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文档简介
广西地方标准
《高速公路沥青路面抗车辙性能评价技术规程》
(征求意见稿)编制说明
一、项目来源
根据《广西壮族自治区市场监督管理局关于下达2021年第二批广西地
方标准制修订项目计划的通知》(桂市监函〔2021〕2199号)及《广西壮
族自治区交通运输厅关于下达2021年度广西交通运输标准化项目计划的
通知》(桂交科教发〔2021〕55号)文件,由广西壮族自治区交通运输厅
提出,广西交通投资集团钦州高速公路运营有限公司、广西交投科技有限
公司共同起草的广西地方标准《高速公路沥青路面抗车辙性能评价技术规
程》。项目编号为:2021-2167。
本标准的编写将按照《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结
构和起草规则》(GB/T1.1—2020)及自治区市场监督管理局地方标准相
关规定进行。
二、项目背景及目的意义
高温稳定性是沥青混合料路用性能的一个重要指标,大多数国家认为
用马歇尔法设计的沥青混合料的稳定度和流值指标与实际路面的永久变形
相关性较差,因此要求用车辙(轮辙)试验进行补充验证。室内车辙试验
是目前较好研究沥青混合料高温稳定性的试验方法,但不同的国家采用的
车辙试验方法并不相同,国际上具有代表性的车辙试验有法国LCPC(The
LaboratoireCentraldesPontsetChausées)沥青路面车辙试验、汉
堡轮辙试验、美国沥青路面分析仪试验等,2002年美国国家沥青技术中心
(NCAT)西部环道研究中除了使用沥青路面分析仪外,还采用了旋转轮辙
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仪试验,近期各国又相继采用南非研制的小型加速加载试验。
我国现行公路沥青路面施工规范的车辙试验的车辙仪(以下简称规范
车辙试验)最初是由英国运输与道路研究试验所(TRRL)开发的,通过测
定车轮荷载作用次数与板块试件的变形关系,得出动稳定度作为评价指标。
近年的使用过程中也出现室内车辙试验已经满足规范要求,但是现场实际
路用性能不理想,车辙试验与路用实际相关性不好的情形。例一,坛洛至
百色高速公路于2008年建成通车,施工检测的沥青混合料各项技术指标合
格,但2009-2010出现大面积车辙,为行车安全,运营公司不得不采用铣刨
加铺等措施处治车辙;例二,六景至钦州高速公路的试验路段,采用布墩
岩沥青,施工时沥青混合料的现行规范车辙试验合格,但通车后路面出现
严重车辙;例三,2015年6月,交投科技公司在现场检测百色至罗村口高
速公路路面时,分别在路面严重车辙段和路面完好段的路肩切割沥青板块,
试块取自路肩,代表了路面2005年施工时的状态;试件是由上面层、中面
层和下面层组成的复合试块,现场切割的沥青板块尺寸为长*宽*厚
=300*300*150mm;试验时,改造钢模高度,使其增大至150mm,以固定试
件,按照现行沥青混合料试验规程规定的方法检测试件高温稳定性,试验
温度为60℃;试验结果见表1,这一试验结果与现场路面实际不符。
表1百罗高速现场切割路肩处沥青板块车辙试验结果
沥青板块结构层
度(mm)动稳定度
路面状况取样断面和位置沥青板块编号
上面层中面层下面层(次/mm)
19403
k822+300上行,路肩375261
24961
完好
19215
k798+430上行,路肩355363
211887
严重车辙k812+000上行,路肩141624912115
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可见,现行规范车辙试验方法未能有效检验沥青混合料的高温稳定性,
在我区原因可能是:一是试验时间较短,规范车辙试验时间仅一个小时,
行走次数来回1024次,和实际的沥青路面运行过程中经受的车辆作用次数
完全不是一个数量等级,寿命周期内路面设计车道实际承受累计标准轴次
一般在8x106~50x106次,可见动稳定度试验次数过少,不能很好的模拟现
场的实际状况,和实际路用性能相关性不好;二是现行规范车辙试验的一小
时试验时间内,属于压密阶段车辙,因此无法检验失稳性车辙,而失稳性
车辙是我区沥青路面的主要车辙类型;三是现行规范车辙试验是在60℃干
