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图4 (A)T240(病害区)(B)T234(未损坏区)的基层状况的对比
动态锥形贯入仪
选择十个测点来进行动态锥形贯入仪的测试(基于落锤弯沉仪的弯沉值)，这样以致于涉及测试 高、中、低三种弯沉值的区域。在跨过外(右)行车道的每个测点上，进行了三次动态锥形贯入仪的试 验，在外行车道上几乎全部观察到了路面的病害。
在每个沟渠位置上进行了12次动态锥形贯入仪试验。应用美国军团工程师方程(陈达豪等人在2001 年、韦伯斯特等人在1992年已发表过这类文章)，图5提出了由动态锥形贯入仪测定的模量。在病害区 中(沟渠T240和T260)的泡沫沥青基层的模量大大低于未损害部位(沟渠T218和T234)中的泡沫沥青 基层的模量。然而，在整个工程的路基模量中不存在有意义的变化。由路面地震分析法所测定的模量 也表明:路基模量在整个西行车道中是一致的。这说明，道路病害与路基强度中的变化无关。
图5 用动态锥形贯入仪为美国US82号西行公路右边行车道所测定的基层和路基的模量(每个测点=100=30.5米)
图6提出了在沟渠位置上用动态锥形贯入仪测得的基层模量与用动态锥形贯入仪测得的路基模量 的对比。在沟渠T260上左边行车道中的基层模量高于中部和右边的行车道中的基层模量。这是与仅 在右边行车道中观察到的病害的事实相一致。然而，沟渠T240的左边行车道的基层模量不大于中 部行车道和右边行车道中的基层模量。这表明道路病害将很快扩展到左边行车道。www.tmgc8.com
图6 在4条沟渠中用动态锥形贯入仪测定的基层和路基的模量的对比
地面贯穿雷达
对于泡沫沥青路段和石灰稳固的路段来说，都进行了地面贯穿雷达试验。图7示出了泡沫沥青基层 的介电常数与石灰稳固的基层的介电常数的对比。请注意一个较高的介电常数表明具有较高的含水量。 介电常数随着工程的变化而变化。没有说明，在病害区中的介电常数是高于未损坏区中的介电常数。在 泡沫沥青路段中的平均介电常数是高于石灰稳固的路段中的平均介电常数。
图7 泡沫沥青稳固的基层和石灰稳固的基层的介电常数
手提式路面地震分析仪
在每条沟渠上进行了六次手提式路面地震分析仪试验，即在基层上进行三次手提式路面地震分析 仪试验，在路基上进行了三次手提式路面地震分析仪试验。在图8中示出其试验结果。不像落锤弯沉仪 和路面地震分析仪的试验结果，这些手提式路面地震分析仪的试验结果是基于直接测试贯穿每条单独 路面层的速度而得出的。然后将测得的速度转换成模量。在图8中的手提式路面地震分析仪测试结果证 实以上所示出的测试结果，在道路未损坏位置(沟渠T218和T234)上的泡沫沥青基层的模量大大高于病害 区(沟渠T240和T260)中泡沫沥青基层模量。在未损坏区与病害区之间的路基模量中不存在重大变化。
图8 用手提式路面地震分析仪在沟渠位置上直接测试所获 得的基层(A)和路基(B)层模量的对比
实验室测试
为了进行实验室试验，已经收集了沥青混凝土表面的芯子、泡沫沥青基层的芯子和路基的雪尔比 管试样。从芯部孔中未收集到路基的试样。用一个螺旋钻来钻通沥青层，以致不需将水注入路基中， 便可收集到雪尔比管试样。应用铝箔和硬纸板管来保护雪尔比管试样，如图9B中所示。
图9 (A)在右边行车道上裂开的芯子和在左边行车道上未损坏的芯子，(B)铝箔硬纸板管可用来保护雪尔比管试样。
