（道路与铁道工程专业论文）浙江省高速公路沥青路面早期病害原因分析及防治对策研究.pdf

摘要 浙江省已建成通车的高速公路路面结构形式大多为半刚性基层的沥青混凝 土面层。近年来，随着交通流量的不断增长及重载交通的影响，部分高速公路路 面面层呈现出一定的早期破坏，如开裂、车辙、松散及坑槽等现象，严重影响路 面使用品质和公路投资效益，因而对沥青路面的早期病害产生的原因及防治问题 引起公路交通行业的高度关注。本文总结浙江省高速公路沥青路面建设的成功经 验，通过对省内部分高速公路沥青路面进行详细调查研究，针对各种病害，从原 材料、路面结构组合及施工工艺等方面进行研究与分析，在此基础上提出浙江省 高速公路沥青路面设计、施工过程中存在的问题及预防措施。研究结果表明，选 择适合于浙江省高速公路沥青路面的原材料及旖工工艺，对提高沥青路面使用质 量和使用性能、延长沥青路面使用寿命具有重要的现实意义，具有很好的推广价 值。 关键词：沥青路面路况调查早期病害防治措施 t 1 l em o s t l yh i g h w a yp a v e m e n ts t n l c t u r ef 0 姗o fz h e j i a n gp r o v i n c e ，w h i c hi s o p e nt ot r a f f i ca 1 1 dw h i c hh a sc o m p l e t e d ，i sh a l fr i 沓db a s ei s l e ta s p h a l t n c r e t e s u r f a c el a y e r i nr e c e n ty e a r s ，a l o n gw i t ht r a m cn o wu n c e a s i n gg m w t ha i l dh e a v y l o a dr a n s p o r t a t i o ni n n u e n c e ，t h ep a n i a lh i g h w a y sr o a dm a tp r e s e n t st h ec e n a i ne a r l y d e s t m c t i o n ，a st h ed e h i s c e n c e ，t h ew h e e ln l t ， 1 0 0 s ea n dp o t h o l ee t c ，s e r i o u s l y i n n u e n c ct h er o a ds u i a c et ou s eq u a l i t ya n dh i g h w a yi n v e s t m e n tb e n e m ，t h e r e f o r e a r o u s e 乎e a tc o n c e mf 幻mh i g h w a y c o m m u n i c a t i o nt r a d et ot h er e a s o ne m e 唱i n gi n e a r l yd i s e a s eo nr o a ds u r f a c eo fb i t u m e n a n dp r e v e n t i o na n dc u r eq u e s t i o n t h i sa r t i c l e s u m m a r i z e st h ez h e j i a n gp r o v i n c eh i g h w a yb i t u m i n o u sp a v e m e n t n s t n l c t i o n s u c c e s se x p e r i e n c e ，t h r o u 曲t h ec l o s ei n v e s t i g a t i o nr e s e a r c ho ft h ep a n i a lh i g h w a y s b i t u m i n o u sp a v e m e n tc o n d u c t so fo u rp r o v i n c e ，i nv i e wo fe a c hl ( i n do fp l a n td i s e a s e ， t or e s e a r c ha n dt h em i n u t ef r o ma s p e c t ，r a wm a t e r i a l ，p a v e m e n ts t n l c t u r e m b i n a t i o na n dc o n s t m c t i o nc r a f tq u a l i t y n t r o lc o n d u c t s i i lt h i sf o u n d a t i o n p r o p o s et h eq u e s t i o n sa n dp r e v e n t i v em e a s u r e si nt h eh i 曲w a yb i t u m i n o u sp a v e m e n t d e s i 印n s t r u c t i o np m c e s si