城市道路瀝青路面病害成因分析與養(yǎng)護建議

張 永 林

(太原市小街巷綜合整治改造中心,山西 太原 030002)

1 概述

道路交通是城市生產(chǎn)生活的重要組成部分，直接影響了城市的經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平。隨著我國經(jīng)濟建設(shè)步伐和城市化進程的不斷加快，對城市道路交通提出了更高的要求[1，2]。近十幾年來，城市道路交通的路面更多采用瀝青混凝土路面，這是因為瀝青混凝土路面行車舒適、振動小、噪聲低以及十分便于養(yǎng)護處理。

近幾年，我國城市化進程不斷加快，城市面臨人口數(shù)量與車輛數(shù)量劇增的雙重壓力，城市道路交通正面臨著前所未有的壓力。雖然目前已經(jīng)有多種新型材料技術(shù)與先進設(shè)備用于城市道路瀝青路面的鋪設(shè)與養(yǎng)護過程中，但仍然有很多路面出現(xiàn)坑槽、裂縫以及車轍等病害，這不但增加了城市交通路面的養(yǎng)護成本，而且還降低了路面的穩(wěn)定性，縮短了路面的使用年限，且給城市的生產(chǎn)生活帶來了很多不便。

為此，深入分析影響城市道路瀝青路面的因素，找出城市道路瀝青路面病害的原因，針對原因提出相應(yīng)的道路養(yǎng)護策略，對于降低城市道路建設(shè)與養(yǎng)護成本、增加城市道路使用壽命、保障城市經(jīng)濟發(fā)展與市民生產(chǎn)生活均具有重要意義。

2 城市道路瀝青路面常見病害

2.1 裂縫

1)橫向裂縫。

橫向裂縫是指裂縫與道路行車方向垂直的路面裂縫，橫向裂縫在城市道路瀝青路面中是十分常見的[3]。按照行車原因不同，橫向裂縫可以分為兩類，分別是荷載型橫向裂縫和非荷載型橫向裂縫。其中荷載型橫向裂縫大多是由于車輛超載而導(dǎo)致路面開裂。此種裂縫是由路面底面擴散到路面表面的。非荷載型橫向裂縫又可以分為瀝青面層縮裂和基層反射裂縫。瀝青面層縮裂多數(shù)是由于低溫產(chǎn)生的，是由于溫度低于瀝青的斷裂溫度，瀝青在超強度拉力作用下產(chǎn)生裂縫。基層反射裂縫與荷載型橫向裂縫相似，是受到溫度與載荷雙重影響產(chǎn)生的，多數(shù)是由于路面基層開裂產(chǎn)生的應(yīng)力致使路面開裂。

2)縱向裂縫。

與橫向裂縫相反，縱向裂縫與道路行車方向平行，并且通常裂縫的寬度與長度具有隨機性。縱向裂縫主要集中于道路行車道的輪跡處，裂縫最小為2 mm，最大可達8 mm，大多獨立出現(xiàn)?？v向裂縫通常是由于道路路面施工過程中，兩幅瀝青面層的接縫施工不符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，或者是路基壓實不符合標(biāo)準(zhǔn)。

3)網(wǎng)狀裂縫。

如果道路路面出現(xiàn)橫向裂縫或縱向裂縫后，未及時對道路經(jīng)常養(yǎng)護處理，就很有可能使路面出現(xiàn)網(wǎng)狀裂縫，網(wǎng)狀裂縫會嚴(yán)重影響道路行車。

2.2 坑槽

坑槽是城市道路瀝青路面常見的病害?？硬凼怯捎诼访婊鶎雍穸炔粔蚧蛘邽r青材料的粘結(jié)性能不佳造成的，特別是當(dāng)瀝青路面碾壓不實，且瀝青路面下層存在泥灰，此時瀝青路面與基層不能有效粘結(jié)，極易造成路面出現(xiàn)坑槽。此外，如果修復(fù)坑槽不徹底，原有坑槽位置再次出現(xiàn)坑槽的可能性很高[4]。

2.3 車轍

車轍是瀝青路面所特有的一種病害現(xiàn)象。瀝青路面在高載荷車輛的長期作用下，在車輪經(jīng)常碾壓的輪跡上，很容易出現(xiàn)車轍。如果路面瀝青材料的高溫穩(wěn)定性較差，路面就很容易產(chǎn)生車轍[5，6]。并且低溫時，路面混合料的空隙率多大，遇有雨水進入，也較容易形成車轍。車轍形成的直接原因是載荷車輛的高強度反復(fù)碾壓，瀝青路面車轍的嚴(yán)重程度與瀝青強度和瀝青混合料配比有關(guān)。