燥条件下试验,未能模拟广西高温潮湿多雨的情况,广西年平均降雨量约
1400mm作用,在夏季沥青路面常同时经受高温和雨水的耦合作用;四是室
内轮碾法(现行规范法)成型沥青混合料板时受人为因素影响较大,试块
密度与路面实际密度不同,造成试验结果与路面实际使用效果不符。另外,
现行规范车辙试验是采用沥青混合料板,不利于现场检测实际路面高温性
能。因此,沥青混凝土路面施工急需直接测试芯样的车辙试验仪,以利于
现场检测实际路面抗车辙性能。汉堡和APA车辙试验仪既可测试板式试件,
也可检测圆柱体芯样试件,是沥青路面施工现场检测实际路面抗车辙性能
的合适试验仪。
汉堡车辙试验仪,是由德国的Helmut-WindIncorporatedofHamburg
研发出来的。在德国此试验作为规范的一个要求,用于一些交通量大的行
车道路,以评估车辙和剥落性能。与国内现行规范车辙试验方法相比,汉
堡车辙试验具有以下优点:一是室内混合料配合比设计时,汉堡车辙试验
采用线性搓揉的方法成型板式试件,成型方法与路面施工现场的碾压效果
相仿,试件密度和内部构造与实际路面相近;二是试件在50℃热水中测试,
一般情况下为6.5个小时的测试时间,因为试验时间较长和有热水的存在,
试验更能体现广西服役沥青路面的真实状况;三是汉堡车辙试验可同时检
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测沥青混合料的高温稳定性和水稳定性;四是汉堡车辙试验另一个显著的
优点是可以采用从路面所钻取的圆柱形试件进行车辙试验,使其能够评价
实际路面的抗车辙性能。所以使用汉堡车辙试验仪研究沥青路面抗车辙性
能更符合实际路用性能。APA车辙试验仪器是美国在战略公路研究计划
(SHRP)之后在GLWT(乔治亚州轮辙仪)车辙试验仪的基础上研发的沥青混
合料试验设备,是一种以混合料轮辙深度为主要评测指标的试验加速加载
测试装置。第一台APA由美国路面技术有限公司在1996年制造。
广西地区气候与周边省市相比,比云南热,比云南降水多;夏季与湖
南高温差不多,但持续时间比湖南更长,日照时间与年积温远大于湖南,
降水比湖南略多。通过类比周边省区,可以得出广西地区的突出气候特征
是:①夏长(高温突出且持续时间长)冬短:高温集中在5~9月底,持续时
间与广东相当,比湖南多2个月的高温;与湖南相比,广西冬季低温不明
显,且持续时间不长,湖南冬季、春季气候湿冷特征明显;②日照时间长,
年积温大:日照时间、年积温均远大于湖南,辐射量较云南次之,与湖南
相当;③降水丰富:年降水与广东相当,比湖南多,比云南更多,云南受
山区、高原地形影响较为干旱,但云南从南往北的气候特征层次更为显著,
差异特征大;广西北部湾沿海辐射范围内的桂东南是多雨中心,降水多更
为明显;④广西气候的另一个非常明显的特征:雨热同期,高温季节与多
雨季节叠加,这与湖南非常不同,湖南的雨季略滞后与高温季节;⑤是区
域特点明显,例如右江盆地、左江河谷的夏季气温明显高于同纬度的南宁
和贵港,而西部山区日照时间短,太阳辐射能较小。影响沥青路面使用要
求的气候特征指标主要有最热7月的日平均高温、日高温极值、连续7天
最高温平均值、持续时间。总之,高温突出且持续时间长与雨热同期是广
西地区影响沥青路面抗车辙性能的最突出因素。
广西地区沥青路面的车辙病害已成为高速公路沥青路面的主要病害。
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据统计广西地区沥青路面车辙病害已占高速公路所有病害的80%,广西地
区沥青路面抗车辙已成为广西地区沥青路面建设的头等问题。与开裂、水
损坏相比,车辙的危害性最大,直接威胁交通安全。同时,车辙损坏的维
修最为困难,因为车辙不仅发生在表面,也经常危及中下面层。车辙的出
现会使路面使用性能大大降低,严重影响路面的使用质量和服务寿命,具
体表现为:①影响了路面的平整度,导致行车舒适性降低;②使轮迹带沥
青层厚度减薄,降低了面层以及路面结构的整体强度,也由此进一步引起
裂缝、坑槽等其它路面破坏;③存在较大辙槽的路段,车辆变向难以控制;
④雨天时路表排水不畅,行驶车辆易发生漂滑而影响高速行车的安全。国
外认为当行车道车辙深度达到15mm~20mm时,则认为路面已经损坏。若按
国外的标准,我国很多通车不久的高速公路都面临维修或改建。
英国TRL的Nunn等人对51条主干道路车辙平均发生率与沥青混凝土
