2017年4月瀝青路面面檢測結結構強度度評價及及養護規規劃內容廣西典型型水穩基基層瀝青青路面荷荷載應力力分析瀝青路面面檢測與與結構強強度評價價廣西典型型水泥穩穩定碎石石基層瀝瀝青路面面荷載應力力分析(以百羅路路為例)瀝青面層層水穩層水穩層水穩層150-180mm200mm200mm180mm路基連續連續連續百羅高速速樁號荷載彎沉盆（μm）瀝青層厚上水穩層厚kPaD1D2D3D4D5D6D7D8（mm）（mm）k798+440733.587.057.851.046.543.336.325.018.3157197K821+474836.583.060.850.043.035.029.823.019.0156185K821+599771.572.347.533.026.321.017.513.55.5144185K821+701819.543.831.327.824.822.523.818.016.8150197K821+909877.854.337.332.830.328.829.022.818.01501895個測點彎彎沉盆百羅高速速h1h2200mm路基連續連續連續300mmp0模量反算算模型SIDMOD百羅高速速FWD彎沉盆反反算動模模量統計計百羅高速速結構層單個值（MPa）平均值（MPa）瀝青層437269395865685157775961水穩層380534752337323082582913551路基4856171171715730730序

號路面狀況

鉆芯樁號測試值強度計算值彎拉強度統計（MPa）直徑高度抗壓強度RC換算彎拉強度RS平均值標準差代表值(mm)(mm)（MPa）（MPa）1完好上行k798+701150.1151.211.412.43.120.7682.312上行k798+849150.3150.920.664.343下行k800+730149.6151.718.983.984下行k800+840148.1149.318.83.955下行k800+65015015014.833.116下行k811+28515015011.222.367上行k821+600150.2149.511.962.518下行k800+580149.8150.712.72.679下行k801+070150.1150.913.272.79RS=0.21RC水穩層芯芯樣換算算彎拉強強度百羅高速速百羅高速速各層層間間連續結構層位置最大主應力（σ1）MPa瀝青層底面A1-0.001287上水穩層底面D20.02503下水穩層底面D30.09155最不利層層位：下下水穩層層底面，，應力水水平：0.04百羅高速速各層間層層間連續續最不利層層位：下下水穩層層底面，，應力水水平：0.04結構層位置最大主應力（σ1）MPa瀝青層底面A1-0.001287上水穩層底面D20.02503下水穩層底面D30.09155百羅高速速上下水穩穩層層間間滑動最不利層層位：上上水穩層層，底面應力力水平：：0.09層間結合系數主應力σ1（MPa)上水穩層底面下水穩層底面完全連續0.021270.08474完全滑動0.21050.07266上下水穩穩層間有有夾層有一松松散夾層層百羅高速速上下水穩穩層間有有夾層有一松松散夾層層百羅高速速最不利層層位：上上水穩層層，底面面應力水水平：0.13結構層位置主應力（σ1）

（MPa）瀝青層底面A10.04121上水穩層底面D20.3053下水穩層底面A3-0.009481結構層層間連續上下水穩層層間滑動上下水穩層間含松散夾層瀝青層底面-0.001

0.036上水穩層底面0.0250.210.31下水穩層底面0.0930.073-0.01層間連續上下水穩層間滑動上下水穩層間松散層間連續上下水穩層間滑動上下水穩層間含松散夾層瀝青路面面檢測評評價及養養護規劃劃——以南友高高速公路路為例公路養護護中最具具挑戰性性的工作作是：在路面表表面完好好時，如如何通過過各種檢檢測手段段來預測測它的剩剩余疲勞壽命，，以指導導在路面面未產生生疲勞破破壞前，，提前加加鋪補強強。南友高速速1.交通量和和換算標標準軸次次南友高速速2009年2011年2010年2015年2016年2014年2013年2012年2009年2010年2011年2012年2013年2014年2015年2016年南友高速速2015年斷面交交通量南友高速速2016年6月12日收費站站出站車車型比例例南友高速速南友高速速換算當量量標準軸軸次新公路瀝瀝青路面面設計規規范（2014年總校稿稿）南友高速速編號說明主要車型及圖示12軸4輪貨車22軸6輪貨車33軸貨車