nz h e j i a n gp r o v i n c e t h ef i n d i n g si n d i c a t e st h a t ，t h e c h o i c eo fr a wm a t e r i a la n dt h ec o n s t n l c t i o nc r a f tw h i c hs u i t st ot h ez h e j i a n gp r o v i n c e h i g h w a yb i t u m i n o u sp a v e m e n t ，t oi m p r o v et h eb i t u m i n o u sp a v e m e n tu s eq u a l i t ya n d t h eo p e r a t i o n a ip e b 兀n a n c e ，l e n g t h e nt h eb i t u m i n o u sp a v e m e n ts e r v i c el i f eh a st h e i m p o n a n tp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c ea n dt h ev e r yg o o dp r o m o t e dp r i c e 1 【e y w o r d ：b i t u m i n o u sp a v e m e n t s t a t eo fr o a d si n v e s t i g a t i o ne a r l yp l a n td i s e a s e p r e v e n t i n ga n dc o n t r o u i n gm e a s u r e 论立雅刨住声明 本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行 研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的 研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论 文中刁i 包含任何未加明确注明的其他个人或集体己经公开发表的成 果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：知冉强， 2 r g 年f 月厅日 论支知识产权仅属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归 属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请 专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的 学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 叠，一占年歹月，歹日 弦毋6 卑fal q 恐 髫 舟 彦 舟矗 名 孔 制 名 者 签 作 f 嗍 师 沦 导 第一章绪论 1 1 问题的提出及研究目的和意义 1 9 9 2 年钱江二桥接线工程建成通车，实现了浙江省高速公路建设零的突破， 此后浙江省高速公路建设迅速发展，到2 0 0 3 年底，高速公路通车里程达1 4 3 8 公 里，基本实现杭州到省内其它中心城市“四小时公路交通圈”。本届政府 ( 2 0 0 3 2 0 0 7 ) 提出任期内实现“高速网络工程”，即到2 0 0 7 年底计划新建高速 公路1 0 0 0 公里，力争1 2 0 0 公里，达到省内成网，与周边省市贯通，并接轨上海， 形成长三角主骨架网络的总目标。 目前浙江省已建成通车的高速公路路面结构形式大多为半刚性基层，沥青混 凝土面层。经过沪杭甬、上三、甬台温、金丽温、杭金衢、杭州绕城路、乍嘉苏 等1 4 3 8 公里高速公路沥青路面的实践与探索，浙江省沥青路面的总体建设水平 从设计、施工到行业管理都有了显著提高。然而随着交通量的不断增长，部分高 速公路路面呈现出一定程度的早期破坏，如开裂、泛油、车辙、松散等现象。还 有个别高速公路局部路段通车不到一年，就大面积破损而不得不将原沥青面层铣 刨后重新铺面层的现象，这些早期病害不仅直接导致沥青路面的服务水平降低， 而且影响了高速公路的正常运营，增加了养护成本，造成了巨大的经济损失和不 好的社会影响。因此针对浙江省高速公路的实际情况，研究沥青路面早期病害的 形成原因以及防治措施，从设计、施工、管理上进行改进完善，并根据不同类型 的病害采取不同的防治措施是目前浙江省高速公路沥青路面亟需解决的重要课 题，对提高沥青路面的使用质量和使用性能、延长沥青路面的使用寿命具有重要 的现实意义，对于深化该领域的研究也有积极作用。 