层厚度之间关系进行了调查,调查发现,薄沥青混凝土层路面更易发生车
辙,当沥青混凝土层≤180mm时,车辙率较高;当沥青混凝土层厚>180mm
时,车辙发生率出现了突变,比前者小2个数量级;沥青混凝土层厚超过
200mm时,车辙发生率较小。此外,Nunn等人对沥青混凝土层厚度超过200mm
的路面车辙进行分析,发现厚沥青混凝土层路面车辙仅限于表面层几厘米
内,即没有出现结构性的永久变形;1994年,Aschenbrener等人采用汉堡
车辙仪(HWTD)进行试验,并首次明确了现场试验方法,指出HWTD可以用
于区别不同混合料的高温性能和抗水损害能力;1999年,Williams等通过
分析室内车辙试验结果与西部环道Westrack沥青路面永久变形性能的相
关性,评价了3种室内车辙仪APA、HWTD和FRT预估沥青混合料抗永久变
形的可靠性。分析结果表明:车辙仪APA、FRT和HWTD所测得的车辙试验
指标与试验路实际车辙深度的相关性分别为89.9%、83.4%和90.4%,由
此认为可以将汉堡车辙试验用于沥青混合料设计并用于混合料永久变形性
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能的评价。
2002年,Band等人通过对不同沥青和集料组成的混合料进行汉堡车辙
试验,指出其结果可以预测沥青路面的早期破坏,缺点是没有搜集足够多
的现场资料;2006年,QingLu等人通过室内试验结果和现场路面性能进
行对比,分析了汉堡车辙仪用于评价沥青混合料的抗水损害能力和观测路
面性能的有效性,指出要得到满意结果必须搜集大量的现场路面性能数据,
并对室内试验结果进行校正;美国克罗拉多州公路局积极提倡采用汉堡试
验评价沥青混合料的路用性能,并制定了“鼓励性补偿特殊规定”,以奖
励通过“汉堡试验”的沥青混合料供应商;美国联邦高速公路局和弗吉尼
亚州运输研究委员会开展了一项共同研究,评价了APA、FRT和HWTD三种
轮载试验预测混合料的车辙性能的能力,这些混合料是铺筑在西部环道上
的。为了这个研究,采用了西部环道中的10个试验路段。表明APA、FRT
和HWTD车辙试验和现场车辙的相关性很好,其中HWTD(汉堡车辙)的相
关性最高(R2=0.91),然后是APA中的(R2=0.90)和FRT中的(R2=0.83);
科罗拉多州交通运输部门开展的与湿度敏感性相关的唯一的研究,这项研
究将HWTD(汉堡车辙)的试验结果与已知的现场使用性能—剥落作了比较,
对整个科罗拉多州的20条道路进行了评估。HWTD中的试验结果表明剥落
反弯点和剥落曲线通常可以区别使用性能的好坏;德克萨斯交通运输部门
开展的三项研究MMLS3模型来确定道路修复过程的相关性能,并建立起这
个室内仪器的预测能力。发现足尺(TXMLS)和MMLS3下的路面反应进行比
较发现,当考虑实际荷载和环境条件时,它们具有很好的相关性。正在进
行中的第三项研究的目的是为了将MMLS3的试验结果与实际测得的西部环
道四条路段的使用性能联系起来,这项研究中还包含采用HWTD的室内试验
和APA试验,但是只有HWTD试验分级结果与实际使用性能具有良好的相关
性;YetkinYildirimandKennethH.Stokoe为了评价采用HWTD(汉堡车
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辙)室内试验结果与现场路用性能的相关性,在美国密西西比州哈里逊县
IH-20修了9个试验段。该研究包括试验段的施工监控、施工数据和5年
的性能数据以及采用HWTD(汉堡车辙)在实验室试验中所得的性能数据的
收集所得信息的分析。现场性能通过四年的路况调查和非破坏性试验来测
得。该研究中,在现场试验段和实验室试件中观察到相似的变形,得出二
者具有相似的变形类型的结论。在研究末期发现,试验轮载次数与交通量
(Wheelpass/ESALs)的比率平均值可约为37。依据此结论建立混合料评价
产生一定深度的车辙所累计的交通量。
徐伟、张肖宁等人对广东省某条高速公路车辙病害进行了调查,对路
面车辙与桥面铺装、跨线桥下路面车辙对比,发现不同路段的路面车辙变
形主要来源不同,有的路段源自上面层过量的变形,有的源自中面层,也
有路段是由于下面层混合料的抗变形能力;陈凯在进行硕士学位论文研究
