束冬林

(安徽省高速公路試驗檢測科研中心有限公司，合肥 230601)

隨著我國國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展和交通運輸量的不斷攀升，早期修建的部分高速公路已不能滿足日益增加的交通量需求，嚴重影響了公路運輸效率[1]。同時，由于氣候環(huán)境、行車荷載、老化以及其他人為因素的影響,公路的使用品質(zhì)也在逐年下降[2]，特別是20世紀末21世紀初修建的高速公路已經(jīng)進入了大修期和改建期。

高速公路改擴建是今后我國公路建設(shè)的首要任務(wù)之一，為進一步統(tǒng)一改擴建工程的技術(shù)要求，交通部于2015年頒布了《高速公路改擴建細則》[3]，規(guī)范和指導(dǎo)高速公路改擴建工程的設(shè)計。然而，對既有高速公路的質(zhì)量現(xiàn)狀檢測還未形成一個統(tǒng)一的標準。因此，需要制定一個統(tǒng)一的檢測實施細則，為今后高速公路改擴建質(zhì)量檢測方案的制定提供依據(jù)。

1 檢測前的資料收集工作

為了更好地評價路基路面的質(zhì)量現(xiàn)狀，在開展外業(yè)檢測前，需要收集項目的資料主要有：1)原設(shè)計圖紙；2)原竣工圖紙；3)歷年養(yǎng)護記錄及交通量觀測記錄；4)水文、地質(zhì)、氣象以及地形地貌資料。

2 路基質(zhì)量調(diào)查與檢測

路基作為公路重要的組成部分，其質(zhì)量直接影響著公路的使用壽命[4]。對路基質(zhì)量的調(diào)查主要包括以下三個方面：1)既有路基主體的使用狀況；2)既有路基支擋、防護、排水工程的實際狀況；3)軟土地區(qū)應(yīng)調(diào)查既有路基的工后沉降情況。

2.1 調(diào)查與檢測方法

在高速公路改擴建項目中，既有的路基主體作為隱蔽工程，對其質(zhì)量的調(diào)查不同于新建的高速公路，目前主要利用干鉆鉆機對路基土進行鉆芯取樣，開展室內(nèi)試驗，鉆芯位置的確定主要結(jié)合路面病害類型及不同的路基填方高度選取。工程可行性研究階段建議單幅取芯每5 km一處，初步設(shè)計階段建議單幅每2 km一處，施工圖設(shè)計階段建議單幅每1 km一處，每個取樣孔按每60 cm向下分層取樣，截取不少于3個土樣，室內(nèi)進行含水率、液限、塑限、塑性指數(shù)、密度、顆粒分析、稠度、凝聚力、內(nèi)摩擦角、空隙比、自由膨脹率、標準吸濕含水率、壓縮系數(shù)、壓縮模量等指標試驗。

路基主體的強度指標也尤為關(guān)鍵，應(yīng)結(jié)合路面病害類型、不同的路基填方高度、路基填料類型和路基取芯試驗結(jié)果選取典型代表處布設(shè)探坑位置，挖至路床頂面采用承載板試驗確定回彈模量檢測或采用落錘彎沉儀測定動態(tài)彎沉反算路基回彈模量，驗證是否滿足設(shè)計要求。

同時對既有路基的支擋、防護、排水工程的實際狀況進行全線調(diào)查，記錄破損情況。重點關(guān)注高填方路段路基的調(diào)查，包括高填方路段高度、填方的實際情況、路堤是否穩(wěn)定、路段的防護情況以及邊坡的沖刷情況等[5]。

軟土地區(qū)既有路基工程沉降調(diào)查，一般采用測量高程變化并考慮路面加鋪等因素的方法。

2.2 調(diào)查結(jié)果的分析與應(yīng)用

路基取芯外觀方面，從試樣的完整密實程度、顏色、含砂情況等方面具體描述，配合照片記錄，并比對路面結(jié)構(gòu)層病害，辨識是否擴展至路基，如有擴展應(yīng)判定病害的影響深度和范圍。當(dāng)路基發(fā)生翻漿病害時，應(yīng)根據(jù)翻漿的類型和級別(翻漿程度)采取相應(yīng)的防治措施。當(dāng)由于軟土地基沉降、路基翻漿等病害引起橋頭跳車、路基沉陷時，應(yīng)采取相應(yīng)的技術(shù)措施進行處治。

室內(nèi)試驗及室外檢測方面，綜合各項物理力學(xué)指標，逐個對路基土試樣進行評價和工程分類。當(dāng)既有路基回彈模量不滿足新建路基的要求，且路面出現(xiàn)嚴重破損時，可根據(jù)對含水率、壓實度和填料類型的分析評價，分別采取改善排水措施、補充碾壓、換填處治等措施。當(dāng)條件受限不能翻挖既有路基時，可采取水泥碎石樁、水泥粉煤灰碎石樁、注漿等處理措施[6]。

3 路面質(zhì)量調(diào)查與檢測

路面的質(zhì)量調(diào)查與檢測主要通過無損檢測以初步探明路面的整體狀況，區(qū)分出問題路段。高速公路路面以瀝青混凝土路面為主，水泥混凝土路面為輔。瀝青混凝土路面主要分布在主線、匝道、互通立交等處，水泥混凝土路面主要分布在服務(wù)區(qū)、收費站等處。

3.1 調(diào)查與檢測方法

對于瀝青路面，應(yīng)開展的檢測項目有結(jié)構(gòu)層厚度、彎沉、破損率、平整度、車轍、抗滑性能等，具體檢測項目、方法及頻率見表1。涉及到以下情況需補充相應(yīng)的檢測項目。

1)路面再生利用技術(shù)

