麥偉生

(廣東冠粵路橋有限公司，廣東 廣州 511450)

0 引言

裂縫是瀝青路面常見的病害，根據(jù)外觀形態(tài)可分為橫向單道裂縫、橫向平行裂縫、縱向裂縫與網(wǎng)狀裂縫等，其中橫向裂縫多與瀝青層的疲勞與基層裂縫的向上反射有關(guān)，縱向裂縫多與路基的不均勻沉降有關(guān)，網(wǎng)狀裂縫多與瀝青面層的疲勞水損等因素有關(guān)[1-2]。不同的裂縫對(duì)瀝青路面的結(jié)構(gòu)完整性與承載力影響不同，《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG 5210-2018)采用路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度指數(shù)(PSSI)表征瀝青路面的結(jié)構(gòu)承載力[3-4]。目前通常采用落錘式彎沉儀(FWD)檢測(cè)路面裂縫區(qū)域的實(shí)際彎沉，并與路面的彎沉標(biāo)準(zhǔn)值共同計(jì)算PSSI指標(biāo)，PSSI值越小，表明路面的結(jié)構(gòu)承載力越差[5-7]。此方法操作相對(duì)簡(jiǎn)單，計(jì)算簡(jiǎn)便。此外，還有基于所測(cè)彎沉數(shù)據(jù)反演路面結(jié)構(gòu)分層模量，據(jù)此評(píng)價(jià)路面分層與整體結(jié)構(gòu)承載力的方法，但反演精度不高，計(jì)算步驟復(fù)雜，不利于在實(shí)際工程中推廣應(yīng)用[8-9]。明確含不同裂縫的瀝青路面區(qū)域的PSSI值變化特征，是研究瀝青路面裂縫區(qū)域結(jié)構(gòu)承載力的前提與基礎(chǔ)[10]。

本文基于廣東云羅高速公路(一期工程)路面結(jié)構(gòu)與典型裂縫，構(gòu)建了含橫向單道裂縫、橫向平行裂縫、縱向裂縫與網(wǎng)狀裂縫四類裂縫的瀝青路面有限元模型，對(duì)其尺寸進(jìn)行優(yōu)化后在模型上施加落錘式彎沉儀的模擬荷載，計(jì)算含上述裂縫瀝青路面中心的彎沉與無裂縫區(qū)域的理論容許彎沉，計(jì)算PSSI指標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，討論不同尺寸、不同類型、不同位置的裂縫對(duì)瀝青路面結(jié)構(gòu)承載力的影響。

1 路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度指數(shù)PSSI

《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG 5210—2018)將基于彎沉值的路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度指數(shù)(PSSI)作為瀝青路面結(jié)構(gòu)承載力的評(píng)定指標(biāo)，其計(jì)算如式(1)～式(3)所示。當(dāng)PSSI值在90～100、80～90、70～80、60～70、≤60時(shí)，路面結(jié)構(gòu)承載力分別評(píng)定為優(yōu)、良、中、次、差。

(1)

(2)

lR=600Ne-0.2AcAsAb

(3)

式中：lR、l0分別為路面容許彎沉(0.01mm)和路面實(shí)測(cè)代表彎沉(0.01mm)；a0、a1為模型參數(shù)，分別取用15.71和-5.19；Ne為路面設(shè)計(jì)年限內(nèi)車道累計(jì)當(dāng)量軸次(次/車道)；Ac為公路技術(shù)等級(jí)系數(shù)，高速公路取1.0；As為路面面層類型系數(shù)，瀝青混凝土面層取1.0；Ab為路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù)，半剛性基層瀝青路面取1.0。

