城市道路瀝青路面病害及維修方法探討

摘 要：瀝青路面具有減振降噪、可分期改造和再生利用、行車舒適安全等優(yōu)點(diǎn)，在城市道路中應(yīng)用廣泛。文章通過對城市道路在用瀝青路面狀況的調(diào)查，分析路面破損類型及原因，給出了路面不同損壞的維修方法，提出了當(dāng)前瀝青路面維修改造有效環(huán)保的方法——冷再生維修技術(shù)，并分析了其應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：瀝青路面；病害分析；維修；冷再生

城市的道路與一般公路相比，其主要具有以下顯著特點(diǎn)：小型機(jī)動車和公交車流量大；城市道路與一般公路相比，除了要滿足交通流要求之外，還要滿足許多非交通性的要求，如地下復(fù)雜工程管線設(shè)置、城市景觀及生態(tài)型道路等；同時，因為城市道路交通參與者的多樣性，在交通安全和交通管理方面也提出較高要求。而瀝青路面由于平整少塵、噪音小、平穩(wěn)舒適，且易維護(hù)，在城市道路中占主體地位。為了更好的使瀝青路面在城市道路交通中發(fā)揮其作用，文章結(jié)合實(shí)際城市道路的調(diào)查，從瀝青路面損壞原因著手，探討其維修方法，提出推廣應(yīng)用就地冷再生維修技術(shù)。

1 城市道路瀝青路面損壞原因調(diào)查

瀝青路面在車輛荷載及外界環(huán)境等多重因素的反復(fù)作用下，或多或少會出現(xiàn)各種不同的病害，一旦產(chǎn)生病害，就會影響道路的使用性能和路面質(zhì)量。以鄭州市城市道路路面狀況為例，總結(jié)瀝青路A面產(chǎn)生的諸多損壞現(xiàn)象及原因分析。

1.1 路面塌陷

路面塌陷是城市道路經(jīng)?？梢姷囊环N現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為地基塌陷引發(fā)路面結(jié)構(gòu)破壞，尤其是在城市道路檢查井附近。其原因主要有，城市道路地下新老管網(wǎng)密布，部分舊管線老化銹蝕嚴(yán)重，一旦受到擾動易發(fā)生滲漏，沖刷路基引起道路塌陷；地下埋管封閉措施不到位易形成過水通道，引起路基水土流失而造成路面塌陷；深基坑施工發(fā)生自然沉降過大而引發(fā)路面斷裂；超載車輛通行超過地基承載力等。路面塌陷主要是路基結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性下降，而非路面面層原因出現(xiàn)的病害。

1.2 路面大面積沉陷、車轍

道路在未達(dá)到使用年限之前，就出現(xiàn)大面積的沉陷、車轍、擁抱等病害，如圖1、圖2所示，主要分布在公交?？空緟^(qū)域和道路交叉口部位。例如BRT主線車道?？空靖浇容^明顯，由于BRT大型車輛滿載乘客的情況下相當(dāng)于大型的載重車輛，坑洼主要出現(xiàn)在BRT車道的輪跡帶上，隨著重復(fù)荷載和雨水等因素的共同影響，損害進(jìn)一步加深加重；此外，在道路施工過程中，部分交通繁忙路段由于交通需求，在路面還沒有達(dá)到開放交通的要求時就已經(jīng)不斷有行車荷載作用，當(dāng)行車荷載的水平作用力超過路面材料的抗剪強(qiáng)度，使得路面結(jié)構(gòu)在早期就出現(xiàn)了推移、車轍等，從而引發(fā)路面結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重破損。

1.3 路面龜裂、塊裂、縱裂

市區(qū)一些早期建設(shè)道路都已經(jīng)超期服役，盡管道路基礎(chǔ)條件較好，但路面因使用年限過長出現(xiàn)大面積龜裂、塊裂、縱裂等，急需大修或中修已維持道路的使用功能，如圖3、圖4所示。例如鄭州市東明路、商城路都是上個世紀(jì)八九十年代建成通車的，按一般瀝青路面的設(shè)計使用年限標(biāo)準(zhǔn)為15年，到目前均已超過其設(shè)計年限。

