国道３１８吴江段路面状况调查_路面状况调查
时间：2018-12-26 03:29:18 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要： 笔者对国道318吴江段进行了路面破损调查、现场取芯调查、路面弯沉测试及路基路面排水调查，对调查数据进行了统计分析，为道路改造方案提供了科学依据。 关键词： 路面破损 取芯 弯沉
国道318（G318）起点为上海，终点为西藏友谊桥，全长5476km。其中吴江段53km，现阶段吴江段部分路面水泥板破坏现象较为严重，路面状况较差，已不能满足日益增长的交通量需求。本调查利用现代化的检测设备对路面进行详细的检测，通过对检测数据的分析、评价，充分掌握现阶段路面性能的总体情况，查找路面现阶段病害发生的主要原因，为指导改造工作提供科学依据。
1. 路面破损调查
设计路段的路面破损状况采用人工现场调查的方法进行统计，主要调查路面断板、断角、破碎板、接缝损坏等病害类型的破坏程度、发展状况、位置等。
1.1 路面状况指数（PCI）
路面状况指数PCI反映调查路段路面总破损状况，是决定路面养护或改造时机的重要参考指标。根据每百米PCI统计结果对路面破损状况等级进行评定，将各破损等级路面里程占调查路段里程百分比加以统计，结果见图1。
1.2 断板率（DBL）
断板率DBL反映调查路段的路面结构性破损状况，是确定加铺方案的重要参考指标。根据每百米DBL统计结果对路面破损状况等级进行评定，将各破损等级路面里程占调查路段里程百分比加以统计，如图2所示。
调查中发现车道上出现较多贯穿全厚的断裂裂缝，板块被分割成数块。按裂缝出现的方位和板断裂的块数，分为纵、横、斜向、交叉裂缝，角隅断裂和破碎板3种。G318吴江段左、右幅行车道断板率超过20%的路段分别为32.3km、34.1km。其中部分段落行车道断板率超过50%，水泥混凝土路面结构性损坏较严重。
由PCI统计结果看出：双向四车道PCI评价等级为优，占总测试里程的85%左右，但根据项目组现场调研情况，本次设计路段水泥板破损严重，行驶舒适感差，特别是部分路段断板率评价等级为“差”，但相应的PCI评价等级却为“优”。说明规范中对于PCI的划分等级不尽合理，要求偏低。
DBL调查结果表明，左、右幅断板率评价等级为次、差的路段均各占全线长度的80％左右，说明水泥混凝土路面板破损严重，即PCI和DBL评价结果存在较大差异。所以建议本次改造设计主要采用DBL作为路面破损状况的评价依据。本次DBL统计结果表明，本次改造设计路段水泥混凝土路面破损严重。
2. 现场取芯
为了有效地评价当前水泥混凝土路面板的强度，并分析水泥板以下基层的状况，必须进行钻孔取芯。
［２］对于机动车道，分别在路面完好处、纵向裂缝、横向裂缝处取芯，取芯间隔大约为1km，对取芯现场状况做出描述（包括芯样完整性、表面状况和基层松散状况等），对取出的水泥混凝土面层进行厚度测量，评价水泥混凝土路面板厚度合格情况。面层芯样经过养生之后进行室内水泥混凝土劈裂试验，以评价水泥混凝土路面材料的弯拉强度状况［２］。在行车道上共取芯89个，其中路面完好处取59个、横向裂缝处取15个、纵向裂缝处取15个。
对于非机动车道，由于是沥青混凝土路面，面层厚度较小，基层已经严重松散，芯样无法取出，因此在非机动车道位置取3个芯样。
2.1 芯样状况
根据现场取芯情况描述，将基层的松散状况加以统计，如图3所示。
从取芯情况来看，路面完好处大部分芯样面层完好，但表面有较多孔隙，这在一定程度上降低了水泥混凝土路面的强度，部分取芯处基层已存在不同程度的松散，甚至有少量取芯处的基层严重松散，基层芯样无法取出［２］。
路面纵向、横向裂缝处所取芯样均完整裂开，说明裂缝已从水泥板的表面延伸至水泥板的底面，取芯处基层存在不同程度的松散现象，甚至已经完全松散，基层强度较低。
2.2 芯样厚度与强度
对所取路面完好处的芯样进行劈裂试验，得到芯样的劈裂强度值，由试验结果计算得到路面混凝土材料的弯拉强度和弯拉弹性模量［４］。依据《公路工程水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40-2002）关于水泥混凝土面层厚度和弯拉强度标准值的计算公式，将本次芯样厚度和强度进行统计计算［３］，结果如图4。
对路面芯样进行室内试验，结果表明：左幅水泥混凝土芯样厚度平均值为在21.5cm，弯拉强度标准值为4.19MPa，对应的弯拉弹性模量为31091MPa；右幅水泥混凝土芯样厚度平均值为21.0cm，弯拉强度标准值为4.31MPa，对应的弯拉弹性模量为31720MPa［4］。