2 工程概況

廣東云羅高速公路(一期工程)起于云浮市郁南縣東壩鎮(zhèn)雙鳳管理區(qū)，終點(diǎn)為廣梧高速公路河口至雙鳳段，雙向四至六車道，全長(zhǎng)32.5km，設(shè)計(jì)行車速度100km/h，于2012年底建成通車。路面為半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)，從上至下分別為18cm瀝青面層、40cm5%水穩(wěn)碎石基層、20cm4%水穩(wěn)碎石底基層。通車9年多來，路面已出現(xiàn)各類不同的裂縫，以其形態(tài)可分為橫向單道裂縫、橫向平行裂縫、縱向裂縫、網(wǎng)裂等四大類，如圖1所示。

圖1 云羅高速公路(一期工程)路面各類裂縫

路面設(shè)計(jì)年限為15年，設(shè)計(jì)年限內(nèi)的車道累計(jì)當(dāng)量軸次為5 000萬(次/車道)，由式(3)計(jì)算得到路面容許彎沉為17.31(0.01mm)。裂縫的出現(xiàn)影響路面對(duì)應(yīng)區(qū)域的結(jié)構(gòu)承載力，本文分析上述四類裂縫對(duì)路面PSSI值的影響。

3 含裂縫瀝青路面彎沉模擬

云羅高速公路(一期工程)已通車9年多，路面各類裂縫形態(tài)各異，且路面各處材料參數(shù)衰減狀態(tài)各異，有必要從中抽象并構(gòu)建含各類裂縫的瀝青路面模型，明確含不同裂縫瀝青路面的彎沉并據(jù)此計(jì)算路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度指數(shù)，形成裂縫對(duì)瀝青路面結(jié)構(gòu)承載力影響的機(jī)理。

3.1 路面模型的構(gòu)建

基于云羅高速公路(一期工程)的半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)，構(gòu)建路面有限元模型，如圖2所示。所構(gòu)建路面結(jié)構(gòu)模型的長(zhǎng)寬相等，模型總高度參考相關(guān)文獻(xiàn)[11-13]確定為4m，從上到下各結(jié)構(gòu)層根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)設(shè)置，分別為18cm瀝青面層、38cm 5%水穩(wěn)碎石基層、20cm 4%水穩(wěn)碎石底基層與324cm路基。各層均為彈性均勻介質(zhì)，層間完全連續(xù)，各層材料參數(shù)的取值參照《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D50-2017)[14]相關(guān)規(guī)定及工程經(jīng)驗(yàn)設(shè)置，見表1。采用三維六面體八節(jié)點(diǎn)單元?jiǎng)澐志W(wǎng)格，為提升計(jì)算效率，路基中劃分的單元網(wǎng)格體積為面層、基層、底基層中網(wǎng)格體積的27倍。

表1 路面模型各層參數(shù)取值

根據(jù)《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》(JTG 3450-2019)[15]，落錘式彎沉儀(FWD)的加載盤直徑為300mm，建模時(shí)以路面結(jié)構(gòu)模型上表面的圓心為中心，設(shè)置直徑為300mm的圓形加載區(qū)域用于施加荷載。所施加荷載為半周期0.03s、最大值50kN的一個(gè)半正弦波。根據(jù)落錘式彎沉儀常見的位移傳感器位置，確定路面模型的豎直位移輸出點(diǎn)位置，分別距荷載中心為0mm、200mm、300mm、450mm、600mm、900mm、1 200mm、1 400mm、1 800mm，沿路面模型橫向分布(圖2)。

圖2 路面結(jié)構(gòu)有限元模型

3.2 路面模型尺寸優(yōu)化

路面有限元模型的水平尺寸即長(zhǎng)度和寬度對(duì)彎沉模擬結(jié)果有明顯影響，尺寸過小模型的邊界效應(yīng)較為嚴(yán)重，模擬所得的彎沉結(jié)果失真；而尺寸過大模型的計(jì)算效率較低。因此，在彎沉模擬前應(yīng)先優(yōu)化路面模型的長(zhǎng)度和寬度尺寸[11-13]。

