河南省高速公路较长寿命路面的分析探讨.pdf
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1、45交通科技与管理工程技术0引言近年来,交通运输部和部分省份提出了长寿命路面的思路和行动步骤,公路学会也设立了长寿命路面奖。长寿命路面的探索和实践,对于延长高速公路路面寿命、提升公路服务水平、节约全寿命周期管养成本都有非常重要的意义。河南省交通运输发展集团有限公司(以下简称交发展集团)针对“13445 工程”项目印发了关于推进长寿命沥青路面建设指导意见的通知,旨在控制路面早期病害,全面实现“13445 工程”项目沥青路面十五年不大修的目标。1长寿命路面定义及标准1.1长寿命路面基本特征关于长寿命路面的定义,目前尚未有明确的一致标准,路面结构形式呈多样化。但存在共同点:(1)路面的设计寿命至少
2、30 年。(2)路面寿命内无结构性破坏,仅允许表面层损坏。(3)只进行周期性的小修和中修,不需要进行结构性大修或重建。(4)初期建设费用较高,但维修费用低,总费用效益比最大1。1.2河南省长寿命路面要求及定义根据长寿命路面基本特征,河南省提出的“长寿命路面”不能称作完全意义上的长寿命路面,可将其命名为“较长寿命路面”。2河南省高速公路路面寿命关键性因素分析2.1自然环境及轴载特点气候条件:河南属暖温带 亚热带、湿润 半湿润季风气候,年平均气温在 1216 之间,极端最低气温 21.7;极端最高气温 44.2。降雨情况:年平均降水量约为 500900 mm,全年降水的 50%集中在夏季,常有暴雨
3、。交通量情况:部分路段日交通超过 7 万辆,货车比例大,货车占比超过 40%。2.2河南省高速公路典型路面结构近 5 年,河南省高速公路典型路面结构如图 1 所示,面层厚度 18 cm,总厚度 72 cm。图 1河南省典型路面结构形式2.3既有高速路面性能特征分析2.3.1路面结构性破坏特征根据河南省交通运输发展集团高速公路路面结构设计研究思路对河南省部分高速公路项目路面破坏数据统计,总厚度大于 70 cm 的沥青路面,重载交通使用15 年左右,路面基层发生疲劳破坏的比例为 5%15%,部分项目甚至小于 2%。基于以上数据,河南省半刚性基层的典型路面结构在保证施工质量的前提下,使用 15 年内
4、,路面结构性破坏的风险是可控的。所以该次较长寿命路面仍考虑采用半刚性基层,总厚度控制在70 cm以上。2.3.2路面破损特征2020 年河南省交通科技项目基于轴载谱的沥青路面破损特征与养护对策研究课题对部分高速公路路面收稿日期:2023-09-03作者简介:陈翔(1991),男,研究生,工程师,研究方向:长寿面路面研究。河南省高速公路较长寿命路面的分析探讨陈翔(华设设计集团股份有限公司,江苏 南京 210098)摘要借助河南省高速公路“13445 工程”开展契机,响应河南省交通运输发展集团有限公司关于长寿命沥青路面建设需求,收集了部分河南省既有高速公路路面使用性能情况,分析了河南省高速公路典型
5、路面结构存在的不足,总结了影响河南省高路面结构寿命的关键性因素,提出了适用于河南省高速公路较长寿命的路面结构形式,并建议应用于部分“13445 工程”项目。关键词长寿命路面;路面结构;高速公路中图分类号U416.1文献标识码A文章编号2096-8949(2023)22-0045-042023 年第 4 卷第 22 期46交通科技与管理工程技术表 1不同岩性表面层抗滑性能对比路段(通车时间)表面层材料表面层岩性SFC 均值 40 合格率/%检测时间德商高速范县段(2015 年 11 月)AC-13石灰岩4379.82020 年 7 月南林高速南乐段(2015 年 11 月)AC-13石灰岩458
6、6.72020 年 7 月机西高速一期工程(2015 年 12 月)AC-13石灰岩4263.82020 年 8 月三淅高速卢氏至西坪段(2015 年 12 月)AC-13玄武岩和辉绿岩5999.72019 年 11 月三淅高速西坪至寺湾段(2015 年 12 月)AC-13玄武岩和辉绿岩681002019 年 11 月破损病害进行统计分析,如图 2 所示,路面病害主要为横向裂缝、纵向裂缝及修补。同时结合收集的二广高速济洛段、德上高速范县段、大广高速濮阳段、大广高速省界段、郑卢高速路面养护及破损数据,如图 3 所示,横向裂缝、纵向裂缝及修补仍是最为常见的路面病害类型。横向裂缝及其衍生病害,对于
7、河南省乃至全国高速公路而言,都是最为主要的病害类型之一。一方面可控制水稳基层收缩裂缝,提高面层抗裂性能来减少横向裂缝的产生;另一方面可增加沥青面层厚度延长裂缝发展路径,延缓半刚性基层反射裂缝。对于重载交通,可通过采用优质改性沥青、加强质量控制等减少纵向裂缝2,处理好以上路面破损病害是保证高速公路路面长寿命的关键因素之一。2.3.3路面抗滑性能路面的抗滑性能与表面层碎石品质和混合料选型有关。河南省高速表面层多采用细粒式沥青混凝土 AC-13,少部分采用沥青玛蹄脂碎石混合料 SMA-13;表面层集料石灰岩、玄武岩(辉绿岩)均有采用,现以抗滑指标横向力系数SFC进行对比分析,详见表 1。SMA 表现
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