高速公路路面取芯试验及病害探讨范文

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【内容摘要】泛油和车辙是沥青路面最容易产生的病害，本文对东北地区某高速公路路面进行取芯检测，以分析病害产生的原因。检测结果表明：该高速公路车辙主要为压密型车辙和流动性车辙，而泛油主要是沥青用量偏多、施工工艺问题导致的，集料的压碎和磨损导致级配改变是强度降低的主要原因。

【关键词】沥青路面；取芯；检测；路面；病害

1概况

东北地区高速公路（路面结构见表1），运行通车一年后，部分路段产生了明显的泛油和车辙病害，为分析病害产生的原因，对高速公路沥青混凝土路面进行了取芯检测。本次检测共进行沥青混凝土抽提试验45组，测混合料最大密度15个；芯样试件的表干密度56个；试件马歇尔稳定度32个；抽提后矿料与沥青的粘附性8组；回收沥青的三大指标试验二组。

2检测结果分析

对试验检测结果与试验过程中发现的问题分析如下：

2.1芯样成型情况取回的芯样部分未成型，即使完整的试件面层各层分开后，也会发现层与层之间常会夹有少量灰色粉尘，尤其以中、下面层为多，中、上面层试件的空隙内也能发现此类物质。分析有以下三点原因：一是由于路面的上面层、中面层均属于透水结构，因此，路表面尘土随路表水渗入结构层，而路面下面层是不透水的，所以留在了下面层之上；二是施工过程中的路面未处理干净而留下的污物；三是行车过程中，粗级料之间相互摩擦，导致集料磨损而产生的粉尘。

2.2病害路段芯样厚度选取两处车辙、两处泛油路段，进行芯样厚度对比。从以上四组数据可以看出：行车道的上面层明显比超车道与停车带的上面层薄；行车道轮迹处的上面层比隆起处的上面层薄许多；无论何处，路面下面层的厚度差别不大。

2.3试件的表干密度仍取上述四个路段芯样，进行表干密度试验。从以上四组数据可以看出：泛油处上面层由于行车而变薄，而表干密度却没有明显增大；车辙处上面层不但变薄，而且表干密度也明显增大；无论泛油处还是车辙处，中面层的表干密度都明显增大，下面层的表干密度无明显变化。

2.4试件抽提（1）沥青含量①上面层共做试件抽提20个，沥青含量平均值是4.7%，其中，最大值为5.3%，是明显泛油处，最小值为4.3%。②中面层共做试件抽提16个，沥青含量平均值是4.4%，其中，最大值为4.6%，是泛油处的路肩，最小值为4.2%，均是路况较好处。③下面层共做试件抽提16个，沥青含量平均值是4.5%，其中，最大值为4.7%，是泛油处的路肩，最小值为4.2%，是明显泛油处。上面层与中面层的沥青用量并不很多，下面层的沥青用量却偏少，由此可以看出，泛油的原因并不仅仅是沥青用量偏多的缘故。（2）矿料级配高速公路沥青混凝土路面各层的级配类型为：上面层沥青用量为4.5%~5.3%，中面层沥青用量为3.5%~5.5%，下面层沥青用量为4.0%~6.0%。再取同一路段但不同位置所取芯样的矿料级配见表5。从表5可以看出：①上面层芯样的矿料级配与设计级配类型不符合，13.2筛孔的通过量均小于100%，有超粒径的粗集料存在；但9.5筛孔的通过量却远大于65%，其他筛孔的通过量也偏大。尤其是轮迹处，筛分所得到的级配曲线已远远偏离了设计级配曲线范围。轮迹处的级配曲线与路肩的级配曲线也相去甚远。这些现象说明：施工时的上面层级配控制不好，超粒径集料普遍存在；由于行车荷载的作用，使沥青混合料中的集料破碎或磨损，从而导致级配变细，甚至有的筛孔的通过量，车辙处与路肩相差10%以上，0.075等较细的筛孔，其通过量相差也较大，说明有集料互相摩擦，产生矿分类物质。②中面层的矿料级配也与设计的AC—20II型矿料级配范围相差较大，比设计级配细，尤其行车道的车辙处，甚至没有几个筛孔的通过量符合要求。这说明行车荷载对中面层的作用也很大，使中面层的矿料级配发生变化，但作用效果要比上面层小一些。③下面层的矿料级配曲线基本上都在AC-25I型的级配曲线范围内，轮迹处虽然比路肩的级配细，但相差不多。这说明：I型级配要比II型级配和抗滑表层抵御行车荷载的能力大得多；下面层所受的力主要是压力。因此，集料的破坏主要是被压碎。（3）砂的影响在对抽提后的矿料进行筛粉时，发现整个路段所取芯样中，砂的含量都较大，0.18、0.6和0.3的筛上大部分都是砂。尤其是下面层，砂不但多，而且粒径偏大，还有9.5筛上的砂存在。由于砂是酸性的，且呈圆形，势必对沥青混合料的抗车辙及抗水害的性能造成不良影响。

2.5试件马歇尔稳定度由于芯样有的已经破损，有的又不规格，所以，只做了部分芯样的马歇尔稳定度。试总结如下：上面层：试件的稳定度在2.43~9.94KN之间，共测八个试件（其中一个试件结果特异，未列上表），只有两个试件的稳定度大于5KN，平均值为4.61KN，车辙处的平均值为4.93KN，泛油处的为4.93KN;试件的流值在1.46~5.77mm之间，平均值为3.95mm，车辙处的平均值为3.04mm，四个试件仅一个不合格，泛油处的为4.55mm，三个试件仅一个合格。说明泛油处与车辙处的稳定度相差不大，但泛油处的流值大。中面层：试件的稳定度在3.19~9.08KN之间，共测九个试件，有五个试件的稳定度大于5KN，平均值为5.29KN，车辙处的仅一个试件，为3.23KN，泛油处的平均值为5.84KN；试件的流值在1.98~6.79mm之间，平均值为4.95mm。车辙处的值为4.72mm；泛油处的平均值为5.25mm。质量佳处的稳定度为4.90KN，流值为3.30mm。下面层：试件的稳定度在2.78~7.34KN之间，共测十个试件，稳定度全部小于7.5KN，平均值为5.59KN，车辙处的仅两个试件，平均值为6.02KN，泛油处的平均值为5.63KN；试件的流值在2.71~10.46mm之间，平均值为5.74mm。车辙处的平均值为8.36mm；泛油处的平均值为5.51mm。质量佳处的稳定度为7.23KN，流值为5.10mm。

作者：任佳1;王彪2;曹喜军3;曹春梅1 单位：1.吉林省交通科学研究所，2.吉林省公路测设技术服务中心，3.吉林省交通规划设计院