本文所構(gòu)建的路面有限元模型的長(zhǎng)度和寬度設(shè)為相同的值，共設(shè)置6組不同長(zhǎng)度、寬度的路面有限元模型，各模型的長(zhǎng)寬依次遞增16%，分別編號(hào)為1#～6#，見表2。根據(jù)本文路面模型參數(shù)與荷載設(shè)置，模擬計(jì)算6組路面模型的彎沉盆，結(jié)果如圖3所示。根據(jù)式(1)定義ek(i,i+1)指標(biāo)，表征基于i#模型彎沉與(i+1)#模型所計(jì)算的第k個(gè)(k=1,2,3,…,8,9)檢測(cè)點(diǎn)處的彎沉差異。式(4)中dk,i和dk,i+1分別表示基于i#模型彎沉與(i+1)#模型所計(jì)算的第k個(gè)(k=1,2,3,…,8,9)檢測(cè)點(diǎn)處的彎沉。

表2 10組不同長(zhǎng)寬的路面有限元模型尺寸設(shè)置

圖3 基于不同尺寸路面模型所計(jì)算的彎沉盆

(4)

ek(i,i+1)≤5%(k=1,2,3,…,8,9)

(5)

如上所述，九處彎沉檢測(cè)點(diǎn)分別距荷載中心0mm、200mm、300mm、450mm、600mm、900mm、1 200mm、1 400mm、1 800mm，當(dāng)ek(i,i+1)指標(biāo)(k=1,2,3,…,8,9)滿足式(5)時(shí)，基于i#模型彎沉與(i+1)#模型所計(jì)算的九點(diǎn)彎沉之間的差異均小于5%，則說明進(jìn)一步增大模型長(zhǎng)寬尺寸對(duì)所計(jì)算彎沉的影響有限，可認(rèn)為此時(shí)模型i#實(shí)現(xiàn)了計(jì)算精度與計(jì)算效率的平衡。計(jì)算ek(i,i+1)指標(biāo)的取值如圖4所示。

圖4 ek(i,i+1)指標(biāo)計(jì)算結(jié)果

圖4中的水平虛線即為5%的要求線，可見ek(5,6)≤5%(k=1,2,3,…,8,9)這一條件對(duì)九處測(cè)點(diǎn)的彎沉均滿足，因此路面模型5#可用于本文的后續(xù)模擬計(jì)算。本文所構(gòu)建路面有限元模型的長(zhǎng)度和寬度均取為12.2m。

3.3 路面模型各類裂縫的設(shè)置

根據(jù)云羅高速公路(一期工程)路面的典型裂縫類型，在路面模型中分別設(shè)置橫向單道裂縫、橫向平行裂縫、縱向單道裂縫與網(wǎng)狀裂縫。在模型中裂縫附近的網(wǎng)格適當(dāng)加密以提高計(jì)算精度，模擬獲得九個(gè)測(cè)點(diǎn)處的路面彎沉。本文中裂縫的具體設(shè)置如圖5所示。以3.75m寬的車道為單位設(shè)置裂縫，以3.75m×3.75m的區(qū)塊為一個(gè)評(píng)價(jià)單元，在區(qū)塊內(nèi)設(shè)置上述四類裂縫。

圖5 設(shè)置各類裂縫的路面模型表面

(1)橫向單道裂縫。如圖5(a)所示，裂縫平行于模型橫向中心線，貫穿瀝青面層，裂縫到荷載中心點(diǎn)的距離記作d1，依次設(shè)置為150mm、500mm、1 000mm、2 000mm，以模擬單道的開口反射裂縫。裂縫寬度w1分別設(shè)置為2mm、5mm、10mm、20mm。

(2)橫向平行裂縫。如圖5(b)所示，貫穿瀝青面層，各道裂縫均平行于模型橫向中心線。橫向平行裂縫共由5道裂縫組成，相鄰裂縫的間距l(xiāng)2依次設(shè)置為50mm、100mm、200mm。距離荷載中心點(diǎn)最近的橫向裂縫到荷載中心點(diǎn)的距離記作d2，依次設(shè)置為150mm、500mm、1 000mm、2 000mm，以模擬成組的開口反射裂縫。裂縫寬度w2設(shè)置為5mm。