时,对法国、中国和美国的三种中粒式级配,即EME-14中值、AC-20中值、
Sup-20中值级配进行混合料设计,研究了最佳油石比、掺和不掺改性剂的
混合料的水稳定性和高温稳定性,通过对比现行国内规范车辙试验和汉堡
车辙试验结果,得出结论:a.现行规范车辙试验仅可区分未掺改性剂、刚
度相对较低的沥青混合料类型的优劣,而汉堡车辙试验对于掺与不加改性
剂、刚度大或小、配类型的优劣均能进行很好的判断;b.汉堡车辙试验结
果与现行规范车辙试验结果无显著关联,即不能采用现行规范车辙试验代
替汉堡车辙试验;c.现行规范车辙试验的试验结果变异性大,一般达30%
-40%,试验精度不满足国标要求,取平均值的结果可靠性很低;崔文博和
郝培文钻芯检测河南某条高速公路沥青路面车辙病害,分析了造成车辙主
要层位,同时采用汉堡车辙仪检测了各结构层材料高温性能,结果表明汉
堡车辙试验结果与现场钻芯结果相符,能较好地模拟沥青路面高温性能。
江伟采用汉堡车辙试验对比研究了沥青混合料SAC-16、AC-16的高温性能。
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栗培龙等采用4种混合料分别在水浴和空气浴2种试验环境、2种试验温
度进行汉堡车辙试验,形成结论:圆柱体试件和板式试件测试结果的相关
系数大0.95以上,证实了钻芯取样进行实际路面抗车辙性能的可行性;最
大车辙深度和车辙变形率可作为汉堡车辙试验的主要评价指标;国内广东
华路交通科技公司的方阳等曾钻取路面芯样,室内进行单轴贯入试验,并
与现场实际车辙比对,结果表明室内试验车辙深度与路面实际车辙深度关
联性不高。
可见,国外汉堡车辙试验已大量应用于工程实践。近几年来国内开始
引进汉堡车辙仪,研究其试验环境条件、应用于探究路面车辙产生原因等,
取得了一定的成果。由于汉堡车辙仪在我国应用研究还不够深入,还无法
真正应用于工程实践,其主要原因是尚未建立实际路面辙深度与芯样汉堡
车辙深度及APA车辙深度的对应关系,因而无法指导沥青混合料设计,也
无法用于检验施工期实际沥青路面的抗车辙性能。因此,针对广西高温多
雨、路面车辙病害较多,以及现行规范车辙试验存在的缺陷,急需研究汉
堡车辙试验的技术指标,形成沥青混合料设计的高温稳定性检验技术指标,
以提高我区沥青路面的抗车辙能力,延长沥青路面使用寿命。因此,我区
沥青路面应具有良好的高温稳定性以确保行车安全,应针对现行规范车辙
试验存在的缺陷,研究新的抗车辙试验方法,在沥青混合料目标配合比设
计、生产配合比设计阶段,采用新车辙试验方法检验混合料抗车辙性能,
同时在路面施工阶段通过测试实际路面芯样来评价路面实际抗车辙性能。
为此,必须首先进行广泛的车辙病害调查,分析车辙成因及形成机理,同
时钻取路面芯样,通过有效的车辙试验方法检测,建立检测结果与实测路
面车辙关系;同时收集调查交通量、轴载、降雨量和气温车等影响车辙的
显著因素,提出广西不同地区的现场沥青混合料及车辙控制指标。《广西
高速公路网规划(2018-2030年)》显示在本轮规划在原规划的基础上新增
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路线里程6600公里,改扩建里程1400公里,合计新增建设规模8000公里,
高速公路总里程达到15200公里,广西有大量的等待建设的高速公路沥青
路面及其他等级的沥青路面或需要维修的沥青路面,因此预防和避免车辙
的发生将极大的保证行车安全及节约养护费用。
由此,广西交通投资集团于2017年9月立项课题《基于路面芯样汉堡
车辙试验的广西地区沥青混合料设计抗车辙指标研究》,广西交投科技有
限公司独立承担,经过2年研究取得丰富成果,于2019年12月验收。课
题组在随后的沥青路面养护设计、施工技术服务采用本规程技术标准和结
论。
三、项目编制过程
(一)成立标准编制工作组
广西地方标准《高速公路沥青路面抗车辙性能评价技术规程》项目任
务下达后,钦州高速公路运营有限公司、广西交投科技有限公司成立了标
准编制工作组,制定了标准编写方案,明确任务职责,确定工作技术路线,
开展标准研制工作。
本标准负责起草单位:广西交投科技有限公司。
本标准参与起草单位:广西交通投资集团钦州高速公路运营有限公司。
本标准主要起草人:林有贵(项目负责人)、杜荣耀、栗晖、姚新宇、
陈刚、施权君、李强、马进、卢廷基、易强、张俭、谭枝斌、墙昌延、李