3 城市道路瀝青路面病害原因

影響城市道路瀝青路面病害的因素是多方面的，這包括瀝青材料配比、瀝青路面設(shè)計、道路施工、養(yǎng)護不力等。

3.1 路面設(shè)計與施工問題

在城市路面瀝青設(shè)計過程中，沒有充分考慮到地域環(huán)境的影響，就會給路面使用過程中帶來質(zhì)量問題。例如，在瀝青路面設(shè)計的深度方面，如果設(shè)計過程中，沒有預(yù)計到城市發(fā)展而帶來的交通量增長，導(dǎo)致瀝青路面設(shè)計厚度與強度不夠，使得瀝青路面不符合城市發(fā)展的需求，就會導(dǎo)致路面質(zhì)量問題的出現(xiàn)。

在城市瀝青路面的施工過程中，施工質(zhì)量不合格是造成城市路面瀝青病害的主要原因。其中，瀝青離析是經(jīng)常出現(xiàn)在道路瀝青路面施工過程中的質(zhì)量問題。瀝青離析會損害瀝青路面的施工質(zhì)量，使得細(xì)料和粗料分布在路面上下兩層，瀝青路面混合配比嚴(yán)重不均勻，瀝青路面的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)性極差，在路面使用過程中，受到車輛載荷的反復(fù)作用下，就會使瀝青路面出現(xiàn)車轍，嚴(yán)重時還會導(dǎo)致塌陷，影響行車安全。

此外，在城市道路施工過程中，還存在部分“獻禮工程”。這些工程為了在“規(guī)定”的時間內(nèi)完成，極易出現(xiàn)施工不規(guī)范，相關(guān)監(jiān)管部門監(jiān)管不到位，使得道路施工質(zhì)量存在問題。例如某市路段施工的過程中，市政府要求在國慶通車，施工方為了滿足實際要求，施工程序不達標(biāo)，很多路面的電線桿都是瀝青路面鋪設(shè)完成后再拔除的，只是在路表進行了簡單的修補，瀝青路面整體強度不足，導(dǎo)致該條路面的瀝青在使用后不久就出現(xiàn)多處坑槽。

3.2 路面硬化

經(jīng)過長時間使用后，城市道路瀝青路面就會出現(xiàn)路面硬化。這是因為瀝青混凝土自身是具有一定硬度的，經(jīng)過一段的使用，就會自然硬化。但是，瀝青路面出現(xiàn)硬化大多數(shù)是由于在施工過程中瀝青與混凝土的配比出現(xiàn)偏差，瀝青比例過低，而混凝土比例過高。當(dāng)城市道路的瀝青路面出現(xiàn)硬化以后，很容易出現(xiàn)縱向移位，從而引發(fā)路面的膨脹或陷落，不但加速了瀝青路面的損壞，導(dǎo)致起皮和露骨，還嚴(yán)重影響城市的交通環(huán)境，給人民的生產(chǎn)和生活帶來了極大的不便。

3.3 路基沉降

城市道路瀝青路面的坑槽和車轍是十分常見的病害，造成這兩種病害的主要原因就是路基出現(xiàn)沉降。所謂路基沉降是指在道路路基垂直方向出現(xiàn)不均勻的沉落，影響路面平穩(wěn)性。分析結(jié)果表明，城市道路出現(xiàn)路基沉降的原因主要有三個。第一個是施工原因，主要是指施工過程中壓實效果較差，這使得隨著道路的使用，再加上雨水侵蝕，致使路基出現(xiàn)壓縮沉降；第二個是地質(zhì)原因，例如部分城市的地質(zhì)情況較差，路基承載能力不足，因此在車輛載荷的作用下，路基就會向道路兩側(cè)擴展形成路面塌陷；第三個是材料原因，如果施工過程中路基材料不合格，路基內(nèi)含水量過多，路基就會在水分和車輛載荷的合力下，發(fā)生路面沉降。

3.4 水侵蝕

城市道路長期暴露在自然環(huán)境中，瀝青路面受自然環(huán)境的影響很大，特別是雨水對路面的影響十分嚴(yán)重，是造成路面病害的重要原因。在雨季，如果市政排水能力不足，致使雨水積留在瀝青路面，積水就會下滲至基層頂面，在車輛載荷的外力作用下，就會出現(xiàn)動水壓力，該壓力不斷作用在基層混合料中，使瀝青和混合料之間出現(xiàn)分離，粘連性下降，瀝青混凝土松動，進而造成瀝青路面出現(xiàn)病害。特別是北方的冬季，如果積水進入瀝青混凝土與路基之間，在夜晚，溫度下降就會形成冰晶，在白晝，溫度升高變?yōu)橐簯B(tài)，這種固液交替會嚴(yán)重影響材料的粘結(jié)性，路基就會變得松軟，致使路面開裂。網(wǎng)狀裂縫大多發(fā)生在排水能力不足的北方城市。