(3)縱向裂縫。如圖5(c)所示，貫穿瀝青面層、基層、底基層與路基頂部1m范圍，平行于模型的縱向中心線。裂縫到荷載中心點(diǎn)的距離記作d3，依次設(shè)置為150mm、500mm、1 000mm、2 000mm，以模擬路基不均勻沉降而反射至路面的縱向裂縫。裂縫寬度w3分別設(shè)置為2mm、5mm、10mm、20mm。

(4)網(wǎng)狀裂縫。如圖5(d)所示，貫穿瀝青面層和基層頂部20cm范圍，橫縱各設(shè)置10道裂縫，其中橫向裂縫為3.75m長(zhǎng)，相鄰橫縱裂縫的間距l(xiāng)4均相等，依次設(shè)置為50mm、100mm、150mm、200mm，所形成的網(wǎng)狀裂縫區(qū)域中心點(diǎn)與荷載中心點(diǎn)重合，網(wǎng)狀裂縫區(qū)域關(guān)于路面模型上表面的縱向與橫向?qū)ΨQ軸對(duì)稱。網(wǎng)狀裂縫中各條裂縫的寬度w4均設(shè)置為5mm。

4 含裂縫瀝青路面的結(jié)構(gòu)承載力特征

4.1 橫向單道裂縫

分別設(shè)置不同裂縫寬度w與不同裂縫到荷載中心點(diǎn)距離d1的橫向單道裂縫，模擬獲得九處彎沉檢測(cè)點(diǎn)處的路面彎沉值，并模擬無裂縫時(shí)模型的九點(diǎn)彎沉，結(jié)果如圖6所示。

圖6 含與不含橫向單道裂縫瀝青路面的彎沉值

如圖6所示，隨著裂縫到荷載中心點(diǎn)距離d1的減小，各點(diǎn)彎沉均增大；隨著裂縫到荷載中心點(diǎn)距離d1的增大，各點(diǎn)彎沉的增加幅度均減小。當(dāng)裂縫到荷載中心點(diǎn)距離d1達(dá)到2 000mm時(shí)，不同寬度橫向單道裂縫對(duì)彎沉的影響已不明顯，原因在于此時(shí)裂縫距離荷載中心的距離過遠(yuǎn)。在d1取值相同時(shí)，隨著裂縫寬度w1的增大，各點(diǎn)彎沉均增大，但裂縫寬度w1對(duì)彎沉的影響主要集中在一定范圍內(nèi)，超出此范圍的各點(diǎn)的彎沉受裂縫寬度w1影響不明顯。隨著裂縫到荷載中心點(diǎn)距離d1的增大，上述影響范圍逐漸擴(kuò)大。原因在于此時(shí)裂縫位置距離荷載中心點(diǎn)更遠(yuǎn)，因此可影響到距離荷載中心更遠(yuǎn)位置處的彎沉。當(dāng)裂縫到荷載中心點(diǎn)距離d1達(dá)到2 000mm時(shí)，含裂縫與不含裂縫的路面結(jié)構(gòu)彎沉差異較小。

表3中計(jì)算了含與不含橫向單道裂縫瀝青路面的PSSI值。云羅高速公路(一期工程)路面橫向裂縫的寬度大多在5mm以內(nèi)，可見橫向單道裂縫的寬度對(duì)路面PSSI值影響較小。當(dāng)d1小于500mm時(shí)，橫向單道裂縫的存在對(duì)路面PSSI值有明顯影響，當(dāng)d1=150mm時(shí)，瀝青路面結(jié)構(gòu)承載力由于裂縫的存在將直接被判定為“差”。當(dāng)d1大于1 000mm時(shí)，橫向單道裂縫的存在對(duì)路面PSSI值已無明顯影響，說明橫向單道裂縫對(duì)路面結(jié)構(gòu)承載力的影響范圍基本在1m以內(nèi)。此類裂縫在超車道和行車道均多見，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，及時(shí)采用注漿或灌縫處置，避免裂縫進(jìn)一步擴(kuò)展。

