柳南高速路面技術(shù)狀況檢測(cè)與評(píng)價(jià)分析

何　芳，張海斌，陳　默

(廣西壯族自治區(qū)交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院，廣西　南寧　530029)

?

柳南高速路面技術(shù)狀況檢測(cè)與評(píng)價(jià)分析

何芳，張海斌，陳默

(廣西壯族自治區(qū)交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院，廣西南寧530029)

路面改造方案的設(shè)計(jì)參數(shù)和施工方案的合理確定需建立在充分采集反映路面實(shí)際狀況的調(diào)查和檢測(cè)數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行科學(xué)、準(zhǔn)確和精細(xì)的評(píng)價(jià)研究的基礎(chǔ)之上。文章結(jié)合柳南高速公路道路改造(三岸收費(fèi)站―那容互通立交)路面檢測(cè)項(xiàng)目實(shí)際，闡述了目前路面檢測(cè)工作的主要內(nèi)容、方法及評(píng)定辦法，為類(lèi)似項(xiàng)目檢測(cè)工作的實(shí)施提供借鑒和參考。

柳南高速公路；路面檢測(cè)；評(píng)價(jià)分析

0　引言

近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，汽車(chē)保有量的增加和人們?nèi)罕娙找鎻?qiáng)烈的出行需求導(dǎo)致高速公路的貨運(yùn)量和車(chē)流量均大幅增長(zhǎng)，特別是節(jié)假日免費(fèi)期間的路面更是擁堵不堪。早期修建的一些高速公路由于使用年限較長(zhǎng)，路面損壞嚴(yán)重，亟需對(duì)路面進(jìn)行改造。

為科學(xué)合理地確定路面改造設(shè)計(jì)參數(shù)和改造方案，并為改造工程量的統(tǒng)計(jì)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，需要進(jìn)行路面檢測(cè)工作，即對(duì)現(xiàn)狀路面情況進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查和檢測(cè)，并進(jìn)行全面的分析和評(píng)價(jià)。本文通過(guò)柳南高速公路道路改造(三岸收費(fèi)站―那容互通立交)路面檢測(cè)項(xiàng)目的概括和總結(jié)，闡述了目前路面檢測(cè)工作的主要內(nèi)容、方

法及評(píng)定辦法等，可為類(lèi)似項(xiàng)目檢測(cè)工作的開(kāi)展和實(shí)施提供較為全面的借鑒和參考。

1　工程概況

柳(州)南(寧)高速公路于1999-10-01建成通車(chē)，是廣西公路骨架中東西向公路承前啟后的最重要路段，亦是西南地區(qū)出海大通道的重要路段。原路段為全封閉高速公路，設(shè)計(jì)行車(chē)速度120 km/h，路基寬28 m，行車(chē)道寬2×7.5 m，設(shè)雙向4車(chē)道。

本文選取的檢測(cè)路段為三岸收費(fèi)站-那容互通立交，為柳州至南寧高速公路的一部分，長(zhǎng)約11.7 km[1]。

2　檢測(cè)途徑、目的及檢測(cè)內(nèi)容

路面檢測(cè)通過(guò)對(duì)現(xiàn)狀路面的詳細(xì)調(diào)查和檢測(cè)，可以全面掌握路面的實(shí)際使用狀況，對(duì)路面病害的嚴(yán)重程度進(jìn)行判別，深入分析路面產(chǎn)生病害的原因和嚴(yán)重程度，研究其變化規(guī)律，并提出相應(yīng)的處置辦法和處置方案，為公路管理和養(yǎng)護(hù)部門(mén)合理確定大、中、小修養(yǎng)護(hù)對(duì)策和改造方案提供有力的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐和科學(xué)依據(jù)。

路面檢測(cè)的內(nèi)容主要有路面損壞情況檢測(cè)、路面行駛質(zhì)量檢測(cè)、路面結(jié)構(gòu)承載力檢測(cè)、路面抗滑性能檢測(cè)、路面結(jié)構(gòu)參數(shù)調(diào)查檢測(cè)等5個(gè)方面的內(nèi)容。

3　檢測(cè)方法及評(píng)定辦法

3.1路面損壞情況檢測(cè)

路面損壞狀況檢測(cè)，宜采用自動(dòng)化的快速檢測(cè)方法。本文采用ZOYON-RTM-T智能道路檢測(cè)車(chē)，如圖1所示。本檢測(cè)車(chē)可通過(guò)4 096×2 048像素影像記錄各類(lèi)路面損壞現(xiàn)象，最小識(shí)別為1 mm以上裂縫與破損，識(shí)別準(zhǔn)確率達(dá)到90%以上，描述病害的具體位置、范圍以及程度，它能夠在正常車(chē)流速度下，一次性完成路面損壞狀況、路面平整度和前方景觀(guān)圖像等多項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的檢測(cè)工作。

根據(jù)《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG H20-2007)相關(guān)規(guī)定：路面損壞用路面損壞狀況指數(shù)(PCI)評(píng)價(jià)[3]。