1 2 国内外研究现状 国外许多研究人员对沥青路面的早期破坏进行了大量的研究，文献l lj 调查了 密歇根州的1 5 条高速公路，得出路面早期破坏的主要形式有两种：松散和裂缝： 文献1 2 】根据佛罗里达州运用s u p e r p a v e 方法设计的几条高速公路初期产生车辙的 情况，认为沥青混合料中细集料的含量太多，不适应大交通量的要求，通过调整 细集料含量能减少车辙；文献【3 】分析了水与沥青路面发生早期破坏的关系，认为 基层中的饱和水或过量水使其强度降低，是导致沥青路面发生早期破坏的根本原 因；文献【4 l 根据美国的透水性试验成果，指出只要混合料的现场空隙率小于8 ， 透水性不会成为一个明显的问题，但当空隙率大于8 时，透水性就很快地增加， 而且由试验得：压实度为1 0 0 ，实际相当于沥青混凝土的空隙率约4 ，压实度 为9 8 实际相当于沥青混凝土的空隙率约6 ，压实度为9 6 实际相当于沥青混 凝土的空隙率约8 ，对比我国规范规定9 6 的压实度，推论压实度标准偏低可 能是造成路面早期破坏的原因； 我国国内关于沥青路面早期破坏研究较晚，文献【5 】利用分形理论中的重正化 群方法从理论上计算出级配沥青混合料形成透水的连通空隙的空隙率为1 7 3 3 ，空隙率在8 一1 7 3 3 是最不利的范围，水易渗入但不宜排除，是我国沥 青路面出现早期破坏较为普遍的主要原因。文献【6 】1 7 】更进一步指出，只要自由水 浸入或滞留在沥青混凝土空隙中，不管是传统的沥青混凝土还是改性沥青或加抗 剥落剂的s m a ，在大量行车作用下，都会产生沥青剥落现象并发生水破坏；文 献【8 j 总结了沥青路面出现水损害的特点，从多个方面分析了产生水损害的原因， 最后指出加强压实、减少空隙率，做好路面排水，确保排水通畅可以有效地防止 高速公路的水损害；文献【9 】根据在印第安纳州某试验路采用不同类型的改性剂，研 究它们性能的差异，发现改性沥青可以减少裂缝；文献【1 0 l 根据安徽近年修建采用 半刚性基层的高速公路出现的早期破坏现象从设计规范、施工管理和材料等方面 分析了半刚性基层上沥青路面出现早期破坏的原因，提出较小表面层空隙率、确 保压实度可以有效的减少半刚性沥青路面的早期破坏；文献【1 6 】以高速公路的典型 结构为例，分析了不同比例、不同程度的超重交通荷载对路面结构的影响，分别 从路表弯沉、整体性材料层底拉应力、路表车辙等方面，说明超重载交通对路面 结构破坏性较强，是引起路面早期损坏的重要原因：文献【1 1 l 认为沥青混合料的离 析和路面在局部压实不均匀是造成路面局部水损害的根源，引述s t c v er e a d 在研 究华盛顿沥青路面的周期性离析时，首先提出了温差引起的破坏问题，他指出周 期性离析问题与从沥青混凝土拌和厂将混合料运送到铺筑现场过程中沥青混合 料的温度差别有关，热拌沥青混合料的温度差异导致了铺筑层产生的潜在破坏： 文献【1 2 j 在路面调查时，发现早期破坏中的泛油与传统泛油之间存在较大差异，通 过在破损处提取的芯样揭示了新泛油现象产生的机理，认为高速行车引起的动水 压力和荷载的综合作用使沥青内部的沥青发生剥落并向上迁移是产生新泛油的 根源；文献【1 3 】通过对上海和浙江9 条高速公路沥青路面现场调查和试验，介绍了 沥青路面产生早期破坏的主要原因即水损坏现象，系统地分析了沥青路面产生水 损坏的产生及发展机理、特征，从设计、施工等环节等提出了防治水损坏的技术 措施，并对沥青一集料间的粘附性指标提出了要求：文献【1 4 】从沥青路面空隙动水 压力对沥青路面的影响等方面着手，分析水损害机理，通过水损害全过程分析， 指出设置结构内部排水性基层是解决水损坏的有效措施，并讨论了排水性基层材 料和设置排水性基层沥青路面的排水性能；文献【1 5 】根据两条高速公路沥青路面出 现早期破坏的详细调查，从路面结构、路面压实、施工组织、试验方法和路面材 料等几个方面，分析了沥青路面出现早期损坏的原因；文献1 1 6 】指出热拌沥青混合 料的离析易导致松散和坑洞病害，导致路面性能下降，研究了离析和路面性能之 间的关系。文献【1 刀指出路基和沥青混合料的压实度直接影响路面的长期使用性 能，分析了它们对路面性能的影响【1 8 】。 由于沥青路面的早期破坏既有普遍性又有鲜明的地方特性，与当地的自然环 境，经济状况等因素密切相关，因此，本文在对几条高速公路较全面的调查基础 上，从原材料、混合料配合比及施工工艺等方面入手，分析了浙江省高速公路沥 青路面出现早期破坏的原因，并提出解决问题的措旌。 1 3 本文研究的主要内容 总结浙江省高速公路沥青路面建设的成功经验，调查分析早期破损的原因、 建设过程中存在的问题，提出解决对策与措施，提高浙江省沥青路面的建设水平， 在新目标、新形势下打造浙江高速公路的新品牌。 主要研究的内容： ( 1 ) 浙江省部分高速公路沥青路面进行路况调查： ( 2 ) 调查分析浙江省高速公路路面建设过程中存在的问题。 ( 3 ) 对典型的沥青路面病害进行原因分析。 ( 4 ) 研究浙江省高速公路沥青路面早期病害的防治对策。 第二章浙江省高速公路沥青路面调查 浙江省地处中国东南沿海长江三角洲南翼，东临东海，南接福建，西与江西、 安徽相连，北与上海、江苏接壤。浙江地形复杂，山地和丘陵占7 0 4 ，平原和 盆地占2 3 3 ，河流和湖泊占6 4 ，耕地面积仅2 0 8 1 7 万公倾，故有“七山一 水两分田”之说。地形由西南向东北倾斜，大致可分为浙北平原、浙西丘陵、浙 东丘陵、中部金衙盆地、浙南山地、东南沿海平原及滨海岛屿等六个地形区。 