1、一、概 述 京珠国道主干线起自北京，经河北、河南、湖北、湖南，止于广东省珠海市，是我国首都连接华中、华南的主骨架公路，是国家十大重点工程之一。自建成以来，京珠高速路对区域经济的快速发展起了极大的拉动作用，是广东省公路南北运输的大动脉，不仅车流量大，超载现象非常严重。本路段所处地带为亚热带季风性气候区，常年高温，雨量充沛。因此在重载和恶劣的气候等综合影响下，使得刚建成通车不久沥青路面及混凝土路面就出现了严重的轮迹带车辙、水损坏、裂缝等病害。这些病害严重地影响到道路地行车安全以及高速公路地形象，使道路使用品质大大下降。因此，通过现场调查、室内试验、理论分析、试验路的铺设，为该路段的路面改扩建提供科
2、学的指导。二、试验路原路面路况调查1、原路面设计参数与结构2、交通量调查3、原路面病害调查4、原路面弯沉及平整度调查1、原路面设计参数与结构 试验路拟定在K260+180K262+062南、北行方向各两公里。原路面采用的标准轴载为BZZ-100,路面设计弯沉为0.196mm，设计行车速度分路段采用100或120km/h。原路面结构如右图所示：4cm AK-16A6cm AC-20I6cm AC-25I1cm 下封层20cm 6水泥稳定碎石36cm 4水泥稳定碎石2、交通量调查 有关单位在凤围分离式立交桥处对车流量进行了24小时不间断调查。调查结果为全天24小时车辆通过量为13141车次，其中二
3、轴车辆最多达5200车次，三轴车也占了相当大的比重，而这些车辆往往超载都相当严重。在本路线上行驶的货车有严重超载的达68以上，而且超载以交通量占很大比重的2轴车和3轴车为主体，通常的超载率为66.4124.3之间，最大2轴车超载轴重达16.6吨以上。各类车次统计分类如下：3、原路面病害调查 原路面的基本状况是京珠南沥青混凝土路面出现的病害有车辙、坑槽、横向裂缝、纵向裂缝、龟裂、车辙以及沉陷。其中最多、最严重的破坏形式为车辙、坑槽，其次为横向裂缝。沉陷、车辙坑槽、唧浆横向裂缝4、原路面弯沉及平整度调查 除南行线局部行车道超出设计弯沉外，其余路段均在设计弯沉值以内。试验路段的两个方向超车道平整度均
4、在0.8mm以内；北行行车道的平整度只有个别路段平整度超过标准(1.2mm)；南行行车道的平整度则比较差。三、现场取样室内试验及分析 为深入研究分析路面车辙形成的原因，对现场取样试样。野外试件的车辙（动稳定度）实验：试件尺寸为3216cm，厚度为层厚，要求分层取出，每个取样位置不少于4块。但由于现场情况分层取出难度大，只好一起三层取出。直剪试验：每个位置取样至少3个，试件尺寸采用100mm，厚度为层厚。将现场取回的大块试件按照公路工程沥青及沥青混合料试验规程（JTJ052-2000）T097“沥青混合料车辙试验”的要求在大型切割机上切割成300mm150mm50mm的车辙试件，要求每层每组不少
5、于3块试件，然后将试件安装在300mm300mm50mm标准车辙试模的中部，并用薄木片将试件固定，两旁剩余部分用新拌沥青混合料填充，起固定试件作用。本次共完成了全部12处取样位置的115块试件的测试。在室内分别进行了取样试件的车辙试验、混合料的抽提试验、密度试验和抗剪强度试验等，结合路面破损状况的调查，提出较合理的罩面沥青混合料设计参数和指标。现场钻芯取样取样试件的芯样图装入车辙试模内的现场取样试件 车辙试验完成后的试件 现场取样车辙试验结果直剪试验过程 现场取样结果分析 运用方差分析、协方差分析、相关分析和多元线性回归分析等统计理论对路面车辙形成的影响因素进行了深入而细致的分析，从中分析得到
6、路面中面层高温稳定性是车辙形成的关键影响因素，借助回归方程，得到了下面层动稳定度的建议值为800次/mm，而对于长大纵坡和超高较大的路段，考虑受力状况的不利影响，建议适当增大下面层沥青混合料动稳定度为1000次/mm。对于中表面层建议采用改性沥青以提高路面抗车辙能力。通过取样位置级配特点与车辙对应关系的研究，提出了合理的罩面材料级配，指导下阶段罩面材料的设计。四、沥青路面实测温度场分析 京珠高速公路粤南段地处南方夏季炎热地区，为了深入研究路面温度场状况和试验温度的确定提供有力的依据，并指导路面的结构设计，课题组决定在现场布设温度测试点。根据目前路线途径区域的气温分布状况，课题组在沿线选择三个温
7、度测试点：翁城（k160+930）、佛冈(k235+710)和北兴(k288+950)三个典型位置，这三个测点分别位于路线的南北两端和中间。温度传感器深度梯度方向埋设示意图和现场埋设图2cm2cm3cm温度传感器3cm3cm3cm实测温度场结果及分析 全线高温季节层内最高温度翁城为71、佛冈和北兴达74；中面层的最高温度达到70，一般比上面层最高温度低大约4；而下面层最高温度均低于64，因此中面层也承受相当高的温度作用，加上高剪切应力的联合作用，提高中面层的抗车辙能力是提高沥青路面结构整体抗车辙能力的关键所在。从全线的高温变化状态来看，从北到南温度逐渐升高。五、原材料试验和配合比设计1、原材料