健、黄忠财、梁晓林。
本标准的前期科研工作主要由林有贵、杜荣耀等完成,本规程的具体
内容由林有贵负责编写,杜荣耀协助,其余参与人员根据安排参与标准的
编写。
(二)收集整理文献资料
本标准起草人员的前期研究工作分为资料调查与研究、工程案例及数
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据收集检验、总结完善3个步骤进行:1、调研了国内外大量的沥青路面抗
车辙性能检测评定的实际案例和相关的标准规范、规程及研究成果;2、搜
集了国内及广西地区沥青路面抗车辙评价的案例及数据资料;3、对公司《基
于芯样汉堡车辙试验的广西地区沥青路面抗车辙技术标准研究》成果及搜
集到的沥青路面抗车辙检测评价资料进行分类整理和研究,为下一步的规
范研究提供必要的指导和技术支撑标准编制工作组收集了沥青路面抗车辙
评价相关文献资料。主要有:
JTGD50公路沥青路面设计规范
JTGE20公路工程沥青及沥青混合料试验规程
JTGF40公路沥青路面施工技术规范
JTG3450公路路基路面现场测试规程
基于芯样汉堡车辙试验的广西地区沥青路面车辙预测模型研究(论文)
基于时温车辙因子的广西区域车辙等效温度(论文)
大纵坡沥青路面车辙估算及混合料设计研究(论文)
汉堡车辙和APA车辙试验适用范围研究(论文)
(三)研讨确定标准主体内容
标准编制工作组在对收集的资料进行整理研究之后,标准编制工作组
召开了标准编制会议,对标准的整体框架结构进行了研究,并对标准的关
键性内容进行了初步探讨。经过研究,标准的主体内容确定为范围、规范
性引用文件、术语和定义、沥青路面抗车辙标准和评价、试验与评价方法、
附录。
(四)调研、形成征求意见初稿
为确保本规程的编写工作有序开展,编写工作组在前期大量的研究工
作的基础上,于2021年12月上旬完成了《高速公路沥青路面抗车辙性能
评价技术规程》的编制大纲和工作大纲,并经内部评审讨论后,于2021年
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12月28日召开了大纲外部评审会,评审会针对大纲共提出了12条建议和
意见。根据大纲评审专家的意见,以修改完善后的大纲作为项目的工作指
导,编写工作组开展了标准正式的编写工作,并于2022年4月下旬完成了
工作组讨论稿。
(五)征求意见稿
编写组2次召开组内会议讨论修改,于2022年9月初形成征求意见初
稿,并于2022年9月23日召开了征求意见初稿外部评审会,提出了14
条建议和意见。编写组逐条分析评审会专家意见和建议,采纳了13条,不
采纳的1条。对于不采纳的原因作了说明。随后,编写组再次召开组内会
议讨论修改,形成了本征求意见稿。
四、标准制定原则
本标准的编制遵循国家、行业和广西壮族自治区现行有关标准的规定。
编写工作组充分调研了国内外及广西地区目前沥青路面抗车辙的实际案
例、数据资料及研究成果,研究和分析了国内外及广西地区的现状,以及
国内外沥青路面抗车辙评价的发展趋势和新技术的应用状况。经过编写工
作组成员讨论,确定标准编制遵循以下基本原则:
(1)科学性原则
本标准分析了国内外有关汉堡车辙试验文献,在《基于芯样汉堡车辙
试验的广西地区沥青路面抗车辙技术标准研究》课题成果的基础上,结合
项目组近年来在广西高速公路沥青路面施工技术服务中进行的沥青混合料
和实体芯样的汉堡车辙试验和通车后期跟踪观测实际路面车辙结果,以及
在广西交通投资集团管养沥青路面养护设计中进行的车辙调研和芯样汉堡
车辙试验结果,建立了科学、合理的高速公路沥青路面抗车辙性能评价标
准和技术规程。
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(2)承接性原则
此前国内无相关标准,本规程填补国内空白。编制过程中,本规程术
语、符号、条文尽量与相应国家、国际、行业和地方标准的规定内容相一
致,条文未出现自相矛盾的地方。标准技术内容与国家、国际、行业和地
方标准兼容,未出现冲突,保证了一致性。标准技术内容中引用其他标准
时,已明确指出所引用标准的内容或名称,增强了标准的可读性和可操作
性。
(3)可操作性原则
本标准的起草充分调研了国内外、广西地区沥青路面抗车辙评价的应
用现状,根据大纲评审会专家意见,编写组经过反复讨论和修改,编制此
标准。标准内容针对性强,可操作性高,易于推广。