浙江省第十一次党代会和十届人大一次会议对交通建设作了战略部署，指出 我省今后5 年要全面提升基础设施的网络化程度、现代化水平和综合服务能力， 把交通建设的主攻方向放在加快高速公路主骨架、完善城际以及省际骨干网、提 高农村公路的通达深度和质量上。浙江省交通厅围绕省委、省政府提出的战略部 署和工作目标，提出本届政府交通建设以接轨上海、构筑长三角区域大交通和宁 波舟山港口资源整合为龙头，公路以高速公路和农村公路建设为重点，水路以沿 海港和高等级航道建设为重点，实施交通“六大工程”，实现浙江交通新的跨越 式发展。 高速公路网络化是交通现代化的主要标志之一。未来一个时期，全省公路建 设更加突出高速公路建设，进一步完善高速公路主骨架网络规划，遵守“加密、 成网、贯通”和“高起点、高水平、适度超前”的原则进行规划、实施。浙江高 速公路网络规划重点突出：接轨上海、拓展沿海、挺进腹地、贯通省外。 到2 0 0 7 年底全省高速公路里程达2 3 0 0 公里，力争达到2 5 0 0 公里，达到省 内成网，与同边省市贯通，并接轨上海，形成长三角主骨架网络，提高高速公路 网络整体效益。为2 0 1 0 年全省高速公路总里程实现4 0 0 0 公里打下基础。 2 1 路况调查 调查主要分两阶段进行，2 0 0 3 年1 2 月，对杭宁二期、甬台温宁波段二期、 上三线天台段、杭金衢1 0 标、乍嘉苏、杭州市绕城东线等高速公路进行问卷调 查、实地目测及专家座谈。2 0 0 4 年6 月对杭宁二期工程、杭金衢高速公路、杭 州市绕城东线、南线、北线高速公路采用查阅竣工文件、实地检测、钻芯取样、 室内试验分析等方式进行调查( 2 0 0 4 年1 2 月对甬台温高速公路乐清段进行了补 充调查) 。 从基本路况看，浙江省沥青路面早期破坏现象较为普遍，尤其以上坡路段、 挖方路段、桥面破坏最为严重。早期破坏主要有车辙拥包、水破坏引起的松散、 翻浆、坑洞等、以及反射裂缝、沉陷裂缝等。 2 1 1 杭宁二期 杭宁二期路线全长6 3 6 4 公里，于2 0 0 2 年1 2 月建成通车， 2 0 0 3 年父子岭 一夹铺段断面平均混合交通量9 0 6 6 辆日，其中四类车以上3 5 辆日。2 0 0 4 年6 月调查时基本路况为：路面基本平整，无明显病害，个别桥头有跳车现象，主车 道存在1 2 c m 的车辙，无大面积修补。余杭段、长兴段车辙产生程度相对较重， 辙槽1 4 c m ，裂缝全线均有产生，德清、湖州段相对较多，最多处每公里达到2 0 条，桥面破损全线均有发生，翻浆在德清个别挖方路段相对严重，桥面坑洞在全 线不同程度的存在，个别桥梁伸缩缝破损。 2 1 2 甬台温宁波段二期 甬台温宁波段二期路线全长3 6 6 5 公里，于2 0 0 1 年1 2 月建成通车，2 0 0 3 年西店一宁海段断面平均混合交通量8 8 8 4 辆日，其中四类车以上9 6 7 辆日。2 0 0 3 年1 2 月调查时基本路况为：桥头己加铺，路面基本平整，个别路段有路基沉陷 及坑洞，无明显车辙，无大面积修补。 2 1 3 上三线天台段 上三线路线全长1 4 2 公里，于2 0 0 0 年1 2 月建成通车，2 0 0 3 年白鹤一天台 段断面平均混合交通量1 3 3 5 8 辆日，其中四类车以上1 6 2 辆日；2 0 0 3 年1 2 月 调查时基本路况为：路面基本平整，无明显车辙、沉陷及坑洞，无大面积修补。 半填半挖路段出现较多的纵向裂缝，填挖交界处出现较多的横向裂缝。 2 1 4 杭金衢 杭金衢一期路线全长2 3 6 5 公里，于2 0 0 2 年1 2 月建成通车，2 0 0 3 年浦江 一义乌段断面平均混合交通量1 4 4 0 7 辆日，其中四类车以上3 5 6 辆日。2 0 0 4 年 6 月调查时基本路况为：路面基本平整，无大面积修补，主车道有1 6 c m 车辙， 上坡路段尤其明显，桥面经修补的坑洞较多。衢州段以沉陷网裂、连续坑洞和翻 浆为主要病害，是全线中较为严重的，另外，局部段落存在车辙，裂缝和桥面坑 洞：金华段以沉陷网裂、连续坑洞、翻浆、桥梁伸缩缝破损为主要病害，坑洞一 般发生在主车道，密集处每3 0 米有一个坑洞。杭绍段以裂缝、车辙、桥头沉陷 为主要病害，同时有一定数量的坑洞，裂缝多发处每公里多达1 8 条，车辙多发 生在行车道，辙槽1 2 锄，桥头基本上都沉降，有些沉降值大于6 c m 。 2 1 5 乍嘉苏 路线全长5 3 8 公里，于2 0 0 2 年1 2 月建成通车。2 0 0 3 年嘉兴一象贤收费站 段断面平均混合交通量1 5 6 4 1 辆日，其中四类车以上2 0 7 辆日；嘉兴一嘉兴枢 纽段断面平均混合交通量1 5 5 6 4 辆，日，其中四类车以上2 2 0 辆，日。2 0 0 3 年1 2 月调查时基本路况为路面基本平整，无明显路基沉陷、坑洞，无大面积修补，桥 头基本无跳车现象，王江泾至嘉兴段主车道有1 2 c i i l 车辙，嘉兴至乍浦段软基处 理路段在桥头4 0 米处有对称的贯穿全段面的横向裂缝。 