城市道路瀝青路面病害處治方案研究

張波

摘要 如何科學(xué)合理地制定城市道路瀝青路面病害處治方案，是設(shè)計(jì)人員面臨的一個(gè)難題。文章結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目對(duì)城市道路瀝青路面病害處治方案進(jìn)行了研究，方案制定重點(diǎn)是針對(duì)不同種類的路面病害形成原因、具體范圍和發(fā)展深度做出判斷，在此基礎(chǔ)上提出了針對(duì)性的路面病害處治方案，使處治方案更加合理經(jīng)濟(jì)。

關(guān)鍵詞 城市道路；瀝青路面；病害處治；路面技術(shù)狀況檢測

中圖分類號(hào) U418.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2024）12-0067-03

0 引言

城市道路快速路、主干路及次干路的瀝青路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限為15年。2008年開始，我國很多城市進(jìn)行了大規(guī)模的城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，至今已有15個(gè)年頭，很多城市道路瀝青路面即將到達(dá)設(shè)計(jì)使用年限。由于道路投入運(yùn)行時(shí)間較長，路面結(jié)構(gòu)已接近設(shè)計(jì)使用壽命，路面出現(xiàn)了不同程度的病害。該文結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目，對(duì)城市道路瀝青路面病害處治方案的思路進(jìn)行了分析研究，為設(shè)計(jì)人員提供參考。

1 現(xiàn)狀道路病害情況調(diào)查

某道路等級(jí)為城市主干路，設(shè)計(jì)速度為50 km/h，紅線寬度為50 m，機(jī)動(dòng)車道為雙向八車道。路面設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)軸載為BZZ-100，全線采用瀝青混凝土路面。

原機(jī)動(dòng)車道路面結(jié)構(gòu)總厚度為72 cm，其中面層結(jié)構(gòu)厚度為16 cm、基層結(jié)構(gòu)厚度為20 cm、底基層結(jié)構(gòu)厚度為36 cm。路面結(jié)構(gòu)組成如下所述：4 cm厚細(xì)粒式SBS改性瀝青混凝土+5 cm厚中粒式瀝青混凝土+7 cm厚粗粒式瀝青混凝土+20 cm厚水泥穩(wěn)定碎石基層+36 cm厚水泥穩(wěn)定砂礫底基層=72 cm。路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖如圖1所示：

路面典型病害表現(xiàn)為路面發(fā)生了縱向裂縫、橫向裂縫。部分裂縫較寬、支縫較多，裂縫寬度在3～8 mm之間，如圖2所示；部分路段出現(xiàn)了塊裂、網(wǎng)裂現(xiàn)象，橫縱裂縫交錯(cuò)處混合料破損嚴(yán)重，伴有松散、坑槽等病害，如圖3所示。

2 道路交通量調(diào)查與分析

通過現(xiàn)狀交通調(diào)查，該道路通行車輛主要以小客車為主，占比達(dá)到84.2%；大型客車及大型貨車占比為15.8%；年平均日交通量約為35 000～37 000 pcu/d，對(duì)應(yīng)的交通量等級(jí)為特重，該道路交通量已處于飽和狀態(tài)。

3 路面技術(shù)狀況檢測

瀝青路面技術(shù)狀況評(píng)價(jià)內(nèi)容包括路面行駛質(zhì)量、路面損壞狀況、路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、路面抗滑能力以及綜合評(píng)價(jià)，對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)為路面行駛質(zhì)量指數(shù)（RQI）、路面狀況指數(shù)（PCI）、路面回彈彎沉值、抗滑系數(shù)（BPN、TD或SFC）和路面綜合評(píng)價(jià)指數(shù)（PQI）[1-2]。

路面損壞狀況評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)路面狀況指數(shù)（PCI），將道路路面損壞狀況分為A、B、C、D四個(gè)等級(jí)，相應(yīng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合表1規(guī)定：