綜合以上的路面常見破壞現(xiàn)象及主要原因分析可見，瀝青路面破壞源于：一是基礎(chǔ)強(qiáng)度不足；二是水的滲透；三是荷載的重復(fù)作用；四是施工原因，如開放交通過早或地基不密實(shí)等；五是路面使用超過其設(shè)計年限。如目前，鄭州市、區(qū)兩級管理的城市道路共731條，總面積3900萬平方米。據(jù)統(tǒng)計，各類道路病害約180萬平方米，目前還有部分道路亟須進(jìn)行大修。2015年市、區(qū)兩級計劃對5條市管道路和30條區(qū)管道路進(jìn)行大修，并同步實(shí)施水電氣暖等地下管網(wǎng)改造?？梢?，道路維修養(yǎng)護(hù)的任務(wù)仍很大。

2 城市道路維修養(yǎng)護(hù)

瀝青路面的任何一種損壞可能是由于多種原因綜合作用引起的，為制定針對性的確定維修方案，首先確定路面破壞的原因，如鄭州市引進(jìn)探測雷達(dá)對道路進(jìn)行病害探測，并結(jié)合在用路面進(jìn)行性能評價指標(biāo)分析。對于一些局部小范圍損壞維修，宜采用局部維修手段。對于路面破損比較嚴(yán)重的需將瀝青路面面層進(jìn)行大范圍翻修或維修，則可采用再生技術(shù)或重建。

2.1 小病害的局部維修

（1）瀝青灌縫。路面裂縫縫寬不大于5mm，且縫側(cè)無明顯沉陷、無支縫的病害。處理時先清除縫中雜物及塵土，沿裂縫按照先灌后刷的方式均勻噴灑乳化瀝青，灌入深度約為縫深的2/3。填入干凈石屑或粗砂，并搗實(shí)，將溢出縫外的瀝青及石屑、砂清除[1]；而當(dāng)裂縫寬度大于5mm的局部路面，沿裂縫延伸方向清除雜物和除去已松動的裂縫邊緣后，用熱拌瀝青混合料填入縫中，搗實(shí)?？p內(nèi)潮濕時應(yīng)采用乳化瀝青混合料。如圖5所示。

（2）挖補(bǔ)處理。適用于龜裂、坑槽、塊裂等損壞較大的局部路面。如果路面基層完好，僅面層損傷維修，先按“圓洞方補(bǔ)、斜洞正補(bǔ)”的原則劃出垂直或平行于路中心線的挖槽修補(bǔ)輪廓線；再沿所劃輪廓線開槽至槽底穩(wěn)定部分且開挖深度不小于原坑槽最大深度，開槽后清除槽底、槽壁的松動部分及雜物；填入略高于原路面的瀝青路面材料并整平，最后壓實(shí)。若基層已發(fā)生破壞，則挖除基層，并換填基層材料，如微膨脹低標(biāo)號水泥混凝土或水泥穩(wěn)定碎石，以確保修復(fù)后的基層滿足路面結(jié)構(gòu)要求，養(yǎng)生后灑布乳化瀝青封層，重鋪瀝青面層材料至原路面標(biāo)高。如圖6所示挖補(bǔ)后的路面。

（3）玻璃纖維布補(bǔ)貼法[2]。玻璃纖維布具有很高的耐熱性，抗拉強(qiáng)度大，彈性好，膨脹系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)瀝青路面出現(xiàn)網(wǎng)狀破裂較嚴(yán)重時，可采用其補(bǔ)貼修復(fù)。具體施工方法是：先把路面坑槽補(bǔ)平，用粘層瀝青噴灑在有裂縫的部位，再將玻璃纖維土工布平展地貼在路面上并固定，防止玻璃布滑移。玻璃布上再噴灑一層瀝青，用法及用量同第一次。噴灑后立即把石屑均勻地灑布在玻璃纖維布上，用小型壓路機(jī)碾壓，使瀝青、玻璃纖維布、石屑與路面混合為一體。該法簡單易行、經(jīng)濟(jì)有效，并能提高路面的平整度，值得推廣應(yīng)用。

（4）車轍、波浪、擁包處理?？捎脵C(jī)械將凸出的部分切削或銑刨清除，在波谷部分噴灑或涂刷粘結(jié)瀝青并填補(bǔ)瀝青混合料并找平、壓實(shí)。

2.2 大修方法

如果整段瀝青路面多處出現(xiàn)大面積嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)性破壞，光靠挖補(bǔ)、局部維修已不能修復(fù)，必須進(jìn)行大修。而傳統(tǒng)的道路養(yǎng)護(hù)大修往往采用全部挖除舊瀝青路面面層或舊結(jié)構(gòu)層進(jìn)行鋪筑新料，成本高、施工工期長，而且舊料基本廢棄不用，造成廢棄材料堆放對土地的占用和環(huán)境的污染。而瀝青路面再生技術(shù)將廢舊路面材料再生循環(huán)應(yīng)用于道路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和維護(hù)，變廢為寶，可以減少對石料、瀝青、水泥的需求，降低筑路成本。