表3 含與不含橫向單道裂縫瀝青路面的PSSI值

4.2 橫向平行裂縫

分別設(shè)置裂縫寬度w2為5mm，裂縫到荷載中心點(diǎn)距離d2與裂縫間距l(xiāng)2不同的橫向平行裂縫，模擬獲得九處彎沉檢測(cè)點(diǎn)處的路面彎沉值，并模擬無裂縫時(shí)路面模型的九點(diǎn)彎沉，結(jié)果如圖7所示。

圖7 含與不含橫向平行裂縫瀝青路面的彎沉值

由圖7可見，隨著橫向平行裂縫的間距l(xiāng)2增大，路面各點(diǎn)彎沉均減??；隨著橫向平行裂縫距離荷載中心的距離d2增大，路面各點(diǎn)彎沉亦均減小。路面設(shè)置橫向平行裂縫對(duì)路面彎沉的影響主要集中在 1 200mm以內(nèi)，在這一范圍內(nèi)，含不同間距橫向平行裂縫的路面之間的彎沉差異遠(yuǎn)小于含橫向平行裂縫路面與無裂縫路面彎沉之間的差異，說明橫向平行裂縫對(duì)彎沉檢測(cè)結(jié)果有明顯影響。當(dāng)裂縫到荷載中心點(diǎn)距離d1達(dá)到2 000mm時(shí)，含裂縫與不含裂縫的路面結(jié)構(gòu)彎沉仍存在較明顯的差異。

表4中計(jì)算了含與不含橫向平行裂縫瀝青路面的PSSI值，可見，橫向平行裂縫的間距對(duì)路面PSSI值有明顯影響。即使d2大于2 000mm，橫向平行裂縫的存在仍對(duì)路面PSSI值有較大影響，說明橫向平行裂縫對(duì)路面結(jié)構(gòu)承載力的影響范圍超過2m。此類裂縫多發(fā)于軸載較重的行車道，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，及時(shí)采用注漿或灌縫處置，避免裂縫進(jìn)一步擴(kuò)展。

表4 含與不含橫向平行裂縫瀝青路面的PSSI值

4.3 縱向裂縫

分別設(shè)置不同裂縫寬度w3與不同裂縫到荷載中心點(diǎn)距離d3的縱向裂縫，模擬獲得九處彎沉檢測(cè)點(diǎn)處的路面彎沉值，并與無裂縫時(shí)路面模型的九點(diǎn)彎沉對(duì)比，結(jié)果如圖8所示。

圖8 含與不含縱向裂縫瀝青路面的彎沉值

由圖8可見，含縱向裂縫的路面彎沉在900mm范圍內(nèi)大于無裂縫路面，而在900mm范圍外小于無裂縫路面，這一趨勢(shì)與含橫向裂縫路面的彎沉變化趨勢(shì)不同，說明橫縱裂縫對(duì)路面彎沉的影響趨勢(shì)有明顯差異。當(dāng)縱向裂縫到荷載中心的距離d3相同時(shí)，含不同寬度縱向裂縫的路面各點(diǎn)彎沉差異很小，說明縱向裂縫寬度w3對(duì)路面彎沉的影響不明顯。當(dāng)縱向裂縫的寬度w3不變時(shí)，隨著縱向裂縫到荷載中心距離d3的增大，含縱向裂縫路面的各點(diǎn)彎沉越來越接近無裂縫路面的各點(diǎn)彎沉。當(dāng)縱向裂縫到荷載中心距離d3達(dá)到2 000mm時(shí)，含與不含縱向裂縫路面的彎沉盆幾乎重合，說明距離荷載中心點(diǎn)2 000mm外的縱向裂縫對(duì)路面彎沉檢測(cè)的結(jié)果基本無影響。