根據(jù)瀝青路面回填彎沉值，對(duì)半剛性基層特重交通量等級(jí)下的瀝青路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等級(jí)進(jìn)行劃分，如表2所示：

利用多功能檢測車以100 m為一個(gè)檢測單元對(duì)每條車道進(jìn)行路面技術(shù)狀況檢測。通過對(duì)檢測數(shù)據(jù)分析，可以得到瀝青路面損壞情況和路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的定量評(píng)價(jià)指標(biāo)，為路面病害處治方案提供分析依據(jù)。

以該項(xiàng)目為例，道路檢測長度共計(jì)14 km；路面上行方向PQI總體平均值為75.90，下行方向PQI總體平均值73.89。依據(jù)《城市道路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（CJJ 36—2016），評(píng)定的等級(jí)為B。路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)價(jià)為“足夠”的段落長度為12.5 km，占調(diào)查里程的89.3%。路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)價(jià)為“臨界”的段落長度為1.5 km，占調(diào)查里程的10.7%。

路面技術(shù)狀況檢測結(jié)果顯示，大部分路段需要進(jìn)行保養(yǎng)小修，而針對(duì)路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)價(jià)為“臨界”的段落需要進(jìn)行中修或大修[3-4]。

4 鉆芯取樣結(jié)果分析

選擇典型位置進(jìn)行鉆芯取樣。對(duì)瀝青混凝土路面，應(yīng)重點(diǎn)查看破壞深度、層間結(jié)合、混合料情況和基層情況。根據(jù)鉆芯取樣結(jié)果分析路面病害原因，進(jìn)而確定路面的處治方案。以該項(xiàng)目為例，對(duì)現(xiàn)狀路面結(jié)構(gòu)層狀況進(jìn)行分析。

（1）路面各結(jié)構(gòu)層厚度大部分滿足設(shè)計(jì)要求，層間黏結(jié)較好，能夠形成整體的路面結(jié)構(gòu)。圖4為該位置的鉆芯取樣結(jié)果示例。

（2）大部分路段表現(xiàn)出的路面病害為橫縱向裂縫。上述位置芯樣上面層有裂縫，不完整；中下面層、基層、底基層芯樣完整。說明上述位置的路面病害發(fā)展至上面層。

（3）網(wǎng)裂嚴(yán)重的路段，路面各結(jié)構(gòu)層損壞比較嚴(yán)重，面層瀝青混凝土芯樣全部開裂，部分中下面層空隙較大，與面層結(jié)合部位的基層損壞比較嚴(yán)重。上述位置路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)價(jià)結(jié)果多為“臨界”狀態(tài)。

5 路面病害成因分析

結(jié)合瀝青路面技術(shù)狀況評(píng)價(jià)和鉆芯取樣結(jié)果，對(duì)路面病害成因進(jìn)行分析，并對(duì)病害具體范圍和發(fā)展深度作出判斷。

5.1 橫向裂縫

橫向裂縫多是因?yàn)榘雱傂曰鶎右蚋煽s、溫縮產(chǎn)生收縮裂縫，在相應(yīng)斷裂位置對(duì)瀝青層造成應(yīng)力集中而形成反射開裂。目前存在的中、輕度橫向裂縫在水、行車荷載和裂縫處集中應(yīng)力的共同作用下，將進(jìn)一步發(fā)展成為重度橫向裂縫。

5.2 縱向裂縫

縱向裂縫呈上寬下窄狀，為荷載型疲勞裂縫。其產(chǎn)生的主要原因?yàn)椋很囕v頻繁作用、高度渠化交通造成行車道兩個(gè)輪跡帶的瀝青混合料迅速達(dá)到疲勞極限，出現(xiàn)了疲勞開裂，即不規(guī)則狀的細(xì)微裂縫；隨著車輛荷載、雨水的耦合作用，輪跡帶的細(xì)微裂縫迅速擴(kuò)展、延伸，彼此相互連通形成連續(xù)縱向裂縫；隨著病害的進(jìn)一步發(fā)展，輪跡帶出現(xiàn)多條相互交織的縱向裂縫，瀝青混合料逐漸破碎，形成一條縱向破碎帶。

