市政道路瀝青路面破壞現(xiàn)象主要原因檢測淺析

馬月梅

（廣西交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院 廣西南寧市 530011）

市政道路瀝青路面破壞現(xiàn)象主要原因檢測淺析

馬月梅

（廣西交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院 廣西南寧市 530011）

本文通過對市道路瀝青路面改擴建或維修改善前的檢測數(shù)據(jù)，并以三條市政道路典型的破壞現(xiàn)象為例，分析論證破壞現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因，為市政道路瀝青路面后續(xù)的工程建設(shè)、工程施工及工程監(jiān)理等提供科學(xué)性參考。

市政道路；沉陷；裂縫；剝落

引言

隨著我國把城鎮(zhèn)化建設(shè)作為現(xiàn)代化建設(shè)的必由之路以來，國內(nèi)各省各市對城鎮(zhèn)化建設(shè)的實施正有序及深入的推進著。廣西在城鎮(zhèn)化建設(shè)中也不例外，地鐵、快速路、主次干路和支路這些城市交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)網(wǎng)如雨后春筍般，正熱火朝天的在南寧、防城港等各地級市建設(shè)著。本文通過對城市主次干路改擴建或維修改善前的檢測數(shù)據(jù)，論證市政道路瀝青路面出現(xiàn)破壞現(xiàn)象的主要原因，為瀝青路面后續(xù)的工程建設(shè)、工程施工及工程監(jiān)理等提供科學(xué)性參考。

1 路面沉陷

路面沉陷的主要原因是由路基土的壓縮造成的。當(dāng)路基土的承載能力較低，不能承受從路面?zhèn)髦谅坊砻娴能囕唹毫?，便產(chǎn)生較大的垂直變形即沉陷。瀝青路面的豎直變形連同基層和路基的豎直變形一起構(gòu)成路面的整體彎沉。

檢測實例：南寧市鳳嶺南路全長約3600m，雙向6車道，兩幅路形式：4.0m（人行道）+13.75m（機非混行車道：兩條非機動車道+兩條機動車道+一條小型車道）+4.5m（中央分隔帶）+13.75m（機非混行車道：兩條非機動車道+兩條機動車道+一條小型車道）+4.0m（人行道）=40m；路面結(jié)構(gòu)層：4cm細粒式瀝青混凝土，5cm中粒式瀝青混凝土，6cm粗粒式瀝青混凝土，上基層為20cm 6%水泥穩(wěn)定碎石和15cm 4%水泥穩(wěn)定碎石，25cm級配碎石下基層。該道路瀝青路面沉陷病害面積累積達2048.95m2，污水井、雨水井等道路附屬結(jié)構(gòu)物與路面的井框差病害面積累積126m2，沿線行車道上設(shè)置的井蓋結(jié)構(gòu)物較密集。部分沉陷病害位置見圖 1～2。

圖1 污水井周圍路面沉陷

圖2 標(biāo)準(zhǔn)斷面處路面沉陷

圖1顯示該瀝青路面沉陷病害位置產(chǎn)生在污水井周圍，且存在修補后路面出現(xiàn)一定的沉陷現(xiàn)象。污水井井室大多都是砌體結(jié)構(gòu)，井室材料多以小塊磚一次砌筑到位，在進行污水井周圍回填土?xí)r，由于不能使用壓路機碾壓，往往采用人工夯實或小型打夯機夯實，如果出現(xiàn)施工過程控制不到位，回填土壓實度往往達不到設(shè)計或規(guī)范要求值時，待路面施工完畢后，在車輪荷載的長期反復(fù)作用下，井圈周圍路面便會產(chǎn)生路面沉陷現(xiàn)象。另外，壓實區(qū)回填材料透水性不好，不易壓實，固結(jié)完成慢，壓縮變形大的土質(zhì)等不符合壓實區(qū)填料進行回填時，在環(huán)境因素和行車荷載等多種綜合因素作用下，往往造成井圈周圍路面沉陷的發(fā)生。因此，對污水井或是其他道路附屬設(shè)施結(jié)構(gòu)物的設(shè)置，如檢查井、雨水井等，應(yīng)盡可能避讓或不設(shè)置在道路橫斷面處，特別是行車道上。對于必須設(shè)置的附屬結(jié)構(gòu)物，在進行結(jié)構(gòu)物回填時，回填應(yīng)分層填筑、分層壓實，每層壓實厚度控制在10～15cm，進行回填時，在井身從基礎(chǔ)頂面起按每15cm高度從下往上逐條劃線及編號，按編號逐層填筑回填材料并做好層次壓實度驗收記錄，壓實度以每50m2檢驗1點，不足50m2時至少檢驗1點，且每點必須合格，壓實度從基礎(chǔ)至路床頂面均應(yīng)≥96%?；靥畈牧线x擇透水性好、易壓實、固結(jié)完成快、壓縮變形小的填料，如級配碎石。