8、试验2、试验路修复和罩面方案2、修复层AC-20配合比设计3、罩面层SMA-13配合比设计1、原材料试验 工程所采用佛冈贵田料场花岗岩、南海产玄武岩、狮前产石灰岩、科氏三水改性沥青、AH-70重交沥青经室内试验，得出各项指标都满足规范和技术要求。2、试验路修复和罩面方案 路面修复采用两种方案，即改性AC-20沥青砼和AH-70重交沥青加抗车辙剂的AC-20沥青砼。罩面层SMA-13的采用四种材料组合方案，目的在于对当地产石料作一次对比分析。3、修复层配合比设计 通过室内级配的反复比较，最终推荐的修复层配合比如下图所示：通过室内试验，确定SBS改性沥青AC-20C沥青混合料的最佳油石比为4.3%
9、，添加抗车辙剂AH-70重交沥青混合料的最佳油石比为4.3%修复层配合比设计试验结果 在选定油石比后，对沥青混合料进行抗水损害能力、抗车辙能力和冻融劈裂等试验，进行检验和验证。试验结果见下表：从表中可以看出，试验结果很好地满足了规范要求。6106104、罩面层配合比设计 罩面层配合设计如下图所示：通过室内试验，确定SMA-13方案一的最佳油石比为6.3，方案二的最佳油石比为6.2，方案三的最佳油石比为6.3，方案四的最佳油石比为6.4。罩面层配合比设计试验结果 对罩面层沥青混合料进行了飞散、析漏、动稳定度、冻融劈裂、残留稳定度、低温弯曲等室内试验，结果如下表所示：六、旧路病害处理和联结层施工1
10、、旧路铣刨2、裂缝处理3、联结层施工1、旧路铣刨 对弯沉不合格和路面破损比较严重的地段采用CM2000型铣刨机铣刨。处理方案有如下两种：行车道全部铣刨10，宽度为4m，南行超车道弯沉不合格地段铣刨10，宽度为3.65m。2、裂缝处理 本试验路对裂缝主要采用魁道热粘压缝带和魁道接缝带进行处理。其施工过程如右图所示：3、联结层施工 为确保新旧路面的粘结，旧路面铣刨后采用1台热沥青撒布车洒布SBS改性热沥青封层。在北行地段，铣刨后的行车道仍存在有裂缝处的地方，用长1m的土工布对裂缝进行处理。在南行地段，铣刨后的地段洒布后，再满铺土工布，再洒布SBS改性热沥青，在洒布时保证两次用油量为1.21.6L/
11、m2。在新摊铺的沥青层之间洒布改性乳化沥青粘层。为确保罩面层与旧路面的粘结，对路面顶面在罩面前洒布SBS改性热沥青封层。七、修复层和罩面层施工及检测1、修复层施工2、罩面层施工3、试验路检测1、修复层施工（1）沥青混合料拌和：沥青砼混合料在拌和厂采用意大利玛莲尼3000型间歇式拌和机拌制，其生产能力约为240t/h。（2）沥青混合料的运输：沥青混合料的运输采用大型自卸汽车运输。（3）沥青混合料的摊铺：测量组按设计宽度及10m间距进行桩位放样和标高测量，再根据设计标高及初定的1.25的松铺系数计算各桩位的压实厚度、松铺高度及挂线高度。摊铺机按12m/min的速度进行摊铺 。修复层的摊铺和碾压2、
12、罩面层施工 罩面层沥青混合料的拌和、运输都与修复层施工一样。罩面层施工时由于半幅路面宽15.25m，为减小离析，采用2台摊铺机组机械式自动找平梁系统，2台摊铺机采用梯形摊铺作业。在保证有足够的工作区间的前提下，两台摊铺机的距离尽量缩短，前后间距保持在10m-15m以内，按经验取1.2的松铺系数调整好纵坡仪、横坡仪后开始摊铺。对SMA沥青混合料采用“1台摊铺机采用3台DD-110压路机”进行压实,前2台压路机紧跟摊铺机进行压实,各负责半个路幅的压实。罩面层的摊铺和压实3、试验路检测 在修复层和罩面层施工完毕后，分别对路面进行了平整度、弯沉、压实度等一系列的检测。对罩面层还进行了构造深度、渗水系数
13、等检测。检测结果表明，除北行K261+903行车道修复层、K260+000行车道罩面层的压实度偏低，未达到技术规范规定的要求，但达到国家验收规范规定的压实度要求。其他检测指标（平整度、弯沉等）达到技术规范规定的要求。试验路现场检测图平整度检测八、试验路目前状况 课题组于2007年5月底对试验路做了一次跟踪调查，试验路路况良好，表面无轮迹带车辙，坑槽，裂缝等病害。课题组对试验路段做了构造深度，弯沉，平整度，车辙深度的检测，检测结果见下表。从检测结果来看，试验路在通车运行将近九个月时间内，表现出了良好的路面性能。九、结论及建议(1)通过对实验路段原路面状况调查与分析并借助回归方程，得到了下面层动稳
14、定度的建议值为800次/mm，而对于长大纵坡和超高较大的路段，考虑受力状况的不利影响，建议适当增大下面层沥青混合料动稳定度为1000次/mm。(2)从沥青路面温度场分析得出中面层承受相当高的温度作用，加上高剪切应力的联合作用，提高中面层的抗车辙能力是提高沥青路面结构整体抗车辙能力的关键所在，中面层建议采用改性沥青或AH-70号沥青加抗车辙剂以提高路面抗车辙能力。(3)试验路的成功铺设及跟踪检测所表现出来优良的路面状况，说明修复层和罩面层的混合料设计能较好的解决车辙等病害，适合全年高温、多雨地区的改扩建工程。(4)由于SMA沥青混合料通常温度损失快、层薄，压实时压路机必须紧跟摊铺机作业，缩短压路机的折返距离，保证沥青混合料在高温条件下能得到有效及时的碾压，从而达到较好的压实度。谢谢 谢！谢！