圖1　道路檢測(cè)車(chē)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)示意圖

3.2路面行駛質(zhì)量檢測(cè)

路面行駛質(zhì)量檢測(cè)一般采用路面平整度作為性能指標(biāo)來(lái)衡量。

路面平整度采用道路檢測(cè)車(chē)激光平整度測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)。激光平整度測(cè)量系統(tǒng)使用2個(gè)激光測(cè)距器和2個(gè)加速度計(jì)，分別安裝于兩后車(chē)輪前方，可測(cè)量?jī)蛇呡嗃E上的平整度(如圖1所示)；采用加速度計(jì)慣性補(bǔ)償?shù)膰?guó)際平整度測(cè)量方法，輸出國(guó)際平整度指數(shù)。由平整度同步控制器根據(jù)車(chē)速自動(dòng)控制采集。

路面平整度檢測(cè)依據(jù)《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG H20-2007)相關(guān)要求進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3.3路面結(jié)構(gòu)承載力檢測(cè)

路面結(jié)構(gòu)承載力檢測(cè)是為確定路面的剩余壽命，依據(jù)壽命的長(zhǎng)短，可以判斷路面結(jié)構(gòu)完好程度及其損壞發(fā)展速率，可以確定是否需要采取改進(jìn)措施，并進(jìn)行加鋪改建設(shè)計(jì)。

依據(jù)《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》(JTG E60-2008)需進(jìn)行路面彎沉檢測(cè)。本文采用落錘式彎沉儀(FWD)測(cè)定路面動(dòng)態(tài)彎沉。

落錘式彎沉儀(FWD)是一種快速測(cè)定路面動(dòng)態(tài)彎沉的無(wú)破損檢測(cè)設(shè)備(如圖2所示)。FWD測(cè)速快(每測(cè)點(diǎn)約40 s)，精度高，并較好地模擬了行車(chē)荷載的動(dòng)力作用，目前被認(rèn)為是較為理想的路面無(wú)損檢測(cè)設(shè)備。特別是FWD能夠準(zhǔn)確測(cè)定多點(diǎn)彎沉，從而為路面結(jié)構(gòu)反分析提供了基礎(chǔ)。

圖2　落錘式彎沉儀工作原理示意圖

3.4路面抗滑性能檢測(cè)

路面抗滑系數(shù)采用JGMC-2橫向力摩擦系數(shù)檢測(cè)車(chē)進(jìn)行檢測(cè)。JGMC-2是測(cè)量路面橫向力摩擦系數(shù)的測(cè)量設(shè)備，它由灑水車(chē)、摩擦系數(shù)測(cè)量拖車(chē)、電控裝置、筆記本電腦及控制測(cè)量軟件組成。

路面抗滑性能用路面抗滑性能指數(shù)(SRI)評(píng)價(jià)。

3.5路面結(jié)構(gòu)參數(shù)調(diào)查檢測(cè)

路面進(jìn)行改擴(kuò)建加鋪設(shè)計(jì)前必須對(duì)舊路面結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行調(diào)查檢測(cè)。結(jié)合本項(xiàng)目特點(diǎn)，對(duì)舊路面的面層基層厚度、瀝青面層材料分析、基層無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度等結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行調(diào)查檢測(cè)。

舊路面的面層基層厚度采取隨機(jī)鉆孔取芯樣的方法進(jìn)行[2]。通過(guò)在檢測(cè)路段隨機(jī)選點(diǎn)鉆取芯樣，分別量測(cè)芯樣高度以及進(jìn)行室內(nèi)的強(qiáng)度試驗(yàn)，根據(jù)相關(guān)評(píng)價(jià)和計(jì)算方法分別求出面層、基層厚度標(biāo)準(zhǔn)值等。

4　路面檢測(cè)成果及簡(jiǎn)要評(píng)價(jià)

4.1路面損壞狀況

從現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的情況來(lái)看，行車(chē)道均出現(xiàn)了不同程度的病害，病害主要以車(chē)轍為主，有少量縱向裂縫、坑槽和松散等。為了比較各車(chē)道路面破損狀況，上行、下行沿線(xiàn)各路段PCI分布情況如圖3所示：

圖3　路面破損狀況指數(shù)沿線(xiàn)分布曲線(xiàn)圖

從圖3可知，PCI等級(jí)評(píng)價(jià)以?xún)?yōu)良為主，第二車(chē)道部分路段PCI等級(jí)評(píng)價(jià)為中、次。局部路段路面損壞情況嚴(yán)重，存在一定數(shù)量的車(chē)轍和坑槽，需盡快采取改造措施。

4.2路面行駛質(zhì)量

路面行駛質(zhì)量采用RQI指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，RQI評(píng)價(jià)等級(jí)均為優(yōu)，路面行駛質(zhì)量較好。上行、下行行駛質(zhì)量指數(shù)沿線(xiàn)分布情況如圖4所示：