圖2顯示瀝青路面沉陷病害位置產(chǎn)生在正常路面的橫斷面處，且路面表面伴有明顯的網(wǎng)裂病害。在該沉陷處鉆取試件，確因基層松散，沒能取出成形的基層試件（見圖3）。從圖3可看出路面面層與基層層間粘結(jié)不良，面層底部松散，水泥穩(wěn)定基層呈完全松散狀，基層材料中含細顆粒較多。瀝青路面多以層狀體系理論為基礎(chǔ)的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，在根據(jù)公路自然區(qū)劃的特點，公路等級與使用要求，交通量及交通組成條件下，各結(jié)構(gòu)層的功能與受力特點組合成瀝青路面的結(jié)構(gòu)。該沉陷處的水泥穩(wěn)定基層作為瀝青路面的主要承重層，不具有良好的抗壓強度和承載能力，沒能形成一定的穩(wěn)定性和板體性，當(dāng)瀝青路面在行車荷載作用下，路面結(jié)構(gòu)抗變形能力低，路面結(jié)構(gòu)層沉陷隨之產(chǎn)生。含細顆粒多的基層材料容易發(fā)生遇水變軟現(xiàn)象，當(dāng)有水分存在及溫度差異大的條件下，基層材料容易產(chǎn)生收縮裂縫，從而反射到瀝青路面表面。當(dāng)下雨時，路面表面裂縫處雨水乘隙而入，下滲并浸入基層、路基，用落錘式彎沉儀FWD檢測路面結(jié)構(gòu)整體承載能力即彎沉值時，路面表面彎沉最大值為203.3（0.01mm），最小值為 20.6（0.01mm），代表彎沉值在 131.9（0.01mm）～45.3（0.01mm）之間。由此可見，該條道路正常斷面處路面沉陷產(chǎn)生原因主要由路面基層質(zhì)量差沒能起到主要承重層作用，從而使道路在環(huán)境因素和車輪荷載綜合作用下，路基路面整體承載能力下降，路面隨之出現(xiàn)大面積的沉陷病害。要避免后續(xù)的工程建設(shè)中出現(xiàn)類似的沉陷病害，在進行水泥穩(wěn)定基層施工時，應(yīng)嚴(yán)格確定各級配碎石所占比例，嚴(yán)格對拌和設(shè)備進行標(biāo)定，使混合料具有最佳的嵌鎖級配曲線，做好各級粒料的隔離及分別存放工作，同時做好覆蓋，防止雨淋，減少施工時含水量變化大的影響。施工過程中加強集料含水量和水泥劑量抽檢頻率，使水泥穩(wěn)定碎石達到最佳的碾壓成型狀態(tài)，水泥劑量較配合比確定的提高2%，優(yōu)化施工工藝，做好各工序的銜接工作。

圖3 路面基層鉆芯情況

圖4 瀝青混合料鉆件

2 路面裂縫及唧漿

路面裂縫主要表觀在瀝青面層上，多以線裂、網(wǎng)裂、碎裂為主要裂縫類型，裂縫類產(chǎn)生實際也是路面結(jié)構(gòu)性的破壞。唧漿是由滯留在基層頂面或底基層底面的水，在車輪荷載動水壓力一次一次沖刷作用下形成的漿體唧出路面，在路面上形成灰白色印跡或塊。

檢測實例：防城港市北部灣大道北段改擴建工程項目第五合同段，合同段路線長度約1800m，道路設(shè)計為城市主干路，設(shè)計汽車荷載城—A級，行車道為雙向8車道，道路中央設(shè)置綠化帶，兩側(cè)有側(cè)分帶和非機動車道。路面結(jié)構(gòu)為瀝青混凝土路面。該瀝青路面出現(xiàn)輕重不一的線裂、網(wǎng)裂、碎裂等裂縫類病害，面積累積達4023.43m2，并存在一定數(shù)量的剝落病害，面積累積264.15m2。部分裂縫類損壞程度見圖5～6。

