市政路面改造工程病害分析及處治建議

陳艷芬 李銘

摘要：文章分析了我國當前舊瀝青混凝土路面存在的路面病害及形成原因，并結合廣西百色市中山路舊路改造工程項目，采用美國PCI評價模型對路面損壞情況進行全面評估，同時運用激光路面平整度檢測系統(tǒng)及落錘式彎沉儀對路面損害情況進行檢測，發(fā)現該路面主要存在網裂、碎裂、沉陷、修補破損等病害，并提出了后期改造技術措施。

關鍵詞：舊瀝青混凝土路面;病害;路面改造;PCI評價模型

0 引言

為滿足國家經濟水平高速發(fā)展的需要，近些年我國公路建設全面展開并取得了輝煌成績。但隨著城市道路的交通量和車輛軸載飛速增長，對公路質量提出了更高的要求：一方面，原有市政道路因城市快速發(fā)展已遠遠不能滿足正常交通量要求;另一方面，許多城市道路在運營期間缺乏日常維護管理，在惡劣天氣和荷載反復作用下，行車路面出現裂縫、沉陷、車轍、坑槽等諸多病害，影響城市美觀，嚴重降低日常行車舒適性，影響日常通行量，且易引發(fā)交通事故[1-2]。在這種背景下，當前國內城市正如火如荼地進行城市舊路改造工作，常規(guī)復合路面和新建復合式路面等舊路改造技術在各大城市廣泛推行[3-4]。

進行舊路改造前需要對原有路面病害及質量情況進行全面調查和質量評估，并根據調查和檢測結果制定經濟合理的改造方案，這對檢測工作提出了更高的要求。路面路況調查與評價的目的是全面掌握路面的使用狀況，分析路面產生病害的原因，研究其變化規(guī)律，擬定處治方案，為道路養(yǎng)護管理部門制定資金需求和資金分配計劃、制定道路養(yǎng)護工作計劃，確定大、中、小修及保養(yǎng)對策和方案提供依據[5]。本文以廣西百色市中山路舊路改造為工程依托，采用美國PCI（PavementConditionIndex）評價模型[6-7]對路面損壞情況進行全面評估，同時運用激光路面平整度檢測系統(tǒng)及落錘式彎沉儀，對舊瀝青混凝土路面質量進行全面調查和檢測，結合檢測結果給出相應處治建議，為其它相關市政舊路改造工程提供相參考借鑒。

1 工程概況

1.1 實體項目介紹

中山路是百色市市區(qū)一條貫穿東西的主干道，東面連接中山橋、西面連接百林大橋，是車輛進出城區(qū)的主要道路，同時還是南北向車流匯流集中的主要道路。中山路途經學校、醫(yī)院、商業(yè)中心、部隊等，是一條重要城市道路，對提升百色市的城市形象起到重要作用。本次檢測道路現狀為瀝青混凝土路面，道路等級為城市次干路，地理位置如圖1所示

1.2 路面病害情況

通過對百色市中山路進行路況調查，匯總瀝青混凝土路面病害情況如圖2所示：

從路面拍攝情況可知，舊路面主要存在坑槽、線裂、沉陷、碎裂、修補破損和剝落等病害。通常認為當地氣溫的交替變化及當地行車荷載因素及二者的聯(lián)合作用是導致路面裂縫和沉陷等病害出現的主因。對于氣候濕潤的地區(qū)，濕度因素也將為路面裂縫和沉陷的產生創(chuàng)造條件[6]，而百色市受亞熱帶季風氣候影響，光熱充沛，雨熱同季，夏長冬短，受大氣干濕交替影響顯著，為路面病害的產生創(chuàng)造了條件。

2 路面檢測結果及分析

為徹底對路面進行改造，采用路面損壞PCI等級評價、車轍試驗和結構強度等檢測試驗方法，對百色市中山路舊瀝青混凝土路面進行了全面系統(tǒng)地檢測，為路面改造工程的方案設計提供科學決策的依據。