從圖4可知，上行、下行各車(chē)道路面行駛質(zhì)量均較好，第一、三車(chē)道更優(yōu)于第二車(chē)道。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，柳南高速公路的平整度指數(shù)IRI大多數(shù)在2.0 m/km以?xún)?nèi)，說(shuō)明此路段整體平整度較好，為公路改造提供了良好的支撐。

圖4　行駛質(zhì)量指數(shù)沿線(xiàn)分布情況曲線(xiàn)圖

4.3路面結(jié)構(gòu)承載力

選取某幅路面彎沉值分布圖，從圖5可看出平均彎沉值檢測(cè)評(píng)定單元的檢測(cè)結(jié)果平均值在10.2(0.01 mm)～18.5(0.01 mm)之間，彎沉值較低，路面結(jié)構(gòu)承載力較好。

圖5　左幅彎沉分布圖

4.4路面抗滑性能

列舉某車(chē)道路面抗滑系數(shù)數(shù)據(jù)，從表1可知，代表值在46.5～53.9之間，部分路面合格率僅為0%、2%，此車(chē)道全線(xiàn)抗滑系數(shù)合格率均≤50%，路面改造設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮提高路面抗滑性能。

4.5路面結(jié)構(gòu)參數(shù)

路面結(jié)構(gòu)層厚度是評(píng)價(jià)路面質(zhì)量的一項(xiàng)非常重要的指標(biāo)。各個(gè)層次的厚度和道路整體強(qiáng)度密切相關(guān)，只有在保證厚度的情況下，路面的各個(gè)層次及整體的強(qiáng)度才能得到保證。

表1　路面抗滑系數(shù)表

通過(guò)對(duì)路面各結(jié)構(gòu)層進(jìn)行鉆芯取樣，分別對(duì)各機(jī)構(gòu)層厚度、舊水泥混凝土路面面層、基層芯樣進(jìn)行劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)和無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。從基層無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果看，路面結(jié)構(gòu)參數(shù)基本合理，滿(mǎn)足使用要求。

5　結(jié)語(yǔ)

檢測(cè)結(jié)果表明，本檢測(cè)路段路面使用性能良好，病害較少，說(shuō)明老路路面材料組成和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，可以考慮充分利用。考慮到路面有部分車(chē)轍及抗滑性能較差，而結(jié)構(gòu)性能指標(biāo)較好，建議老路在對(duì)舊路面病害徹底處治后，整體加鋪一層改性瀝青混凝土進(jìn)行處理。

近年來(lái)，公路檢測(cè)行業(yè)隨著項(xiàng)目的增多發(fā)展迅速，新的檢測(cè)方法和檢測(cè)儀器也不斷推陳出新，特別是針對(duì)現(xiàn)有道路的快速、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的提升，對(duì)檢測(cè)項(xiàng)目、檢測(cè)機(jī)構(gòu)及人員提出更高的要求。本文簡(jiǎn)要地概括總結(jié)了工程路段的路面檢測(cè)內(nèi)容、檢測(cè)方法及評(píng)定辦法、檢測(cè)成果及評(píng)價(jià)結(jié)果等。檢測(cè)成果中詳實(shí)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和科學(xué)評(píng)價(jià)不僅可為擬定針對(duì)性較強(qiáng)的改造和修復(fù)設(shè)計(jì)方案提供有力的數(shù)據(jù)支撐和科學(xué)依據(jù)，而且可為后續(xù)改造設(shè)計(jì)中工程量的統(tǒng)計(jì)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，大大減少后期設(shè)計(jì)工作量，同時(shí)可為類(lèi)似工程檢測(cè)項(xiàng)目的順利實(shí)施提供較為全面的參考和借鑒，具有較良好的推廣和應(yīng)用價(jià)值。

[1]廣西交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院.南寧市柳南高速公路改快路工程(三岸收費(fèi)站-那容互通立交)檢測(cè)報(bào)告[R].南寧：廣西交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院，2015.

[2]JTG E60-2008，公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程[S].

[3]JTG H20-2007，公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)[S].

Technical Condition Testing and Evaluation Analysis of Liuzhou-Nanning Expressway Pavement

HE Fang，ZHANG Hai-bin，CHEN Mo

(Guangxi Communications Planning Surveying and Designing Institute，Nanning，Guangxi，530029)

The reasonable determination of design parameters and construction programs in pavement rehabilitation programs is based on the full collection of survey and inspection data reflecting the actual pavement conditions，as well as its scientific，accurate and elaborate evaluation study.Combined with the practices of Liuzhou-Nanning Expressway road reconstruction(San’an Toll Station-Narong Interchange)pave-ment testing project，this article described the main contents，methods and assessment method for cur-rent pavement testing work，thereby providing the reference for the implementation of similar project testing work.

Liuzhou-Nanning Expressway；Pavement detection；Evaluation and analysis

U416.03

A

10.13282/j.cnki.wccst.2016.05.008

1673-4874(2016)05-0028-04

2016-04-26

何芳(1980—)，工程師，研究方向：公路檢測(cè)；

張海斌(1976—)，工程師，研究方向：公路檢測(cè)工作；

陳默(1989—)，助理工程師，研究方向：公路檢測(cè)。