從圖5可看出，舊瀝青路面開裂嚴(yán)重并有潮濕現(xiàn)象（當(dāng)時檢測時間為7月份，幾天無下雨且太陽大、溫度高）。從圖6可看出，舊瀝青路面開裂不是很嚴(yán)重，但裂縫處有灰白色泥漿唧出的痕跡。為了解該道路的結(jié)構(gòu)承載能力狀況，采用落錘式彎沉儀FWD檢測路面結(jié)構(gòu)的承載能力，檢測結(jié)果：彎沉代表值在（46.9～128.7）（0.01mm）之間，變異系數(shù)大于50%的車道有9個，占比例的37.5%。按《城鎮(zhèn)道路養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》以交通量等級為重等級對瀝青路面結(jié)構(gòu)強度評價，則評價為不足的路段為100%。因此，原瀝青路面即使路面上行駛貨車的后軸重都是BZZ—100的標(biāo)準(zhǔn)重，也避免不了產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性的破壞，路面結(jié)構(gòu)層一旦破壞，路面表面裂縫類損壞就占主要病害類型。路基是路面的基礎(chǔ)，應(yīng)具有良好的強度和穩(wěn)定性，才可以保證路面能夠承受長期車輛荷載的作用，而有優(yōu)良的路面結(jié)構(gòu)則對路基又可起保護作用，使路基避免受到車輛荷載和自然因素造成的直接破壞，延長其使用壽命，所以兩者是相輔相成不可分離的整體。為進一步了解路面結(jié)構(gòu)承載能力不足原因，對圖5和圖6進行挖坑，挖坑至路床頂?shù)那闆r見圖7～8。

圖5 開裂嚴(yán)重路面開挖前

圖6 開裂不嚴(yán)重路面開挖前

圖7 開裂嚴(yán)重路面開挖后

圖8 開裂不嚴(yán)重路面開挖后

對于開裂嚴(yán)重的舊瀝青路面在挖坑過程中，路面基層材料松散潮濕，底部不斷有滲水往上冒，至路床頂面時已積有較多的水量，見圖7。對于開裂不是很嚴(yán)重的舊瀝青路面在基坑開挖過程中，路面基層材料也是松散潮濕，底基層斷面處不斷有滲水冒出，至路床頂面時積水量已較大，見圖8。由此可見，兩個開挖的基坑形成的滲水積聚在路基上面層，水分難以迅速排除，造成路基上層處于潮濕或過濕的循環(huán)狀態(tài)，久而久之路面結(jié)構(gòu)的承載能力大大降低。在這交通繁重的通道，經(jīng)重車反復(fù)作用，路基路面結(jié)構(gòu)性破壞，路面隨之產(chǎn)生線裂、網(wǎng)裂、唧漿等破壞現(xiàn)象。因此，在進行路面設(shè)計及施工時，應(yīng)從多方面考慮如何使水不容易侵入路基路面結(jié)構(gòu)層。比如：設(shè)置好滲水盲溝或隔離措施防止中央分隔帶植草植樹水對路面內(nèi)部結(jié)構(gòu)的侵入；做好路緣石與瀝青面層的碾壓銜接或灌縫，防止水從路緣石與瀝青面層的銜接縫隙處滲入路面結(jié)構(gòu)層；及時做好半剛性基層頂面碾壓后的透層、下封層工序及粘層工序，保證結(jié)構(gòu)的層間有效防水及連續(xù)等；減少礦料顆料組成變化大，瀝青混合料拌和不均勻，現(xiàn)場瀝青混合料離析，溫度不一致等導(dǎo)致的瀝青混凝土不均勻性引起的透水；優(yōu)化施工工藝，保證壓實度等，保證路基路面具有足夠的強度和穩(wěn)定性。

3 路面剝落、松散

瀝青路面剝落是指瀝青膜與集料之間喪失黏結(jié)力，并從集料顆粒表面脫落下來。一般典型的剝落是從瀝青混凝土層的底部（面）開始并逐漸向上發(fā)展。如剝落從瀝青混凝土層的頂面開始并向下發(fā)展，就產(chǎn)生松散。

檢測實例：南寧市江南大道東段（亭江路～葫蘆鼎大橋底）為南寧市的城市主干路，道路為瀝青混凝土路面，機動車道為雙向4車道，路面寬度為：中央分隔帶3m，兩邊機動車道各7m，非機動車道各3.5m，檢測長度約2400m。該瀝青路面出現(xiàn)大小不同面積的剝落、松散現(xiàn)象，病害面積累積達774.0m2。部分剝落、松散病害情況見圖9～10。

