快速測定心樣各層混合料的油石比，之后對抽提后得到的礦料進(jìn)行篩分，得到心樣各層的篩分級配。

4.2.1馬歇爾試驗(yàn)

心樣馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4　上面層心樣馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

4.2.2抽提篩分試驗(yàn)

心樣進(jìn)行抽提及篩分試驗(yàn)，將各個(gè)面層的心樣級配歸組，即得到車轍點(diǎn)處和正常點(diǎn)處所有級配的上限及下限，體現(xiàn)在級配曲線圖上，心樣上中下面層的級配曲線范圍見圖3～圖5。

圖3　上面層車轍點(diǎn)與正常點(diǎn)級配曲線范圍

圖4　中面層車轍點(diǎn)與正常點(diǎn)級配曲線范圍

圖5　下面層車轍點(diǎn)與正常點(diǎn)級配曲線范圍

4.3試驗(yàn)結(jié)果分析

從心樣馬歇爾試驗(yàn)和抽提篩分試驗(yàn)結(jié)果可見：

(1) 車轍點(diǎn)處的心樣的空隙率普遍比正常點(diǎn)處的小，這表明，交叉口處在啟動/制動交通下產(chǎn)生的永久變形導(dǎo)致瀝青混合料過分密實(shí)。因此，在瀝青路面施工過程中，加強(qiáng)碾壓使剩余孔隙率控制在要求范圍內(nèi)，對減少車轍變形非常重要。

(2) 由篩分抽提結(jié)果可以看出，心樣的油石比普遍偏大，這成為可能導(dǎo)致車轍產(chǎn)生的原因。瀝青用量過大，游離瀝青較多，消弱了礦粉之間對高溫穩(wěn)定性起決定性作用的嵌擠力，從而使瀝青混合料易于流動變形而形成車轍。故應(yīng)選擇適應(yīng)的瀝青用量。

收稿日期：2015-04-16

DOI10.3963/j.issn.1671-7570.2015.04.023