在右边行车道中开始了取芯作业。开始应用直径为100mm的芯部取料筒，但是当芯部裂开时，就 引起人们的怀疑:直径为100mm的芯部取料筒能不能收集到一个未损坏的芯子。于是乎试用了一个直 径为150mm的芯部取料筒，但是芯子仍然裂开。在左边行车道中，试用直径为100mm和150mm的取 芯筒成功了。从两种尺寸的取芯筒中获得了未损坏的芯子，如图9A中所示。这样，不是芯子大小，而 是试样位置是测定芯子状态的决定性因素。既然芯子大小不存在影响芯子状态的因素，那么在工程的 其余部分便收集到了直径为100mm的芯子。把这些芯子试样带回到实验室，锯成沥青混凝土试块部 分和泡沫沥青试块部分。
沥青混凝土
得克萨斯州运输部沥青分部测试了沥青混凝土芯部，以确定是否能观察到道路损坏区和未损坏区 之间土壤特性的不同。既然沥青混凝土厚度仅为50mm，那么单个的芯部不能提供足够的材料来进 行实验室试验。这样，芯部便分成未损坏区和病害区的两类。第一类10个沥青混凝土芯部来自测点 218。第二类5个沥青混凝土芯部来自测点244+180、244+220、244+240、244+360和244+400。 进行试验以测定沥青混凝土含量、级配和贯入度数。在那两类之间试验结果的不同小于10%。这样， 便可得出结论:在道路未损坏区和病害区之间沥青混凝土层的特性中不存在显著的差异。
泡沫沥青基层
在评价泡沫沥青基层的最后阶段是进行实验室研究，以测试泡沫沥青基层对水的敏感性。如前所 述，取自病害区的很多芯子裂开了。因此，只对取自中间区和完好区中的试样进行试验。取自中间区的芯子在其底部第三层中典型地展示出损坏的迹象。相对未损坏的芯子是取自性能好的路段。
对于得克萨斯州运输部来说，既然泡沫沥青稳定性技术相当新，因此该部还没有建立标准试验来 设计和评价这样的材料。从取芯子作业的观察来看，人们怀疑，泡沫沥青层有点耐水性。作为这种 研究的一部分，已经调查了泡沫沥青基层材料的国家设计标准和国际设计标准。在泡沫沥青设计方面 所发现的最完整的技术文件是“维特根公司的冷再生说明书(1998年版)”，这本说明书在很大程度上 是基于在南非使用泡沫沥青设计的经验而编写的。该说明书建议，作为泡沫沥青混合料设计过程的一 部分，应进行间接抗拉强度(ITS)和水份敏感性试验。设计试样应具有350-800Kpa(50-115Psi)的一个 初始间接抗拉强度。那么试样应浸泡在水中24小时，然后进行试验。掺有泡沫沥青的碎石的可靠性 评价预测该试样应有75%的残留强度。这项工程的材料通不过这种设计标准(见残留强度平均结果)。www.tmgc8.com
进行交替的系列试验，在此试验中，将62mm的芯子放入6mm深的水中，芯子通过毛细管作用 而吸收水份。然后在10天后来测试试样。人们考虑到毛细管吸水上升状态更紧密地类似现场情况。在 这些条件下，试件试验进展得更好，取自道路性能好的区域中的试样通过了75%的残留强度标准，如 下表所示。 性能 24小时浸泡 10天毛细管虹吸
好 20% 78%
中等 17% 68%
用10天毛细管吸水上升的状态来调节两个有代表性的试样示出在图10中。左边的试样是取自 道路性能好的区域，而中间区域的试样是在右边。在取自道路状况性能良好区域的试样中，吸入芯部 的水份是不能超过约25mm。在取自中间区域中的试样中所吸的水份达到了芯子的顶端。
图10 虹吸试验展示取自好的(左边)和中间(右边)的作业区
中毛细管作用的芯子。在中间区域，水份在10天内
能上升到试样的表面。
路基