2 1 6 杭州绕城东线 路线全长2 3 5 公里，于2 0 0 2 年1 2 月建成通车，2 0 0 3 年下沙一海宁段断面 平均混合交通量2 7 9 2 5 辆日，其中四类车以上h 8 1 辆日；下沙一红垦段断面平 均混合交通量2 8 4 5 5 辆，日，其中四类车以上1 1 5 8 辆日。2 0 0 4 年6 月调查时基 本路况为路面基本平整，个别桥头有跳车现象，病害主要发生在下沙至海宁段的 行车道，其主要形式为松散、沉陷裂缝、翻浆、坑洞、裂缝、拥包。 2 1 7 杭州绕城南线 路线全长2 3 公里，2 0 0 3 年1 2 月建成通车。2 0 0 4 年6 月调查时基本路况为： 路面基本平整，无明显病害，个别桥头有跳车现象，主车道存在1 2 c m 的车辙， 无大面积修补。病害尚不严重，主要为局部的小坑洞以及轻度车辙( 辙槽小于 2 锄) 。 2 1 8 杭州绕城北线一期 路线全长2 9 公里，2 0 0 1 年1 2 月建成通车，2 2 0 0 4 年6 月调查时基本路况为： 路面基本平整，无明显车辙，半填半挖路段出现较多的纵向裂缝，填挖交界处出 现较多的横向裂缝。病害主要形式为翻浆、松散、沉陷裂缝、坑洞、裂缝、车辙、 磨光和拥包，裂缝最多地段每公里达2 5 条，有贯通与半贯通，坑洞与修补每公 里达2 3 处，且修补面积在1 平方米以上的达1 7 处。 2 1 9 甬台温高速公路温州乐清段 路线全长6 3 3 公里，其中，2 0 0 1 年1 2 月建成通车3 0 公里，2 0 0 2 年月建成 通车3 3 3 公里。2 0 0 3 年雁荡山一蒲歧收费站断面平均混合交通量1 1 4 1 9 辆日， 其中四类车以上4 3 0 辆日；乐清一蒲歧收费站断面平均混合交通量1 2 1 0 1 辆日， 其中四类车以上4 3 0 辆日：到2 0 0 4 年1 2 月底调查时基本路况为路面基本平整， 无明显车辙、无大面积修补，无明显路基沉陷、坑洞，有少量的裂缝和轻微的桥 头跳车。 由以上数据可以看出，大多数高速公路通车两到三年后出现较大范围的病 害，其中半填半挖路段易出现纵向裂缝，填挖交界处易出现横向裂缝，交通量较 大的路段发生车辙的现象较多。 2 2 路面结构形式调查 浙江省已建成通车的高速公路路面结构形式为半刚性基层，沥青混凝土面 层。基层主要有二灰碎石和水稳碎石两种，厚度为4 3 5 6c m ，沥青混凝土分三 层，中下面层基本采用a c 一2 0i 、a c 一2 5i 型结构，上面层结构主要有a k 一1 3 a 、 a c 1 3i 、a k 1 3 ( 调整型) 、s m a 一1 3 四种形式，路面面层厚度为1 5 1 7c m ( 详见 表2 1 ) 。 路面结构形式调查表( 2 1 ) 7 高速公路调查里程路面结构 名称( 公里) 表面层中面层下面层基层底基层 4 c m6 c m7 杭宁二期 6 3 6 3 2 c m 水稳碎石2 0 c m 水稳碎石 a c 1 3 ia c 2 0 ia c 2 5 i 甬台温宁 3 6 7 4 c m ) c m6 c m 2 1 c m 二灰碎石2 2 c m 二灰碎石 波段二期 a k 一1 3 aa c 2 0 ia c 一2 5 i 3 5 c m 水稳碎石 ( 干燥) 上三线天4 c m) c m7 c m 3 8 c m 水稳碎石 台段 1 4 2 2 0 c m 水稳碎石 a k 1 6 aa c 2 0 ia c 3 0 i ( 中湿) 1 5 c m 水稳碎石 ( 岩石) 4 c m 6 c m 7 c m 杭金衢 2 3 7 a k 1 3 调3 6 c m 水稳砂砾2 0 c m 级配砂砾 整型 a c 一2 0 ia c 一2 5 i 4 c m5 c m，c m 乍嘉苏 5 3 8 3 0 c m 二灰碎石2 0 c m 二灰碎石 s m a 1 3a c 1 6 ia c 一2 5 i 杭州绕城 2 3 5 4 c m6 c m7 c m 3 2 c m 水稳碎石1 6 c m 水稳碎石 东线a k 1 3 aa c 2 0 ia c 一2 5 i 4 c m6 c m 杭州绕城 2 3 a k - 1 3 调 a c 2 0 调 6 c m 3 2 c m 水稳碎石1 8 c m 水稳碎石 南线 a c 2 5 i 整型整型 杭州绕城 2 9 4 c m6 c m7 c m 3 3 c m 二灰碎石2 0 c m 水稳碎石 北线一期 a c 1 3 ia c 2 0 ia c 2 5 i i 甬台温温 4 a n，c m6 c m 州乐清段 6 3 3 3 0 c m 水稳碎石2 0 c m 水稳碎石 a c 1 3 ia c 2 0 ia c 一2 5 i i 2 3 主要原材料使用情况调查与分析 2 3 1 集料 浙江省高速公路建设对原材料的选用遵循“因地制宜”的原则，就近选用原 材料，降低了造价，带动了地方建材业的发展。从调查情况看，高速公路上面层 粗集料采用玄武岩或辉绿岩或凝灰岩，中下面层采用的粗集料为石灰岩或凝灰岩 或辉绿岩( 详见表2 2 ) 。上面层粗集料的选用基本达到了预期的目的，但中下 面层粗集料的选用就存在一定的缺陷，中下面层粗集料一般选用石灰岩、辉绿岩 和凝灰岩，特别是石灰岩，由于大家普遍认为石灰岩适应于沥青面层的施工，但 石料开采时山皮处理不干净，加上石灰岩中方解石等软弱颗粒充斥其中，致使石 灰岩强度普遍偏低等因素，从而造成软弱颗粒偏多，黏附性不强以及碾压时颗粒 破碎，直接影响到沥青混凝土整体强度和整体性。 