4 城市道路瀝青路面病害防治對策

4.1 路面預(yù)防性養(yǎng)護

預(yù)防性養(yǎng)護可以有效防止城市道路瀝青路面出現(xiàn)病害，延長城市道路瀝青路面的使用壽命。在道路瀝青路面沒有出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性破壞時，在不增加道路承載力的條件下，采用相應(yīng)的技術(shù)手段提高路面質(zhì)量，可以繼續(xù)保持路面的運行狀態(tài)，延長路面使用時間。由于預(yù)防性養(yǎng)護的經(jīng)濟性和高效性，越來越多的瀝青路面采用預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)。常用的預(yù)防性技術(shù)有霧封層、同步碎石封層、稀漿封層等。霧封層是指將特制路面保護劑噴灑至瀝青路面，可以有效防止路面老化；同步碎石封層將流體瀝青噴灑在路面上，能夠有效地吸收應(yīng)力和分散應(yīng)力，防止裂縫產(chǎn)生。稀漿封層是指將科學(xué)配比的泥漿攤鋪在瀝青路面上，硬化后形成可以保護路面的結(jié)構(gòu)。

4.2 路面修復(fù)、翻修與重建

路面修復(fù)是指對于出現(xiàn)局部輕微損耗的道路瀝青路面進行養(yǎng)護，包括坑槽修補、車轍填補和局部銑刨罩面等技術(shù)與措施。路面修補技術(shù)有多種，常見的有挖補式、熱烘式和噴射式。挖補式是最原始的修復(fù)瀝青路面方法，首先將病害瀝青路面開槽成型，然后將病害邊緣切割成階梯形狀，清理病害，最后投入瀝青混合料。該方法的優(yōu)點是病害清除徹底，缺點是施工過程繁瑣，恢復(fù)交通慢。熱烘式修補法是利用紅外加熱路面其中熱烘式利用加熱技術(shù)，現(xiàn)場將原有瀝青路面加熱，同時噴灑乳化瀝青，實現(xiàn)舊料和新料的有機融合，新舊路面實現(xiàn)熱接縫。噴射式是一種全新的瀝青路面修復(fù)技術(shù)，采用高壓噴射，將乳化瀝青與骨料有機融合，均勻地噴灑在瀝青路面的坑槽中，具有無需碾壓、粘結(jié)性強、恢復(fù)交通快等特點。當(dāng)城市道路瀝青路面出現(xiàn)大面積嚴(yán)重病害時，就必須要進行路面翻修了。常用的瀝青路面翻修措施包括路面再生和銑刨重鋪。其中路面再生技術(shù)對病害路面進行翻挖、破碎，加入配比合適的穩(wěn)定劑，攪拌后用于道路基層，路面再生的關(guān)鍵是瀝青再生。如果道路瀝青路面受到結(jié)構(gòu)性破壞，就需要對基層、面層甚至路基進行重建。主要路面重建技術(shù)為路面銑刨重鋪和全深式再生。

4.3 瀝青路面養(yǎng)護新技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，城市道路瀝青路面養(yǎng)護的新技術(shù)也不斷出現(xiàn)?？梢灶A(yù)見，在不久的將來，會有越來越多的新技術(shù)用于城市道路瀝青路面養(yǎng)護中來。目前，初步具備實用性或者已經(jīng)應(yīng)用在瀝青路面養(yǎng)護中的新技術(shù)包括基于紅外輻射加熱的瀝青路面養(yǎng)護技術(shù)、微波養(yǎng)護技術(shù)以及彩色乳化瀝青微表處技術(shù)。

5 結(jié)語

城市道路瀝青路面病害已經(jīng)成為影響城市交通的重要因素，各級相關(guān)部門要從瀝青路面設(shè)計、路面施工等方面采取有效措施，提高城市道路瀝青路面質(zhì)量，為城市經(jīng)濟發(fā)展和人民生產(chǎn)生活提供交通保障，特別是要注意對城市道路瀝青路面病害的養(yǎng)護，有針對性地選擇養(yǎng)護技術(shù)，科學(xué)合理地完成道路養(yǎng)護工作，保障城市道路交通順暢。

[1] 劉珈琪.城市道路公共交通發(fā)展及趨勢分析[J].管理現(xiàn)代化,2017(6):76-80.

[2] 陳 云.市政道路工程中瀝青路面施工質(zhì)量控制技術(shù)[J].江西建材,2017(19):162-163.

[3] 余宏年.城市道路瀝青路面施工質(zhì)量控制技術(shù)研究[J].四川水泥,2016(9):35.

[4] 郭 勇.淺談城市道路瀝青混凝土路面施工要點[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2016(16):106-107.

[5] 趙 靜.城市道路瀝青路面病害成因及防治對策探析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2015(10):208.

[6] 許永燦.淺談城市道路瀝青砼路面不平整的原因和預(yù)防處理措施[J].福建建材,2011(3):22-24.