3. 路面弯沉测试及分析
经过现场勘察的基础数据，项目组针对G318吴江段路面整体状况，在全线范围内，选取10个具有代表性的段落，每个段落500m，100块水泥板，段落内完好板每块水泥板进行板中、板角弯沉测试［5］。每个段落板中、板角各测试100个点。
通过路面表面病害进行划分为3个等级：好、中、差。由于断裂板的弯沉不进行弯沉测试，状况好的路面选取了4个段落，每个段落可测试的板块数在95块左右；状况中的路面选取了4个段落，每个段落可测试的板块数在60～70块；状况差的路面选取了2个段落，每个段落可测试的板块数在50块以下。
3.1 板中弯沉测试
针对选定段落，采用如图5中所示的弯沉测点布置，对于行车道（水泥混凝土路面）每块未断裂水泥板进行板中弯沉测试［5］。
板中弯沉测试结果表明：
路面状况较好的段落内板中代表弯沉平均值为14.2（0.01mm），基层及以下反算模量平均值为220.1MPa。
路面状况中、差路段的板中代表弯沉平均值为16.2（0.01mm），基层及以下反算模量平均值为173.2MPa。
检测结果表明：路面状况较好路段比较中、差路段的路面结构强度大，基层承载力也稍好。
3.2 板角弯沉测试
针对选定段落内每块板进行板角弯沉测试，测点布置如图5［5］。
3.2.1 水泥板体脱空情况
板底脱空判断依据为：
3.2.1.1 板角弯沉板角弯沉≥14（0.01mm），需根据具体情况决定措施，通常如果加铺层包括基层，则可不压浆；如果仅加铺面层，则需要压浆。
3.2.1.3 40（0.01mm）>板角弯沉≥20（0.01mm），板底脱空，需压浆。
3.2.1.4 板角弯沉≥40（0.01mm），板底严重脱空，需换板［3］。
根据以上板底脱空判定依据，针对测试段落内每个测点的板角弯沉进行判定，结果图6。
由于本次弯沉测试只针对未发生断裂的水泥板，故各检测路段中测点数不同，测点数越少，表明此路段中发生断裂的水泥板块越多。
从本次板角弯沉测试结果看出：路面状况好的路段板角弯沉小于14（0.01mm）的点占总测点的60%以上；路面状况中、差的路段板角弯沉小于14（0.01mm）的点占总测点的30%左右。
板角弯沉测试结果表明：水泥板断裂多的路段内，完好水泥板下发生脱空的现象越多，结合路面状况调查数据，目前G318吴江段路面出现唧浆的现象，验证了现阶段G318吴江段板体脱空的严重。
根据工程实践经验：板角弯沉大于等于14（0.01mm）的测点处存在不同程度的板底脱空。脱空现象严重路段集中在左幅行车道K67+900~K68+400、K108+000～K108+500和右幅行车道K109+100~K109+600范围内，部分路段脱空比例达到90％以上，说明，测试路段内表面未出现病害的水泥混凝土路面板板底脱空现象严重，基层承载力严重不足。
3.2.2 板体间传荷能力
项目组通过分析板角与板中的弯沉比评定水泥混凝土路面接缝传荷能力。
从板角弯沉测试结果得知：目前G318吴江段水泥混凝土板板间接缝传荷能力尚好，只有部分路段接缝传荷能力较差，如左幅行车道K99+700~K100+200，接缝传荷能力为中、差的水泥板块数为总测数的12.3％，见图7。
4. 结论
4.1 路面破损状况：DBL调查结果表明，断板率评价等级为次、差的路段均各占全线长度的80％左右，说明水泥混凝土路面板破损严重。
4.2 现场取芯状况：路面完好处大部分芯样面层完好，但部分取芯处基层已存在不同程度的松散；裂缝已从水泥板的表面延伸至水泥板的底面。
4.3 弯沉测试结果：结合路面状况调查数据，路面出现唧浆的现象，验证了现阶段G318吴江段板体脱空的严重；水泥混凝土板体间接缝传荷能力尚好，只有部分路段接缝传荷能力较差。
总之，通过以上检测结果可以得知：目前，G318吴江段路面破损已经相当严重，基层承载力严重不足，对其进行改造是当务之急。
参考文献：
［1］中华人民共和国行业标准.公路水泥混凝土路面养护技术规范（JTJ073.1－2001）.人民交通出版社，2001.
［2］中国工程建设标准化委员会标准.钻芯法检测混凝土强度技术规程（CECS03：88）.中国建筑工业出版社，2003.
［3］中华人民共和国行业标准.公路工程水泥混凝土路面设计规范（JTG D40-2002）.人民交通出版社，2002.
［4］中华人民共和国行业标准.公路工程水泥混凝土试验规程（JTG E30-2005）.人民交通出版社，2005.
［5］中华人民共和国行业标准.公路路基路面现场测试规程（JTJ 059-95）.人民交通出版社，2004.