表5中計(jì)算了含與不含縱向裂縫瀝青路面的PSSI值。云羅高速公路(一期工程)路面縱向裂縫較少見且寬度大多在5mm以內(nèi)，10mm寬度以上的縱向裂縫一般意味著路基的嚴(yán)重沉降，在云羅高速公路(一期工程)路面上未見?？v向裂縫的寬度對(duì)路面PSSI值影響較小，即使d3小于150mm，縱向裂縫的存在對(duì)路面PSSI值的影響仍較小。實(shí)際路面結(jié)構(gòu)的縱向裂縫成因大多是路基不均勻沉降，此時(shí)路面縱向開裂的方向與行車方向基本平行，雖然上述分析表明縱向裂縫對(duì)裂縫左右側(cè)路面的承載力無明顯影響，但縱向裂縫若出現(xiàn)快速發(fā)展的趨勢(shì)，一般意味著路基的快速失穩(wěn)，此類縱向裂縫相比于橫向裂縫更應(yīng)得到充分重視與及時(shí)處治。

表5 含與不含縱向裂縫瀝青路面的PSSI值

4.4 網(wǎng)狀裂縫

分別設(shè)置中心點(diǎn)到荷載中心點(diǎn)距離d4不同的網(wǎng)狀裂縫，模擬獲得九處彎沉檢測(cè)點(diǎn)處的路面彎沉值，并與無裂縫時(shí)路面模型的九點(diǎn)彎沉對(duì)比，結(jié)果如圖9所示。

圖9 含與不含網(wǎng)狀裂縫瀝青路面的彎沉值

由圖9可見，當(dāng)路面設(shè)置網(wǎng)狀裂縫后，距荷載中心點(diǎn)900mm內(nèi)各點(diǎn)的彎沉明顯增大，但900mm外各點(diǎn)的彎沉略有減小。隨著網(wǎng)狀裂縫區(qū)域中相鄰橫縱裂縫間距l(xiāng)4的增加，900mm以內(nèi)各點(diǎn)的彎沉減小，但減小幅度較小;當(dāng)相鄰橫縱裂縫間距l(xiāng)4達(dá)到200mm時(shí)，900mm以內(nèi)各點(diǎn)的彎沉與不含裂縫時(shí)路面的彎沉仍有明顯差距。即便網(wǎng)裂中相鄰橫縱裂縫的間距達(dá)到200mm，所測(cè)得荷載中心處的彎沉仍從13.8(0.01mm)增加到66.9(0.01mm)。

表6中計(jì)算了含與不含網(wǎng)狀裂縫瀝青路面的PSSI值。隨著網(wǎng)狀裂縫間距的減小，PSSI值有較明顯的降低，說明網(wǎng)狀裂縫間距對(duì)瀝青路面結(jié)構(gòu)承載力有較大的影響。相比于無裂縫的路面結(jié)構(gòu)，含裂縫路面結(jié)構(gòu)的PSSI值嚴(yán)重降低，說明網(wǎng)狀裂縫嚴(yán)重影響路面結(jié)構(gòu)層的承載力。對(duì)于所分析的貫穿面層與基層上部的網(wǎng)狀裂縫，應(yīng)及時(shí)銑刨挖除后重鋪，以恢復(fù)路面結(jié)構(gòu)的承載力。

表6 含與不含網(wǎng)狀裂縫瀝青路面的PSSI值

5 結(jié)論

(1)對(duì)于云羅高速公路(一期工程)瀝青路面結(jié)構(gòu)，與無裂縫瀝青路面的彎沉相比，含橫向單道裂縫或橫向平行裂縫路面的九點(diǎn)彎沉均增大；橫向單道與平行裂縫對(duì)路面彎沉的影響分別主要集中于距荷載中心300mm和900mm以內(nèi)的各點(diǎn)；含縱向裂縫或網(wǎng)狀裂縫路面的九點(diǎn)彎沉并非統(tǒng)一增大，距荷載中心900mm以內(nèi)和以外的各點(diǎn)彎沉分別增大和略有減小。