44軸貨車

55軸貨車

66軸貨車

南友高速速水穩層疲勞換算標準軸次出站

名稱2軸車3軸車4軸車5軸車6軸車平均輛車重（t）每輛車換算標準軸次平均輛車重（t）每輛車換算標準軸次平均輛

車重（t）每輛車換算標準軸次平均輛

車重（t）每輛車換算標準軸次平均每輛車重（t）每輛車換算標準軸次吳圩站6.332216.863125.96194135.59142.989崇左站4.871.718.933921.6914234.058627.33414寧明站5.882717.3195832.61913118.10.00129.96129憑祥站6.31.625.13018.6810125.91433.45421平均5.81319.674024.7282828.417333.41013南友高速速南友高速速南友高速速南友高速速路段路線2006-2016年累計標準軸次吳圩-蘇圩上行7.99E+08下行1.52E+10夏石-憑祥上行3.38E+08下行1.17E+082006年-2016年累計標標準軸次次（1個慢車道道）南友高速速鉆取的68個芯樣中中，全部部上水穩穩層與下下水穩層層分離，，占100%。在路面完完好處鉆鉆芯61個，53個芯樣上上水穩層層完好，，占87%；有8個芯樣上上水穩層層芯樣底底部有松松散夾層層，占13%，夾層厚厚20-90mm。2.路面鉆芯芯及其強強度2.1芯樣完整整性南友高速速序

號路段芯樣數量（個）芯樣換算彎拉強度（MPa）平均值標準差代表值1k51-k51.5上行22.120.442.662k107-k107.5上行33.920.613.283k136-k136.5上行44.191.162.994k160-k160.5上行34.080.253.825k164-k164.5上行31.520.720.766k172-k172.5上行32.250.281.957k173-k173.5上行33.351.12.218k186.5-k187上行10.8900.899k198-k198.5上行31.940.61.3210k216-k216.5上行33.450.183.2611k216.5-k217下行32.961.241.6712k198-k198.5下行31.90.731.1413k176-k176.5下行22.261.241.3714k172-k172.5下行33.450.672.7515k163-k163.5下行33.171.042.0916k139-k139.5下行33.620.153.4617k135.5-k136下行33.120.562.5318k134.5-k135下行34.151.212.8919k114.5-k115下行34.310.793.4920k52.5-k53下行36.711.375.292.2芯樣換算算彎拉強強度南友高速速3.路面結構構層模量量反算反算結果果不唯一一，有湊湊數據嫌嫌疑孫立軍提提出的惰惰性點法法未得到到普遍接接受四層結構構反算的的底基層層模量結結果不穩穩定，準準確率低低。目前模量量反算存存在的問問題：E1=?E2=?E3=?E0=?H1,ν1H2,ν2H3,ν3D0,D20,D45,D60,D90,D120,D150,D180南友高速速路基模量量計算（交通部部國外公公路工程程標準規規范編譯譯組，2005年12月）采用用FWD彎沉反算算地基模模量E0，計算式式為：美國AASHTO《路面結結構設計計指南》》南友高速速模量反算算力學模模型SIDMOD南友高速速2個路段快快車道、、慢車道道、路肩結構構層模量量反算南友高速速南友高速速力學模型型（上下下水穩層層層間滑滑動）4.1新規范法法估算路路面疲勞勞壽命和和疲勞損損耗關鍵層位位：上水水穩層4.路面結構構強度評評價南友高速速新公路瀝瀝青路面面設計規規范（2014年總校稿稿）計算上水水穩層疲疲勞壽命命：南友高速速序

號路段芯樣數量（個）芯樣換算彎拉強度（MPa）平均值標準差代表值1k51-k51.5上行22.120.442.662k107-k107.5上行33.920.613.283k136-k136.5上行44.191.162.994k160-k160.5上行34.080.253.825k164-k164.5上行31.520.720.766k172-k172.5上行32.250.281.957k173-k173.5上行33.351.12.218k186.5-k187上行10.8900.899k198-k198.5上行31.940.61.3210k216-k216.5上行33.450.183.2611k216.5-k217下行32.961.241.6712k198-k198.5下行31.90.731.1413k176-k176.5下行22.261.241.3714k172-k172.5下行33.450.672.7515k163-k163.5下行33.171.042.0916k139-k139.5下行33.620.153.4617k135.5-k136下行33.120.562.5318k134.5-k135下行34.151.212.8919k114.5-k115下行34.310.793.4920k52.5-k53下行36.711.375.29水穩層芯芯樣換算算彎拉強強度南友高速速序