在施工圖設(shè)計階段，若利用既有瀝青混凝土路面進行銑刨后再生利用，需對路面取芯芯樣分層進行以下項目檢測：瀝青含量、回收瀝青三大指標(針入度、軟化點、延度)、回收集料物理力學(xué)試驗(級配、針片狀顆粒含量、壓碎值、洛杉磯磨耗)、瀝青銑刨料再生配合比設(shè)計。

2)路面病害專項檢測

根據(jù)路況調(diào)查結(jié)果，選取不同類型、不同嚴重程度、不同路基填方高度的裂縫，利用地質(zhì)雷達檢測技術(shù)，對路面裂縫的延伸情況進行檢測，判定裂縫的影響深度。

選取不同類型的典型病害進行逐層開挖，開挖至路基頂，記錄每層開挖情況，每處開挖面積約1.5 m×2.0 m，并及時修補?？膳c地質(zhì)雷達檢測同步開展驗證。

3)基層頂回彈模量

基層頂回彈模量采用手持FWD(Falling Weight Deflectometer,落錘式彎沉儀)或承載板法進行檢測，建議每個路面施工標段左右幅各選取2處，每處3點。

表1 不同工程設(shè)計階段瀝青路面檢測項目、方法及頻率一覽表

對于水泥混凝土路面，應(yīng)開展的檢測項目有結(jié)構(gòu)層厚度、斷板率、破損率、錯臺量、接縫傳荷系數(shù)、抗滑性能等。結(jié)構(gòu)層厚度包括水泥混凝土板厚度和水泥穩(wěn)定碎石基層厚度，采用鉆孔取芯法進行檢測，每側(cè)服務(wù)區(qū)建議取3處；斷板率、破損率和錯臺量采用人工調(diào)查結(jié)合儀器測量，逐塊板進行調(diào)查；接縫傳荷系數(shù)采用FWD法進行檢測，檢測頻率建議每20 m不少于一處；考慮到服務(wù)區(qū)及收費站水泥混凝土路面車速低及車道長度較短的特點，抗滑性能可采用構(gòu)造深度指標進行評定，每車道各檢測一處。

根據(jù)需要，可對取芯后的水泥混凝土芯樣進行劈裂強度檢測，計算水泥混凝土面板彎拉強度。基層頂回彈模量采用承載板法進行檢測，建議每側(cè)服務(wù)區(qū)選取1處，每處3點。

3.2 調(diào)查結(jié)果的分析與應(yīng)用

路面技術(shù)狀況評定:以1 000 m為評定單元分車道計算路面破損率(DR)和路面損壞狀況指數(shù)(PCI)、路面行駛質(zhì)量指數(shù)(RQI)、路面車轍深度指數(shù)(RDI)、路面抗滑性能指數(shù)(SRI)、路面結(jié)構(gòu)強度指數(shù)(PSSI)，匯總分析各車道的整體狀況。瀝青混凝土路面破損調(diào)查除計算PCI外，還應(yīng)計算裂縫率、翻漿率、修補率等，并把各種破損形式根據(jù)破壞程度分級匯總分析，按照典型病害劃分路段。服務(wù)區(qū)水泥混凝土路面除計算PCI外，還需計算斷板率、錯臺量，進行路面損壞路況的整體評定。在利用FWD檢測路面彎沉前，應(yīng)與貝克曼梁法測定的回彈彎沉建立關(guān)系式，并將檢測結(jié)果換算成回彈彎沉，再計算PSSI。另外需要注意的是硬路肩作為改擴建后的行車道，其彎沉的檢測不可忽視。

路面取芯外觀：鉆孔位置結(jié)合路面病害及不同的路基填方高度選取，盡量與路基取芯保持一致，避免重復(fù)取芯給路基路面留下更多的質(zhì)量隱患。路面取芯的檢測內(nèi)容包括面層、基層芯樣的外觀描述。外觀描述重點放在病害的類型和嚴重程度以及病害擴展情況上，若擴展至路基結(jié)構(gòu)層，應(yīng)結(jié)合路基取芯結(jié)果共同分析病害成因及處治措施。在瀝青路面破損調(diào)查的基礎(chǔ)上，開展病害專項調(diào)查，利用探地雷達對裂縫的范圍和深度進行檢測，輔以取芯和探坑，驗證探地雷達檢測結(jié)果的準確性，從而可以更準確地確定老路面病害的處治范圍。

室內(nèi)試驗：對路面面層各層厚度和基層厚度檢測結(jié)果進行匯總并計算代表值和合格率，評定與設(shè)計厚度的一致性，并為路面銑刨料的再生利用量計算和場站的布置提供依據(jù)[7]。為了掌握瀝青路面各層材料的穩(wěn)定性，分層評價瀝青含量和顆粒級配的一致性；再根據(jù)回收瀝青的三大指標檢測結(jié)果，評價瀝青的老化程度和再生利用的水平， 同時結(jié)合再生礦料的力學(xué)性能，對再生利用材料的配合比進行初步設(shè)計。

4 結(jié) 語

路基路面質(zhì)量檢測是高速公路改擴建項目中一項關(guān)鍵的工作，不同于一般的養(yǎng)護檢查，質(zhì)量檢測工作的目標更具有針對性，在不同階段應(yīng)制定不同深度的檢測方案。

該文制定的檢測實施細則基本涵蓋了路基路面質(zhì)量檢測的關(guān)鍵性指標，檢測方法優(yōu)先應(yīng)用現(xiàn)代無損快速檢測技術(shù)，檢測頻率隨著工作深度逐步加大，在檢測結(jié)果的運用方面建立了科學(xué)合理的評價方法，做到重點突出，能夠為設(shè)計部門制定既有路基路面的處置方案提供強有力的技術(shù)支撐。