五、标准主要内容及依据来源
广西地方标准《高速公路沥青路面抗车辙性能评价技术规程》主要章
节内容包括:术语和定义、沥青路面抗车辙标准和评价、试验与评价方法
等要求。
本标准的编制遵循国家、行业和广西壮族自治区现行有关标准的规定。
编写工作组充分调研了国内外及广西地区目前沥青路面抗车辙评价的实际
案例、数据资料及研究成果,研究和分析了国内外及广西地区沥青路面抗
车辙评价标准建设的现状,以及国内外沥青路面抗车辙评价的发展趋势和
新技术应用状况。在此基础上结合《基于芯样汉堡车辙试验的广西地区沥
青路面抗车辙技术标准研究》课题成果,形成了高速公路沥青路面抗车辙
性能评价技术规程。
1、标准名称
为保证标准的全面性和针对性,计划申请的标准名称为《高速公路沥
青路面抗车辙性能评价技术规程》。
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2、范围
本标准的主要试验数据是基于广西区域高速公路沥青混合料检测结果
及半刚性基层沥青路面和复合式沥青路面调查检测结果,因此本标准主要
适用于广西壮族自治区行政区域内的高速公路沥青混合料和路面实体抗车
辙性能的检测试验和评价,其它等级公路和市政道路可参考。
3、术语和定义
本标准涵盖了高速公路沥青路面抗车辙评价技术工作的各种术语和定
义。
4、沥青路面抗车辙标准和评价
4.1基本要求
第4.1.1条:规定了车辙试件原材料、混合料拌和及成型应符合的要
求。
第4.1.2条:规定了沥青路面实体钻芯芯样应符合的要求。
第4.1.3条:规定了配合比设计和施工期内抗车辙评价应采用的评价
方法。
第4.1.4条:规定了在施工期和服役初期抗车辙评价应采用的评价方
法。
4.2抗车辙技术要求
(1)表1动稳定度技术要求取值,主要参考现行交通运输部规范《JTG/T
3350-03-2020排水沥青路面设计与施工指导规范》、广西地标《DB45/T
2524-2022高速公路沥青路面施工技术规范》。
(2)表2、表3和表4规定了上中面层沥青混合料和沥青路面实体芯
样的汉堡车辙试验、APA车辙试验抗车辙标准技术要求及超薄沥青层热拌
沥青混合料和路面实体芯样汉堡车辙试验车辙技术要求。
(3)上面层沥青混合料及沥青路面实体芯样汉堡车辙试验车辙技术要
13
求。
高速公路上面层均采用辉绿岩等硬质粗集料,因此可采用汉堡试验检
测。课题组对7条运营沥青路面高速公路共30段进行检测,分别在行车道
轮迹带和应急车道钻芯取样,通过比对应急车道芯样和轮迹带车辙芯样结
构层厚度,得到行车道处各结构层车辙变形,实测发现,车辙变形主要发
生于上中面层,下面层变形微小可忽略;同时取应急车道芯样进行室内试
验,对芯样进行切割为高度62mm的汉堡车辙试样,保留全部上面层及部分
中面层,见图4.2-1~图4.2-2。采用附录A中的试验条件将切割后的7条
路30个芯样进行上面层汉堡车辙试验,试验结果见表4.2-1。
图4.2-1切割后的汉堡车辙试样(完整上面层+部分中面层)
图4.2-2装入模具的汉堡车辙试样
14
表4.2-1复合试件汉堡车辙试验结果
现场检测结果(mm)复合试件汉堡车辙试验结果(mm)
序号路段
路面车辙总车辙深
1103.502
2102.952
3平钟路153.292
4133.909
562.858
631.752
百罗路
762.068
9121.866
10164.264
12坛百路63.387
1384.419
1483.131
15153.07
16柳州北环82.746
17142.374
18102.642
南友路
20224.283
2122.746
2283.063
23143.873
24柳南路154.557
25165.637
26226.027
27217.666
2852.197
29六钦路183.429
3061.974
现场路面表面车辙深与室内复合试件汉堡试验车辙深(表4.1)关系
绘于图4.2-3。可见,现场车辙深与室内复合汉堡车辙测试值无显著相关,
表明不能用复合试件汉堡车辙试验值预测路面车辙,需将复合试件车辙值
分解为上面层和中面层变形。
15
图4.2-3现场表面车辙深-复合试件汉堡试验车辙深关系
按附件文献方法分解的上中面层变形结果见表4.2-2。
表4.2-2复合试件汉堡车辙试验结果
现场车辙检测结果(mm)上面层厚
编路段名汉堡车辙坡度
桩号位置路面车上面层中面层度
号称结果(mm)(%)