號路段換算彎拉強度代表值（MPa）上水穩層

底拉應力（MPa）疲勞壽命標準軸次Ne（次）2006-2016年累計標準軸Nt（次）疲勞

損耗1k51-k51.5上行2.660.163.24E+107.99E+080.0252k107-k107.5上行3.280.1161.51E+106.26E+080.0413k136-k136.5上行2.990.2031.65E+115.45E+080.0034k160-k160.5上行3.820.1871.65E+115.45E+080.0035k164-k164.5上行0.760.2123.55E+095.45E+080.1536k172-k172.5上行1.950.1894.27E+104.45E+080.017k173-k173.5上行2.210.2011.32E+114.45E+080.0038k186.5-k187上行0.890.1842.02E+093.38E+070.0179k198-k198.5上行1.320.2051.74E+103.38E+080.01910k216-k216.5上行3.260.2533.06E+113.38E+090.1111k216.5-k217下行1.670.1891.37E+101.17E+080.00912k198-k198.5下行1.140.1633.13E+091.17E+080.03713k176-k176.5下行1.370.1761.38E+107.77E+090.56214k172-k172.5下行2.750.2045.74E+117.77E+090.01415k163-k163.5下行2.090.1713.37E+107.77E+090.2316k139-k139.5下行3.460.2559.24E+117.77E+090.00817k135.5-k136下行2.530.1951.55E+117.77E+090.0518k134.5-k135下行2.890.1988.30E+101.52E+100.18319k114.5-k115下行3.490.1737.40E+101.52E+100.20520k52.5-k53下行5.290.1831.22E+111.52E+100.124南友高速速標準優良中次差SSI≥1.01.0~≥0.830.83~≥0.660.66~≥0.5<0.54.2現行養護護規范強強度系數數根據設計計文件，，南友高高速公路路施工時時的設計計彎沉值值Ld=198μm，南友高速速南友高速速5.3上水穩層底底面應變變法室內小梁梁四點彎彎曲疲勞勞試驗結結果：在應力水水平0.6-0.8時，極限限疲勞拉拉應變139-300με本課題根根據實測測彎沉盆盆平均值值采用SIDMOD軟件反算算了瀝青青層、水水穩層模模量，而而路基模模量則根根據美國國公式計計算，根據結構構層模量量應用BISAR軟件計算算上水穩穩層和下下水穩層層底面拉拉應變。。力學模模型為瀝瀝青層與與上水穩穩基層連連續、上上水穩層層與下水水穩層分分離南友高速速上水穩層層底面拉拉應變遠遠大于下下水穩層層拉應變變，上水水穩層底底面拉應應變遠小小于室內小梁梁疲勞試試驗極限限值（139~300με），，表明路路面未達達到疲勞勞破壞階階段。南友高速速4.4路表彎沉沉法李大鵬和和孫健（（2004）通過調調查江蘇蘇半剛性性基層瀝瀝青路面面典型路路段路況況，建立立了路面面破損狀狀況與彎彎沉的關關系，并并根據Miner線性疲勞勞損傷假假設分析析交通荷荷載重復復作用下下的衰減減規律，，提出一一種以路路面當前前彎沉、、初始彎彎沉、疲疲勞損壞壞臨界彎彎沉估算算路面剩剩余壽命命的方法法，計算算式為：：lt—當前彎沉沉；l0-初始彎沉沉；lR-疲勞破壞壞時臨界界彎沉南友高速速計算初始始彎沉l0南友高速速確定疲勞勞破壞時時臨界彎彎沉lR南友高速速南友高速速計算疲勞勞破壞時時臨界彎彎沉lR力學模型型和參數數南友高速速南友高速速4.5水穩層模模量衰減減法本課題2個路段檢檢測了超超車道、、慢車道道，用水水穩層模模量衰減法法估算慢慢車道上上水穩基基層疲勞勞損傷南友高速速南友高速速南友高速速超車道和和慢車道道有相同同的初始始模量，，分別對對超車道道和慢車車道建立立模量衰衰減方程程：南友高速速慢車道上上水穩基層層的荷載載疲勞壽壽命由下下式確定定：則慢車道道水穩基基層的疲疲勞損傷傷度Df由下式確確定：南友高速速序

