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超载车辆对高速公路沥青路面破坏原因的分析及

2017-09-11 06:05 摘要：过量超载的车辆是造成高速公路沥青路面开裂、凹陷、唧泥
、使用寿命骤减的主要原因。以厦漳高速公路厦门路段为例，对该路段
沥青路面进行路况调查、钻芯取样试验、实际交通量分析、路面各层弯
拉应力、剪应力验算，并提出修补方案以及防止损坏的措施。
关键词：超载；高速公路；路面；损坏；分析
厦漳高速公路于1997年12月建成通车，使用一年后部分路段发现路
面出现开裂现象，为此，1999年5月至2000年4月对损坏的情况进行了全
面的检查、钻芯取样观察、弯沉测定、理论分析计算和修补方法的探索
。以为造成路面局部开裂、凹陷、唧泥的原因主要来源于运输煤炭、水
泥的车辆过量超载（载重5t车装运13t～18t），使沥青路面所承受的剪
应力过大而破坏。
1厦漳高速公路路面设计情况
厦漳高速公路路面设计交通量，依据1993年od调查结果推算，竣工第一
年的标准轴载bzz－100型日均匀当量轴次为1300次?日，交通量增长率
为9．8％，使用年限15年，一个车道累计当量轴次为742万轴次，设计
容许弯沉值lr＝0．359mm。路面设计以交通部jtj014―86《公路柔性路
面设计规范》的有关规定为依据。
沥青路面结构从下到上为：20cm厚水泥石灰综合稳定土基层，33cm厚5
％水泥稳定碎石基层，1cm沥青表处下封层，6cmac－25ⅱ下面层，4cm
ac－16ⅰ中面层，4cm多碎石sac－16抗滑表面。2路况调查结果
厦门至漳州（称下行线）通车一年半来，路况基本保持完好，裂缝很少
。而漳州至厦门（称上行线）部分路段出现横向裂缝、网状裂缝、局部
出现车辙和凹陷、唧泥。病害的主要特征：横向裂缝集中在行车道，一
般没有伸进超车道；纵向裂缝主要集中在行车道，以及超车道右侧四周 （转载自http://www.ＮＳＥＡＣ.com中国科教评价网）
；网状裂缝主要集中在行车道及超车道右划线四周区域，呈现细小分布
较广；主车道局部路段有较明显车辙和凹陷。主车道这种车辙是由于行车荷载作
用、路表开裂后的渗水引起的不可恢复的永久变形，而不是常见的高温
引起的车辙。凹陷、唧泥是在车辙的位置，经荷载反复作用，雨水浸进
造成。
从路况调查表明：因上行线和下行线车辆载重的差异，行车一年半后的
路况不同，病害状况也不同。从而同一断面或同一地段下行线没有横向
、纵向裂缝，上行线有横向、纵向裂缝的情况分析，可以排除因路基不
均匀沉陷，半刚性基层裂缝往上反射的可能性。
3钻芯取样试验结果
厦门高速公路有限公司委托长沙交通学院交通设计研究所（以下称长沙
交研所）对出现病害的路段进行钻芯取样观察和芯样试验。
长沙交研所对上行线网裂和凹陷部位的钻芯试样10个，停车道和路面完
好部位的钻芯样4个，开裂处钻芯样2个，并同时对严重凹陷的挖孔进行
了观察。
3．1对芯样和挖孔观测
（1）网裂和凹陷的部位钻取的芯样，表面层和中面层层间粘接良好，
中面层与底面层易分开；底面层ac－25－ⅱ混合料水损害严重，中面层
与底面层之间几乎已没有沥青；半刚性基层表层的1cm～2cm有软化现象；
（2）凹陷严重部位挖开观察，33cm分二次摊展的半刚性基层，上层16
cm已完全疏松，下层17cm完好。这是面层开裂后地表水渗透半刚性基层
表面并在行车冲击作用下引起的；
（3）紧急停车道和路面完好部位钻孔表明半刚性基层板结良好。
3．2芯样实测孔隙率及抽提筛分试验
（1）表面层混合料在紧急停车道上钻孔试件孔隙率明显比行车道上大；
（2）中面层混合料空隙率对比表明，紧急停车道和行车道混合料差异
不太明显，但有明显追密趋势；
（3）抽提筛分试验表明，混合料级配均未发现任何异常，而其中一组
油石比较低，是由于面层开裂，地表水渗透、冲洗及车载冲击作用，使
部分集料表面的沥青被水剥落，唧泥时带走，使得下面层ac－25－ⅱ混