福建省高速公路典型路面结构服役性能对比研究

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福建省高速公路通车里程逐年增多,形成了两种典型路面结构:半刚性基层沥青路面结构和新型的组合式基层沥青路面结构。为充分了解两种典型路面结构的使用现状,对两种典型路面结构进行较深的了解,为预防和养护做好准备,本文以通车8年的福泉高速公路为依托,对两种典型路面结构的服役性能开展对比研究。本文首先调研了两种典型路面结构的气候状况、交通量状况和养护历史状况,研究表明,两种典型路面结构受高温影响和多雨天气影响较大,交通量处于较高水平,累计当量轴载作用次数仍在设计范围内,路面历年养护以处理车辙和裂缝为主,两种典型路面结构的主要病害类型也均表现为车辙和裂缝。其次,对两种典型路面结构的车辙、破损、平整度和抗滑指标进行了检测,并结合路面历年的检测数据、发展趋势进行分析,确定了现阶段路面使用性能整体仍处于较好水平,路面病害类型主要是车辙和裂缝,且局部段落两类病害情况较为严重,并根据主要病害类型和实际路面情况对路面各项性能指标权重系数进行了调整,建立了更加符合福建省典型路面结构的评价指标权重系数。然后,对两种典型路面结构的高温性能进行评价及预测。根据路面各项性能检测数据和对依托高速公路的实地调研,对路面沥青老化和集料破损情况进行评价。对两种典型路面结构车辙路段进行取芯,结合室内试验对路面材料进行高温性能评价,发现高稳定性能均较好,并提出MMLS3加速加载试验、动态模量试验和动态蠕变试验适合评价福建省典型路面结构高温性能。基于永久变形量,结合MMLS3加速加载试验结果对两种典型路面结构的剩余服务年限进行了预测,提出了适合福建省两种典型路面结构的剩余服务年限预测方法,并得出对于正常路面车辙达到10mm,半刚性基层和组合式基层路面结构分别需要5~6年和3~4年,而对于深车辙路段车辙达到20mm,两种路面典型结构分别需要4年和2~3年。最后,对两种典型路面结构的破损状况进行评价及预测。对依托高速公路进行实地调研,对两种典型路面结构破损路段进行取芯,发现组合式基层路面结构的抗反射裂缝性能较好。结合浸水马歇尔稳定度试验进行水稳性能评价,结合劈裂抗拉强度试验进行抗裂性能评价,发现两性能均较好。并基于疲劳开裂对两种典型结构的剩余服务年限进行了预测,发现半刚性基层结构在不利条件下沥青路面将在使用3~4年后开始连续性发生疲劳开裂现象,而组合式基层结构在使用2~3年发生。这也为后续的防护和养护提供了依据。
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