在调查中发现我省料矿大多存在着集料质量不高( 掺杂一定的非适用材料) 、 破碎方法落后等问题，对上面层的矿料片面追求玄武岩，而不是从指标上进行比 选，对原材料的实际质量疏于管理，从而埋下了质量隐患。 2 3 2 沥青 本次调查的高速公路上面层大多采用进口s b s 改性沥青( 乍嘉苏、甬台温温 州乐清段为现场改性国产沥青) ，基质沥青为a h 一7 0 ，中下面层采用a h 一7 0 ，其中 个别品牌的沥青软化点偏低，沥青路面施工规范将我省划分为沥青路面施工热 区，推荐的沥青选用为a h 一5 0 和a h 一7 0 。 面层原材料使用调查表( 2 2 ) 项目名称面层沥青粗集料抗剥离措施 a c 1 3 is b s 改性沥青 金坛玄武、湖州辉 杭宁二期 绿岩 r w 1 型抗剥 a c 2 0 i南韩s k a h - 7 0 湖州辉绿、湖州石 落剂、消石灰 a ( 2 5 i 南韩s k a h 7 0 灰岩 甬台温宁波段二 a k 1 3 a 埃索a h 7 0歧阳凝灰岩掺消石灰 a c 2 0 i 埃索a h 9 0歧阳凝灰岩掺消石灰 期 a c 2 5 i 埃索a h 9 0歧阳凝灰岩掺消石灰 a k 1 6 a 埃索a h 7 0塔后凝灰岩掺消石灰 上三线天台段 a c 2 0 i 埃索a h 7 0塔后凝灰岩掺消石灰 a c 一3 0 i 埃索a h 7 0塔后凝灰岩掺消石灰 续表2 2 项目名称面层沥青 粗集料抗剥离措施 a k - 1 3 调整型 s b s 改性沥青衙州玄武岩掺消石灰 杭金衢a c 2 0 i 南韩s k a h 7 0金华石灰岩 a c 2 5 i 南韩s k a h 7 0金华石灰岩 s b s 酬蝣a h 卿 s m a 1 3 湖州辉绿岩 掺抗剥落剂 沥青 乍嘉苏册s 御a w 咣 a c 1 6 i 湖州石灰岩掺抗剥落剂 沥青 a c 2 5 i壳牌a h 一7 0湖州石灰岩 掺抗剥落剂 a k 1 3 a壳牌s b s i c湖州辉绿岩 掺消石灰 杭州绕城东线a c 2 0 i壳牌a h 一7 0 湖州石灰岩 a c 2 5 i壳牌a h 一7 0 湖州石灰岩 a k 1 3 调整型 格兰特i d嵊州玄武岩 杭州绕城南线a c 2 0 调整型南韩s k a h 一7 0 嵊州玄武岩 a c 2 5 i 南韩s k a h 7 0诸暨石灰岩 a c 1 3 i 壳牌a h 7 0湖州辉绿岩掺消石灰 杭州绕城北线a c 2 0 i 南韩s k a h 一7 0湖州石灰岩 a c 2 5 i i 南韩s k a h 一7 0湖州石灰岩 s b s 改性国产东 掺消石灰或 甬台温温州乐清 a c 1 3 i 辉绿岩 海牌沥青抗剥落剂 段a c 2 0 i 南韩s k a h 一7 0石灰岩 a c 2 5 i i 南韩s k a h 一7 0石灰岩 2 3 3 抗剥离剂 近年来，通过对浙江省早期破坏的沥青砼路面进行调查，发现破坏原因绝大 多数是水破坏，这是由于沥青和矿料之间粘附性低而造成的。因此，改善矿料与 沥青之间的粘附性对提高沥青混凝土路面耐久性是十分重要的。为了提高矿料与 沥青的粘附性，尽管选用了碱性的石灰岩或玄武岩，为使碱性矿料与沥青具有更 好的粘附性，我们采取掺加外掺剂的措施，进一步提高矿料与沥青的粘附性。目 前浙江省高速公路中主要添加消石灰，也有采用液体抗剥落剂的。详见表2 2 。 2 4 施工工艺调查与分析 本次调查中发现沥青混合料的拌和、摊铺虽然均采用了先进的设备，但在某 些细节上仍存在一些问题和不足。 2 4 1 进场材料规格不一致 料场的材料，往往来自不同料矿，尽管在进料时对集料的称呼相同，但内部 级配相差甚大，就是同一料矿的集料随进料时间不同由于料矿石质的不同和加工 的误差等原因产生的级配也不同，造成施工时完全脱离了配合比的控制，某路面 整修时发现下面层集料粒径达5 7 c m ，实测颗粒径为7 娟锄。同一路段沥青品牌 不一致，其性能存在一定差距。 2 4 2 拌和前对矿料的烘干时间不足 从施工控制中可以看出，在沥青混合料拌和前，由于仅按温度控制，未按矿 料的实际含水量情况及时调整烘干时间( 从施工记录中反映，其拌和时间调整较 少) ，使得部分含水量大或雨后的集料没有得到完全烘干，使矿料的干燥度不足， 影响了粘结性能。 2 4 3 抗剥落剂掺加不够均匀 为改善粘结性能，在施工时均采用添加抗剥落剂的方法来提高，试验粘结性 能均达到了4 级以上，但由于施工工艺不当，使抗剥落剂难以达到理想的均匀度， 造成局部的粘结性能不足。从芯样和现场挖孔料中可以明显看出，部分矿料表面 原先裹覆的沥青已完全剥离。 2 4 4 摊铺工艺局部不够规范 一是摊铺宽度过宽。半幅路面普遍采用一台摊铺机全宽摊铺，由于摊铺过宽， 使得机械本身原因引起原来较为均匀混合料产生离析变得不可避免。 二是厚度均匀性不足。从施工自检数据可以看出，虽然厚度代表值达到了要 求，但路面厚度的均匀性则较差，就4 c m 厚面层而言，其厚薄最大差值达到了 2 4 1 锄，而其它层次的厚薄差值可能会更大，使得路面的均匀性较差，可靠度折 减较大。 