從圖9可看出，部分集料顆粒已剝離瀝青路面表層，留下小坑洞，且路面表層已有明顯的集料露骨。從圖10看出，瀝青路面表層有一定的層狀剝落現(xiàn)象。為更具體的確定產(chǎn)生剝落的原因，對路面結(jié)構(gòu)層不同位置進行鉆芯，并對鉆芯試樣進行瀝青混合料室內(nèi)試驗，得出：路面上層瀝青混合料鉆件空隙率在11.8～15.4%之間，壓實度在84.6～88.2%之間；下層空隙率在4.9～11.1%之間，壓實度在88.9～95.1%之間，鉆件情況見上圖4。顯然，在不考慮礦料級配曲線是否在設(shè)計規(guī)范或施工技術(shù)規(guī)范范圍內(nèi)時，作為上層的瀝青混合料其空隙率較熱拌瀝青混合料中密級配類型的空隙率設(shè)計參考值（3～6%）明顯偏大，上下層瀝青混合料壓實度不足規(guī)范要求的96%，很難保證瀝青混合料在高密度時應(yīng)具有的高黏聚力。隨著時間增長，瀝青老化等在環(huán)境因素和荷載反復(fù)作用下，瀝青與集料的黏結(jié)力減弱，容易從混合料中脫落。另外根據(jù)不同鉆取位置瀝青混合料油石比的試驗檢測結(jié)果：上層為3.04～4.81%，下層為2.38～3.63%，油石比數(shù)值偏低，沒能為瀝青混合料提供有效的瀝青飽和度，瀝青混合料路用性能大大降低，特別是對于南方潮濕多雨地區(qū)，更容易造成瀝青路面的水損害。由此可見，為減少瀝青剝落現(xiàn)象，改善瀝青混凝土的水穩(wěn)定性和耐久性，對不同的表面層巖石用料必要時添加抗剝落劑，以增強瀝青與礦料的黏結(jié)力；控制好集料的潔凈度，減少表面過多的粉塵和黏土阻止瀝青與集料緊密接觸產(chǎn)生的瀝青剝落；拌和前保證集料烘干足夠，且不使用軟質(zhì)和易碎集料；施工過程中嚴(yán)格控制及提高壓實度標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格控制瀝青用量，同時做好表面排水和結(jié)構(gòu)層內(nèi)部排水工作，減少過多的水或濕氣在路面結(jié)構(gòu)中引起瀝青混凝土的早期剝落，減少路面其他水損害。

圖9 路面剝落

圖10 路面層狀剝落

4 結(jié)語

道路的亮化美觀是為提升城市對外開放的形象；道路的快速便捷是為更好的服務(wù)市民出行；道路的技術(shù)狀況良好是為司乘人員的安全行駕做好保障。如果道路的服務(wù)水平低，出現(xiàn)不同程度病害，對于形象、出行、安全保障將難以實現(xiàn)。造成瀝青路面破壞現(xiàn)象的原因有自然因素、人為因素等多種因素綜合作用，有些破壞現(xiàn)象要經(jīng)過時間考驗才會顯現(xiàn)，對出現(xiàn)不同的破壞現(xiàn)象采取針對、有效的檢測及分析原因，為后續(xù)的工程建設(shè)、工程施工、工程監(jiān)理提供在有效的科學(xué)性參考，從而減少、降低道路破壞的產(chǎn)生，延長道路使用壽命。

[1]《公路路基設(shè)計規(guī)范》（JTGD30-2015）.

[2]《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》（JTGD50-2006）.

[3]《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF40-2004）.

[4]《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》（JTGE20-2011）.

[5]《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》（JTGE60-2008）.

[6]《城鎮(zhèn)道路路面設(shè)計規(guī)范》（CJJ169-2012）.

[7]《城鎮(zhèn)道路養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》（CJJ36-2006）.

[8]《城鎮(zhèn)道路工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范》（CJJ1-2008）.

[9]《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》（GB50268-2008）.

U418.6

A

1004-7344（2016）35-0170-02

2016-11-28

馬月梅（1980-），女，壯族，廣西武鳴人，工程師，大專，主要從事道路、橋梁工程試驗檢測工作。