3 就地冷再生維修的應(yīng)用

近年來，我國提出了循環(huán)經(jīng)濟(jì)總策略，把大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會列為基本方略。而城市道路維修改造過程中循環(huán)利用原路面材料，以最小的資源消耗和環(huán)境污染來獲取最大的社會經(jīng)濟(jì)效益是符合時代發(fā)展新要求的。因此面對當(dāng)前的新環(huán)境、新要求，在城市道路維修中勢必需要一種更有效環(huán)保的新技術(shù)，既要克服傳統(tǒng)道路維修方法的瓶頸、減少道路維修對城市生態(tài)環(huán)境帶來的負(fù)影響，又要兼顧生態(tài)環(huán)保要求和循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念，而就地冷再生技術(shù)正好滿足這一需要。

就地冷再生技術(shù)可使原瀝青路面材料全部被重新利用，它是就是充分利用現(xiàn)有舊鋪層材料（面層甚至基層），必要時加入部分新骨料，并按比例加入一定量的添加劑（包括水），在自然環(huán)境溫度下就地連續(xù)地完成材料的銑刨、破碎、添加外加劑拌和、攤鋪及壓實(shí)成型，從而修筑滿足所需路用性能質(zhì)量的新路面的一整套施工方法[3]。由于大部分城市道路的路面標(biāo)高在新路完成后已經(jīng)基本確定，其可增加的幅度很小[4]。主要應(yīng)用針對面層的瀝青層就地冷再生，再生層厚度在8～15cm之間，一般再生層上應(yīng)加鋪封層處理。就地冷再生技術(shù)優(yōu)勢[5]：（1）建設(shè)成本低。與傳統(tǒng)的施工方法相比，由于舊的道路材料得以全部利用，隨著再生層厚度的不同，大致可以降低成本10%～20%，一些深層再生工程甚至可降低成本40%～50%，經(jīng)濟(jì)效益顯著。（2）結(jié)構(gòu)完整。連續(xù)拌和保證了舊路材料與新骨料和穩(wěn)定材料的充分拌和，且再生設(shè)備可精確控制鋪層厚度。（3）工期短。冷再生施工為一次性作業(yè)方式，大大簡化了施工工序，從而縮短了施工時間。并且冷再生機(jī)械生產(chǎn)率高，施工速度快，對路基的損害很小。（4）節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境。此技術(shù)可對廢料進(jìn)行100%再生，不存在舊料的廢棄，具有顯著的社會效益。

在我國，冷再生技術(shù)在公路中應(yīng)用相對城市道路來說，范圍要廣，但該技術(shù)的節(jié)能環(huán)保，方便易操作等優(yōu)勢已逐漸突顯，得到共識。在城市道路的維修改造，也積累了冷再生技術(shù)應(yīng)用的一些成功經(jīng)驗，如石家莊裕華路采用水泥為添加劑的道路冷再生技術(shù)進(jìn)行了維修改造；太原市建設(shè)南路嘗試采用冷再生技術(shù)進(jìn)行大修改造，取得了良好的效果；嘉興市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)昌盛路成功地運(yùn)用了泡沫瀝青冷再生技術(shù)進(jìn)行道路綜合整治；上海寶山區(qū)海江路采用泡沫瀝青廠拌冷再生混合料進(jìn)行了維修等；這些都為該技術(shù)在城市道路維修改造中的推廣打下了較好的基礎(chǔ)。

4 結(jié)束語

為確保城市道路良好的使用功能，并滿足交通需求，對于道路病害的預(yù)防和處理應(yīng)做到及時發(fā)現(xiàn)及時維修，使問題盡早、盡小的解決，避免道路發(fā)生結(jié)構(gòu)性能破壞，以延長道路使用壽命；對于大中修路面，就地冷再生維修技術(shù)是一種節(jié)能環(huán)保型的筑路技術(shù)，環(huán)境效益和社會效益明顯，在城市道路維修養(yǎng)護(hù)中值得推廣。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：劉明輝（1976-），女，講師，主要從事道路工程與交通工程方面的研究。