辙变形变形(mm)
K2624+19
1平钟路上行1028333.5021.4
7
K2624+16
2平钟路上行1025392.9521.4
0
3平钟路K710+878下行15310343.292-0.18
4平钟路K710+830下行13212373.909-0.18
K2625+28
5平钟路上行632402.8581.62
0
6百罗路K798+352上行321341.7520.1
7百罗路K798+430上行623352.0680.1
8百罗路K822+000上行331372.1435.0
9坛百路K682+290上行1245451.8660.53
10坛百路K746+110上行1659404.2641.74
11坛百路K690+798下行632472.1374.56
12坛百路K616+100上行66/443.3870.6
13坛百路K608+600下行88/504.4190.2
14坛百路K606+500上行87/483.1310.3
柳州北
15K949+900下行15410393.07-0.7
环
16
现场车辙检测结果(mm)上面层厚
编路段名汉堡车辙坡度
桩号位置路面车上面层中面层度
号称结果(mm)(%)
辙变形变形(mm)
柳州北
16K938+380下行842372.746-1
环
柳州北
17K931+880下行1438432.874-0.5
环
18南友路K136+375下行1018402.642-0.87
19南友路K143+200下行22611404.2834.9
20南友路K142+970下行1018433.1770.5
K1309+76
21柳南路下行211362.7460.7
9
K1352+85
22柳南路下行862343.0630.6
0
K1306+70
23柳南路上行1475353.8731.7
0
K1344+75
24柳南路上行1584324.5570.8
0
K1306+00
25柳南路上行16106305.6371.5
5
K1359+91
26柳南路下行22513306.0270.5
5
K1369+49
27柳南路上行211211407.6660.4
0
28六钦路K102+552下行532512.1970
29六钦路K110+952下行18810383.429-0.87
30六钦路K109+985下行623361.9741.2
表4.2-2试件取自应急车道,路龄4-12年。由于沥青老化,混合料变
硬,芯样汉堡车辙测试值会小于施工期的车辙值,但目前已无法取得通车
初期的芯样。分析表4.2-2和4.2-4的梧州-柳州高速测试值,新沥青混合
料汉堡车辙测试值比旧混合料的大约高0.85mm左右,由此表4.2-2的62mm
标准试件换算值加以0.85mm;部分芯样加工成APA试件进行试验,中面层
沥青老化较微,不予修正,测试值列于表4.2-3,同时将服役期和车辙等
效温度也列于表中。
17
表4.2-3汉堡车辙试验结果及换算值
现场检测结果(mm)汉堡试验结果(mm)APA试验
车辙等0.85+上面
序服役期上面中面APA-75mm纵坡
路段效温度路表总车辙层换算
号(年)层变层变试验结果(%)
(℃)车辙深62mm试件
形形(mm)
变形
1平钟10283.5022.158
2路路10252.9522.36
3(上153103.2922.179
1026
4为改+132123.9091.86
中为
56322.8583.354
基质)
6百罗3211.7522.552
7路(上6222.0682.411
1227.6
中为
84312.1433.0734.56
改)
912451.8662.143
坛百
10927.616694.2643.5324.56
路(上
116322.1372.6952.225
为改+
1266/3.3874.846
中为
13926.388/4.4195.752
基质)
1487/3.1314.393
15柳州154103.072.387
16北环8422.7463.449
(上1027.3
17中为14332.3742.6574.608
改)
18南友10182.6421.346
19路(上10183.1771.411
为改+1128
20中为227134.2833.0214.56
基质)
212112.7462.96
228623.0634.278
柳南
2314753.8734.214