5.3 塊裂、網(wǎng)裂

從鉆芯情況來看，塊裂、網(wǎng)裂處的芯樣裂縫貫通瀝青層，瀝青層層間結(jié)合較好，部分段落基層出現(xiàn)破碎和松散的情況。主要原因?yàn)椋阂环矫?，瀝青面層在渠化交通的車輛荷載作用下產(chǎn)生了疲勞開裂，逐漸形成塊裂病害。另一方面，面層與基層層間結(jié)合較差，在交通荷載作用下分別受力，路面結(jié)構(gòu)受力不均勻、不合理，荷載持續(xù)作用下逐漸形成塊裂、網(wǎng)裂；部分塊裂、網(wǎng)裂嚴(yán)重路段與雨水下滲、車輛荷載反復(fù)作用產(chǎn)生了沖刷、泵吸，加速了基層破碎[5]。

從以上分析可知，造成瀝青路面破損病害的最主要原因?yàn)榻煌ê奢d重復(fù)作用造成瀝青路面疲勞損壞。若不及時(shí)采取維修處治措施，將造成瀝青面層及基層出現(xiàn)水損害，進(jìn)而導(dǎo)致瀝青路面的使用狀況急劇惡化。因此，應(yīng)根據(jù)病害嚴(yán)重程度及時(shí)采用經(jīng)濟(jì)合理的處治措施，避免路面水滲入路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)部，以延緩路面病害發(fā)展，延長路面使用壽命[6]。

6 路面病害處治方案

在對(duì)現(xiàn)有路面病害的具體范圍和發(fā)展深度做出判斷后，可制定針對(duì)性的路面病害處治方案。以該項(xiàng)目為例，路面病害處治方案的基本思路如下：

（1）對(duì)路面輕微縱裂、橫裂路段，PQI評(píng)價(jià)為A且路面強(qiáng)度評(píng)價(jià)為“足夠”的，可考慮對(duì)裂縫灌縫后采用整體罩面方案[7]，以改善路面使用功能，避免路面水下滲，進(jìn)而避免病害進(jìn)一步發(fā)展。路面病害處治方案示意如圖5所示：

（2）對(duì)路面縱裂、橫裂已發(fā)展至一定深度，PQI評(píng)價(jià)為B且路面強(qiáng)度評(píng)價(jià)為“足夠”的，應(yīng)結(jié)合鉆芯取樣結(jié)果，確定橫縱裂縫發(fā)展深度。將瀝青面層的上面層或上、中面層銑刨后，重新鋪筑瀝青路面。路面病害處治方案示意如圖6所示：

（3）對(duì)路面出現(xiàn)塊裂、網(wǎng)裂，PQI評(píng)價(jià)為C、D且路面強(qiáng)度評(píng)價(jià)為“臨界或不足”的，應(yīng)結(jié)合鉆芯取樣結(jié)果，確定基層狀態(tài)。對(duì)于基層出現(xiàn)破碎松散情況，可挖除后重新鋪筑。為縮短工期可采用瀝青穩(wěn)定碎石作為鋪筑基層的材料。路面病害處治方案示意如圖7所示：

7 結(jié)語

該文結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目對(duì)城市道路瀝青路面病害處治方案進(jìn)行了研究。首先通過現(xiàn)狀調(diào)查、交通量分析、路面技術(shù)狀況檢測及鉆芯取樣多種維度，對(duì)路面病害的原因進(jìn)行了分析，然后對(duì)路面病害的具體范圍和發(fā)展深度做出判斷，最后提出了針對(duì)性的路面病害處治方案。通過實(shí)例分析，為設(shè)計(jì)人員制定路面病害處治方案提供參考。

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