三是由于摊铺机的原因，在送料器衔接处往往产生一条或多条离析带，形成 薄弱环节。 2 4 5 碾压的密实度和均匀度局部不足 一是压实功局部不足。施工时从初压复压终压基本仅压2 遍，压实 遍数不足，使压实功存在不足，造成压实度不够。从试验检测中也可以反映，在 对路面的实际空隙率共检测的3 3 点中，空隙率超标1 5 点，超标率达4 5 5 ，其 中，中下面层共检测2 2 点，超标1 5 点，超标率6 8 2 ；超车道及硬路肩共检测 1 8 点，超标1 5 点，超标率达8 3 - 3 ，见( 表2 3 ，2 - _ 4 、2 5 ) 。 二是压实度的均匀性不够理想。从试验数据反映，施工时的自检压实度差值 最大达5 6 个百分点，使路面的均匀性、可靠度大受影响。从取芯马歇尔试验反 映的稳定度和流值离散性较大，且合格率较低也表明，其抵抗荷载及抗形变能力 相差较大，局部偏低，这与压实度的离散性较大有着较大关系。 三是部分单位过分强调平整度指标，造成压实度不足。 芯样密度、空隙率试验结果表2 3 段落结构形式芯样密度理论密度空隙率 2 4 0 62 4 7 32 7 2 4 0 42 4 7 32 8 2 4 6 92 4 7 3o 2 2 4 7 22 4 7 3o 2 4 7 12 4 7 3o 1 2 4 5 62 4 7 3 0 7 2 4 4 92 4 7 31 0 a k 1 3 a2 4 5 02 4 7 3 1 0 2 4 1 82 4 7 3 2 2 2 3 4 5 2 4 7 3 5 2 2 3 3 92 4 7 35 4 2 3 4 02 4 7 35 4 2 3 4 22 4 7 35 3 23 0 92 4 7 3 6 6 2 3 2 l2 4 7 36 1 2 3 9 02 4 9 54 2 1a c 一2 0 i 2 3 5 02 4 9 55 8 2 2 9 32 5 1 48 8 2 4 0 52 5 1 44 3 2 3 9 82 5 1 44 6 2 4 1 82 5 1 4 3 8 2 1 5 62 5 1 41 4 2 2 3 7 l 2 5 1 4 5 7 2 3 9 2 2 5 1 4 4 9 a c 一2 5 i2 3 7 3 2 5 1 4 5 6 2 3 7 22 5 1 45 6 2 3 3 82 5 1 47 o 2 3 6 82 5 1 45 8 2 3 7 72 5 1 45 4 2 4 3 42 5 1 43 2 2 3 3 0 2 5 1 47 3 2 3 8 l 2 5 1 45 3 2 2 9 3 2 4 7 8 9 7 5 2 3 5 4 2 4 7 8 9 5 o a c 1 3 i2 3 2 42 4 7 8 96 2 2 3 1 22 4 7 8 96 7 2 3 l o2 4 7 8 96 8 2 3 5 3 2 5 1 2 7 2 22 4 5 0 2 5 1 2 2 5 2 3 9 22 5 1 24 8 a c 一2 0 i 2 4 1 52 5 1 23 9 2 3 8 9 2 5 1 2 4 9 2 3 4 52 5 1 26 7 2 4 0 92 5 2 24 5 a c 一2 5 i i 2 3 5 32 5 2 26 7 ( a k 一1 3 调整 2 3 7 92 6 4 91 0 2 3 型)2 4 2 3 2 6 4 9 8 5 路面面层施工检测指标表2 4 项目名称结构层压实度用油量空隙率 a c 一1 3 i 9 8 14 6 1 3 4 杭宁二期a c 一2 0 i9 7 2 4 4 3 5 a c 一2 5 i9 6 94 2 l3 6 2 a l ( 一1 3 调整型9 8 35 0 43 6 杭金衢a c 一2 0 i9 7 74 5 03 1 a c 一2 5 i9 8 14 2 53 8 杭州绕城东 a k 1 3 a9 8 65 2 64 3 a c 一2 0 i9 8 84 7 53 5 线 a c 一2 5 i9 8 8 4 4 2 3 6 杭州绕城南 a j ( 一1 3 调整型 9 8 14 5 1 4 2 a c 一2 0 调整型 9 7 54 0 7 3 7 线 a c 一2 5 i 9 8 14 0 7 3 5 杭州绕城北 a c 一1 3 i9 7 05 4 23 6 a c 一2 0 i9 7 54 7 53 7 线 a c 一2 5 i i9 7 94 5 23 9 路面基层施工检测指标调查 表2 5 结构层压实度强度 二灰碎石基层 9 8 5l2 l 杭宁二期 水稳碎石基层9 7 54 4 2 杭金衢水稳砂砾( 碎石) 9 8 24 2 0 杭州绕城东线水稳碎石基层 9 9 25 0 杭州绕城南线水稳碎石基层 9 9 04 3 7 杭州绕城北线二灰碎石基层 9 6 92 5 2 4 6 层问粘结能力局部不良 从取芯情况看，上面层与中面层的层间粘结结合不够良好，层间较易劈开， 部分芯样在取芯过程中即已分离，究其原因，一是由于中面层施工完成后的闲置 时间较长，施工不连贯，再加上交通管制不够，造成污染严重，而又没有进行彻 底清洗( 如病害最为严重路段，主要原因就是该路段材料的唯一进出路段，且面 层最后摊铺，其下层面的污染较严重且未清洗彻底所致) ，影响了层面粘结；二 是路面各层间未正常喷洒粘层油，不利层间粘结；三是从施工记录反映，局部路 段路面在雨天或雨后未干燥时及低温季节施工，严重影响了路面质量及层间粘 结。