號路段車道結構層厚度（mm）芯樣換算拉強度代表值上水穩層底拉應力（MPa）疲勞壽命標

準軸次Ne2006-2016年累計作用標準軸次Nt疲勞損傷Nt/Ne瀝青層上水穩層下水穩層（MPa）（MPa）（次）（次）

1k198-k198.5

上行慢車道1422133671.320.2051.4083E+104.1215E+090.293超車道

-

-

-

-

-路肩

-

-

-

-

-2k163-k163.5

下行慢車道1402173632.090.1716.6109E+103.8350E+100.580超車道

-

-

-

-

-路肩

-

-

-

-

-南友高速速路段路面結構強度系數SSI上水穩層底最大主應變ε1（με）對比快、慢車道水穩層模量法損傷度Nt/Ne初始彎沉、疲勞

破損臨界彎沉法

損傷度Nt/Ne累計標準軸次

與疲勞壽命比

值損傷度Nt/Ne路面整體結構上水穩層底上水穩層路面整體結構路面整體結構k51-k51.5上行1.66564.9

-0.1890.025k107-k107.5上行1.52962.9

-0.1580.041k136-k136.5上行2.53718.3

-0.1260.003k160-k160.5上行1.61528.4

-0.1740.003k164-k164.5上行2.8720.3

-0.0830.153k172-k172.5上行1.91837.1

0.1320.01k173-k173.5上行1.55733.9

0.1810.003k186.5-k187上行3.63926.2

0.0710.017k198-k198.5上行2.60526.20.2930.0930.019k216-k216.5上行3.1688

0.0760.11k216.5-k217下行2.43934

0.0930.009k198-k198.5下行2.02844.2

0.1050.037k176-k176.5下行1.95248.1

0.1270.562k172-k172.5下行0.85331.2

0.4780.014k163-k163.5下行2.23140.10.580.1150.23k139-k139.5下行2.7645.2

0.1170.008k135.5-k136下行1.6124.8

0.1790.05k134.5-k135下行2.78819.1

0.0950.183k114.5-k115下行1.4351.6

0.1940.205k52.5-k53下行1.88351.3

0.1510.1245.路面結構構強度綜綜合評價價南友高速速所檢測20個路段，，偏保守守地取各各種方法法的最大大損傷度度討論：：3個路段最最大損傷傷度（k176-k176.5下行，k172-k172.5下行，k163-k163.5下行）分分別為0.562,0.478,0.580，均小于于1.0，表明南南友高速速公路瀝瀝青路面面結構強強度滿足足目前要要求；考考慮到2006年通車至至今已11年、而2014年后貨車車交通量量逐年下下降，由由此估算算：這3個路段（（占15%）的剩余余疲勞壽壽命有6-8年左右，，其余17個路段（（占85%）剩余疲疲勞壽命命10年以上。。疲勞損傷傷度較大大的3個路段均均屬于下下行線，，這一結結果與南南友高速速下行線線每日當當量標準準軸次遠遠大于上上行線的的交通特特征相符符。南友高速速預測疲勞壽命里程（km）建議檢測建議大修日期約15%路面到2023年左右產生疲勞破壞272020年前檢測全線FWD彎沉，輔以地質雷達和鉆芯，以辨別出需大修路段2021年前完成大修約85%路面到2028年左右產生疲勞破壞1532024年前檢測全線FWD彎沉，輔以地質雷達和鉆芯，綜合評價路面結構強度。2025年前完成大修路面大修修補強規規劃南友高速速6.路面損壞壞預測集團高速速公路路路面PCI主要構成成：坑洞----------占比很小小車轍-----------很難預測測裂縫南友高速速224PCI=90DR=0.4%PCI=80DR=2%南友高速速