(2)橫向單道裂縫或縱向裂縫距離荷載中心距離超過1m時(shí)，各點(diǎn)彎沉與無裂縫時(shí)各點(diǎn)彎沉相比變化不大；對(duì)于橫向平行裂縫，即便其距離荷載中心超過2m，仍可見九點(diǎn)彎沉與無裂縫時(shí)的彎沉相比發(fā)生明顯變化。

(3)相比于橫向裂縫和網(wǎng)狀裂縫，縱向裂縫對(duì)路面九點(diǎn)彎沉的影響相對(duì)較小。相比于橫向單道與平行裂縫、縱向裂縫，含網(wǎng)狀裂縫路面結(jié)構(gòu)的荷載中心處彎沉增大數(shù)倍。

(4)橫向單道裂縫的寬度對(duì)路面PSSI值影響較小，且其對(duì)路面結(jié)構(gòu)承載力的影響范圍基本在1m以內(nèi)。橫向平行裂縫間距對(duì)路面PSSI值有明顯影響，其對(duì)路面結(jié)構(gòu)承載力的影響范圍超過2m?？v向裂縫的寬度對(duì)路面PSSI值影響較小，且其對(duì)路面PSSI值的影響較小。網(wǎng)狀裂縫間距對(duì)路面PSSI值有較大影響，且網(wǎng)狀裂縫嚴(yán)重影響路面結(jié)構(gòu)的承載力。

(5)橫向單道裂縫在超車道和行車道均多見，橫向平行裂縫多見于行車道，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，及時(shí)采用注漿或灌縫處置，避免裂縫進(jìn)一步擴(kuò)展。雖然縱向裂縫對(duì)裂縫左右側(cè)路面的承載力無明顯影響，但縱向裂縫若出現(xiàn)快速發(fā)展的趨勢(shì)，一般意味著路基的快速失穩(wěn)，此類縱向裂縫相比于橫向裂縫更應(yīng)得到充分重視與及時(shí)處治。對(duì)于所分析的貫穿面層與基層上部的網(wǎng)裂，應(yīng)及時(shí)銑刨挖除后重鋪，以恢復(fù)路面結(jié)構(gòu)的承載力。

(收稿日期：2022-05-24)

BearingCapacityofAsphaltPavementCrackAreabasedonPavementStructuralStrengthIndex(PSSI)

MAIWeisheng

(Guangdong Guanyue Highway & Bridge Co., Ltd., Guangzhou 511450，Guangdong， China)

Abstract:For the pavement structure and typical cracks of Guangdong Yunluo Expressway (Phase I), finite element models of asphalt pavement with four types of cracks, that is, transverse single crack, transverse parallel crack, longitudinal crack and mesh crack have been built. The deflection basins of asphalt pavement with the cracks have been simulated and the corresponding pavement structural strength index (PSSI) have been calculated to evaluate the structural bearing capacity of the crack area. The results have shown that being compared with the deflection of non-cracked asphalt pavement, the deflections in the deflection basin of the pavement with transverse single or parallel cracks increase, while the deflections of pavement with longitudinal or mesh cracks within and outside 900mm from the load center increase and decrease respectively. The width of transverse single crack has little influence on thePSSIvalue, and the influence of the transverse single crack on the bearing capacity of pavement structure is basically within 1m. The transverse parallel crack spacing has obvious influence on thePSSIvalue, and the influence of the transverse parallel crack on the bearing capacity of pavement structure exceeds 2m. The width of longitudinal crack has little influence on thePSSIvalue, and the longitudinal crack has little influence on the bearing capacity of pavement structure. The spacing of mesh cracks has a great influence on thePSSIvalue, and the mesh cracks seriously affect the structural bearing capacity of the pavement structure.

Keywords:asphalt pavement;pavement crack; pavement structural strength index (PSSI); deflection; structural bearing capacity