整个工程中所获得的路基的雪尔比管试样已运至位于艾尔·帕梭(EI Paso)的得克萨斯大学，从测试路基强度。在实验室中用固有频率共振柱法 (free-free resonant column method)来测试试样，以确定其劲度值。路基是相当脆弱的，但是均匀的，与路面地震分析仪试验所获得的一个平均值为19千磅/2(和手提式路面地震分析仪试验所得到的一 个平均值为15千磅/2相比较，该路基试样从实验 室测试中所获得的一个平均模量则为16千磅/2)。在图11中示出了这些模量的对比。没有表明，在道 路病害区(从测点244+180到测点244+400)中的路基劲度值是低于道路未损坏区中的路基劲度值。请 注意，由于路面地震分析仪试验、手提式路面地震分析仪试验和固有频率共振柱法试验的特性，它们 所测得的模量高于用动态锥形贯入仪所测得的模量。建立各个试验方法之间的相关性，不是这次研 究的目的，而是应用每一种试验方法来确定整个工程中路面层强度的变化。
图11 对比取自雪尔比管试样的固有频率的共振柱试验和应用
路面地震分析仪与手提式路面地震分析仪的现场试验
含水量、密度、塑性指数和级配
图12示出了泡沫沥青基层的干密度和实验室测定的路基含水量。沟渠T240和T260的干密度略 低于沟渠T218和T234的干密度。然而，却没有显示出路基含水量在道路病害区(沟渠T240和T260) 中是较高的。
图12 泡沫沥青稳固基层干密度(磅/3)和实验室测定的
路基含水量
备注:1磅/3=16.02kg/m3
图13示出了泡沫沥青基层的级配和路基的塑性指数。在沟渠T240和T260的病害区中的塑性指 数值实际上低于沟渠T218和T234的未损坏区中的塑性指数值。
图13 泡沫沥青基层的级配和路基的塑性指数
在道路病害区T240上的级配仍然保持在得克萨斯州运输部所规定的极限内，只有9.5mm(3/8”)的 滤网除外，因为在9.5mm滤网处，它超出极限0.6%。取自道路未损坏区的试样的级配除了较小的滤网以外，仍然保持在极限以内，在较小滤网处， 级配稍低于极限(太粗)。一个太粗的级配趋向于使道路基层对水不大敏感，人们不会想到太粗的级配是道路 损坏的主要原因。
讨论
没有一次现场试验或实验室试验表明，沥青混凝土或路基的质量在道路损坏区中略差。然而，实 验室试验表明在泡沫沥青基层对水敏感性的显著变化。既然在此道路中沥青混凝土层和路基构筑的既合理又均匀，因此从路面地震分析仪试验中所获得 的有效模量的大变化在很大程度上要归因于基层路面层的质量。在道路未损坏区中的平均模量约为道 路病害区的平均模量的2-3倍。
基于实验室的观察值，所以人们提出了损坏机理的一个假设。泡沫沥青基层的强度随着含水量的 增大而大大下降。按照劲度要求，道路基层的一层实际上已变成两层，如路面地震分析仪试验结果所证 实的那样。湿的前沿基本上是两层之间的界面。由于基层材料的持续损坏，道路没有足够的强度能经受 引起路面损坏的交通车辆施加的载重量。图14展示了损坏机理的假设，已得出结论，在高风险区中筑成 的泡沫沥青基层，这种基层不能经受导致过早损坏的大量水份。泡沫沥青基层的残留强度大大低于 75%的残留强度推荐值。尽管泡沫沥青过早的损坏，但在较有利的环境和路基条件下，得克萨斯州运输 部仍愿意在将来与这个泡沫沥青行业进行合作。
图14 损坏机理
既然在2004年4月所进行的最后一次路状调查中没有观察到路面额外的损坏，因此可以得出结 论:路面损坏区是局部的，在2001年完工的用沥青来进行全深度的修补已治愈好局部路面损坏的问 题。如果这不是一个担保合同的话，那么就难以用量化来表示公路当局进行维修所花的额外费用。它 是因为这是得克萨斯州内采用担保方式实施的第一个泡沫沥青再生工程。然而，据估算，公路当局采 用担保方式所节省的成本是低的。www.tmgc8.com
在道路施工过程中没有获得大量信息，因为检查人员不知道要寻找什么样的信息。对于一个担保工程项目来讲，公路管理当局正常作法是让承包商有更多的控制权。这样，公路当局就难以提出有效 的建议:什么样的承包商以不同的方式应该完成这项道路工程，以保证道路病害减到最少。