以上因素均造成了层间粘结性能欠佳，使路面病害相应增加。 2 4 7 路基施工质量影响 调查中发现：路基施工质量在通车初期未充分暴露，经过二年营运，已基本 反映出来：路基沉降不均匀产生较大裂缝；路基压实度偏低，密实不均引起局部 沉陷；填挖交界处，未挖台阶或台阶不符要求。 2 4 8 压实度检测准确性问题 在调查中发现存在标准试验局部不够精确、可靠的问题。在沥青混合料马歇 尔试验中，试验人员在试验时可能击实功存在不够等原因有意无意地降低了沥青 混合料的标准密度，使得路面的实际压实度普遍比检测数据低，而空隙率则相应 增大( 见表2 3 ) 。从试验检测可以表明，某路段的标准密度为2 5 5 1 ，实际旌 工基本在2 4 7 6 左右，两者相差了3 个百分点，且从试验检测反映的压实度最大 已达1 0 3 7 ，也表明原有标准密度偏低。 2 5 气候情况调查与分析 从表2 6 可以看出，我省2 0 0 2 年最高温度为3 7 1 3 8 3 度，2 0 0 3 年最高气 温为3 9 1 “1 1 度，调查区域最高气温由低到高的排列为：湖州、杭州、衢州、 金华。2 0 0 1 年建成通车的项目如上三线天台段、甬台温宁波二期无明显车辙， 而2 0 0 2 年建成通车的项目如杭金衢等车辙普遍比较严重。但在同样的高温下， 不同项目的沥青路面抗高温车辙性能也有高低。 年降雨量由低到高的排列为：湖州、杭州、金华、衙州，但相应的路面车辙、 伸缩裂缝和水损害没有明显规律。 气候情况调查表2 6 2 0 0 2 年2 0 0 3 年 2 0 0 2 年最 2 0 0 3 年2 0 0 2 年 2 0 0 3 年最 项目名称 降雨量 降雨量高气温最高气温最低气温低气温 杭宁 综合1 7 2 1 0 31 1 1 0 8 93 8 34 0 33 85 4 杭州 1 7 4 41 1 1 4 7 3 8 3 4 0 32 5 4 1 一 二期 湖州 1 5 1 4 3 1 0 7 6 63 7 13 9 13 85 4 综合2 1 0 3 11 3 8 6 43 8 54 1 11 _ 23 9 杭金 杭州 1 5 1 4 31 0 7 6 63 8 34 0 32 54 1 一 衢 金华 1 9 0 3 5 1 1 3 6 73 8 54 1 113 7 衢州 2 3 0 2 7 1 6 3 6 13 84 0 9一1 23 9 杭州绕城东线 1 7 4 4 1 1 1 4 73 8 34 0 32 54 1 一 杭州绕城南线 1 7 4 41 1 1 4 7 3 8 3 4 0 32 5 4 1 一 杭州绕城北线 1 7 4 41 1 1 4 7 3 8 34 0 32 54 1 一 2 6 现有交通流量和交通组成情况调查与分析 从收费结算中心提供的2 0 0 3 年年平均断面交通流量来看( 见表2 7 ) ，各调 查路段混合交通和重车流量都很大，调查中发现，同一路段，行车道比超车道早 期破损严重，重车、超载车流量多的车道早期破损严重，但是不同的项目，交通 流量大的路段，如杭州绕城高速公路东线杭州段，早期破损情况却相对来说较轻。 现有交通流量调查表表2 7 2 0 0 3 年断面交通量 项目名称 收费站名通车时间 ( 混合交通，辆日) 平均4 类车以上 杭宁二期父子岭夹铺2 0 0 2 年1 2 月 9 0 6 68 5 甬台温宁波段二期 西店一宁海 2 0 0 1 年1 2 月 8 8 8 4 9 6 7 上三线天台段白鹤一天台2 0 0 0 年1 2 月 1 3 3 5 81 6 2 杭金衢浦江义乌2 0 0 2 年1 2 月 1 4 4 0 73 5 6 下沙一海宁 2 7 9 2 51 1 8 l 杭州绕城东线2 0 0 2 年1 2 月 下沙一红垦 2 8 4 5 51 1 5 8 杭州绕城北线留下一勾庄2 0 0 1 年1 2 月 4 2 9 21 0 2 嘉兴一象贤 1 5 6 4 12 0 7 乍嘉苏2 0 0 2 年1 2 月 嘉兴一嘉兴枢纽 1 5 5 6 42 2 0 雁荡山一蒲歧 1 1 4 1 94 3 0 甬台温温州乐清段2 0 0 2 年1 2 月 乐清一蒲歧 1 2 l o l4 3 0 注：该表数据由高速公路收费结算中心提供 2 7 交竣工时弯沉、摩擦系数等实测指标比较分析 从表2 8 可以看出，路表弯沉增大值由小到大的顺序为：绕城东线海宁段、 绕城北3 7 7 ，绕城东线( 杭州段) 2 7 0 、杭宁2 1 6 。 从表2 - 8 还可以看出，通车一年后，竣工时摩擦系数的衰减从大到小上面结 构层的排列为：a k 一1 3 a 、a c 1 3i 、a k 1 3 ( 调整型) 、s m a 一1 3 ，相应的衰减 值s f c 为：2 1 6 1 、1 8 2 4 、1 2 4 8 、0 。分析可知s m a 结构的衰减值最小。 交竣工时实测指标调查表表2 8 项目名称交竣工平整度弯沉摩擦系数路面