路(上
241226.815844.5575.476
中为
25161065.6376.391
改)
26225136.0273.898
272112117.6667.0733.353
28六钦5322.1972.734
29路(上188103.4293.353
429.2
中为
306231.9742.121
改)
18
分析表4.2-3可见,路表车辙由上面层变形和中面层变形构成:(1)
上面层为改性沥青而中面层为基质沥青的平钟路、南友路、坛百路的路表
车辙中,中面层变形占比较大,而上中面层均为改性沥青的柳南路、坛百
路、柳州北环、六钦路,上中面层变形基本相同。由此为控制路面实际车
辙,需同时控制上中面层的汉堡车辙变形,普通基质沥青混合料的抗车辙
标准应不同于改性沥青;(2)纵坡对车辙深有重大影响,根据表4.2-3的
结果,同时参考区外研究结果,以3%为界限分为大纵坡、小纵坡,(3)
六钦路的车辙等效温度较高,序号29的上中面层芯样汉堡车辙测试值不
高,但仍产生严重车辙,表明气温对车辙的影响显著,原因是钦州市的车
辙等效温度比南宁高2.9℃(见本规程附录C)。
课题组在2017年-2021年广西交通投资集团的高速公路沥青路面施工
中,采用室内混合料、现场芯样进行汉堡和APA试验,结果见表4.2-4~
4.2-7。
长大纵坡对沥青路面的抗车辙能力有较大的影响,例如表4.2-3中序
号19的南友路其位于1km长大上坡的起步阶段,最大纵坡4.9%,现场车
辙深度最大达到38mm,且经过了多次的加铺维修,但其汉堡车辙深度为
4.283mm,并不是很大,见图4.2-4及图4.2-5。
图4.2-4南友路大纵坡段车辙较深
19
图4.2-5该段汉堡车辙试验车辙后
表4.2-4梧州-柳州高速汉堡车辙深度(上面层)及现场车辙深度结果
室内上面层混现场取上面层2018年现2019年现2021年车
序号桩号合料汉堡车辙芯汉堡车辙深场车辙深场车辙深辙深度
深度度(mm)度(mm)度(mm)(mm)
1左幅K8+8202.8223.4
2.894
2左幅K9+3203.2082.62.74.5
3左幅K38+3153.03624.35.1
2.918
4左幅K43+2303.0432.13.14.7
5左幅K62+3103.012.833.2
2.467
6左幅K70+4005.43.35.77.2
7左幅K114+0102.5841.22.13.6
8左幅K114+2102.4622.4881.323.6
9左幅K126+3002.08633.53.9
10左幅K131+6105.0633.345.9
2.781
11左幅K137+2703.5472.52.65.1
12左幅K174+5003.032.82.84.7
13左幅K189+2002.6832.6862.52.93.9
14左幅K189+4202.8272.42.74.7
15左幅K197+1002.5392.734.2
16左幅K202+2802.5813.13.84.3
2.889
17左幅K204+1502.8023.83.84.5
18左幅K206+0602.5313.53.84.6
19右幅K6+0204.7373.24.97.1
2.894
20右幅K10+1022.8212.72.94.7
21右幅K34+1302.28122.44.4
2.918
22右幅K34+5202.2481.93.23.9
23右幅K104+3052.7732.2682.42.94.3
24右幅K129+0302.7813.612.54.15.6
25右幅K149+1402.862.4562.22.34.1
26右幅K164+6993.2392.734.2
2.686
27右幅K164+5452.1281.93.23.6
28右幅K174+5002.6832.4611.62.33.7
29右幅K198+1302.8892.4022.22.43.6
平均值2.772.962.493.154.49
20
表4.2-5阳朔-鹿寨高速汉堡车辙(上面层)试验结果和现场车辙深度结果
现场上面层取
2020年现场车2021年车辙
序号桩号层位芯汉堡车辙深备注
辙深度(mm)深度(mm)
度(mm)
1上行K12+5703.846
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