2.1 路面損壞狀況PCI等級評價

路面損壞一般用路面損壞狀況指數（PCI）評價模型，該方法能充分考慮不同損壞的評分及重復性損害所帶來的影響，對整體損壞程度進行精準和有效計算。根據路段狀況調查得出的病害類型、輕重程度和密度數據，按照規(guī)范計算出PCI。

路面損壞狀況指數（PCI）：

式中：PCI為路面狀況指數，取值范圍0～100（數值小于0時，PCI=0）;n為單類損壞類型數，對瀝青路面，n=4，對應裂縫類、變形類、松散類和其它類;m為某單類損壞所包含的單項損壞類型數，對瀝青路面的裂縫類損壞，m=3，分別對應線裂、網裂和碎裂，其它依次類推;DPij為第i單類損壞中的第j單項損壞類型的單項扣分值;Wij為第i單類損壞中的第j單項損壞類型的權重。相關技術指標參考應按《城鎮(zhèn)道路養(yǎng)護技術規(guī)范》[8]（CJJ36-2006）進行。路面損壞狀況PCI等級評價及病害數量見表1。

從表1可知，百色市中山路舊瀝青混凝土路面損壞狀況PCI指數在71～85范圍內，按評價等級可劃分為B級。前期路況調查發(fā)現其主要路面病害為網裂、碎裂、沉陷和修補破損等病害，各種面積分別達：153m2、290m2、52m2、324m2。

2.2 路面彎沉試驗

采用落錘式彎沉儀FWD[9]對百色市中山路進行路面動態(tài)彎沉測定。測試工作原理如圖3所示，路面彎沉分布如圖4所示。

從圖4可知，本次彎沉檢測的單元分段中彎沉最大值為294.7（0.01mm），最小值為4.0（0.01mm），彎沉代表值在88.2（0.01mm）～214.2（0.01mm）之間，整個檢測路段彎沉值變異較大。除K0+820～K1+140右幅2車道彎沉代表值<100（0.01mm）外，其他檢測路段彎沉代表值均>100（0.01mm），局部路段甚至>200（0.01mm）。左幅1車道路面平均彎沉值為82.8（0.01mm）;左幅2車道路面平均彎沉值為69.2（0.01mm）;右幅1車道路面平均彎沉值為82.0（0.01mm）;右幅2車道路面平均彎沉值為80.1（0.01mm）。

從以上數據分析可知，該舊瀝青混凝土路面的平均彎沉值偏大，反映出左右兩側車道的彎沉出現明顯的差異性。差異性沉降極易引起相應位置出現應力集中現象，當集中剪應力超過瀝青混凝土加鋪層的抗剪強度時，造成反射裂縫的出現。隨溫度應力和行車荷載的反復作用，板縫處過大豎向位移引起較高水平的應力集中，使瀝青面層過早地疲勞開裂，加劇路面損壞程度[9-10]。

2.3 路面平整度檢測

采用激光路面平整度檢測系統(tǒng)對百色市中山路舊瀝青混凝土路面平整度狀況進行現場檢測，繪制平整度等級分布圖如下頁圖5所示。

由圖5可知，整個路段平整度較差，D級占有比例較大，A、B級占有比例不大，其中右幅2車道和左幅2車道D級占有比例達到50%。在常年交通荷載反復作用下，加上百色地區(qū)干濕交替的氣候條件使得路面出現不同程度車轍和沉陷，而雨期雨水聚集，使得路面病害加劇，中期修補路面與周邊路面易產生不均勻沉降，使得路面平整度進一步變差。

3 結語

（1）從路面損壞情況PCI評價指標可知，百色中山路舊瀝青混凝土路面普遍存在網裂、碎裂、沉陷和修補破損等病害。對于該路面的改造，建議在進行罩面工程加鋪時，對裂縫類病害視具體情況進行灌縫、修補坑槽或進行銑刨清除等處理，必要時采取防裂措施后再加鋪瀝青層。綜合考慮道路的交通和環(huán)境影響因素，建議采用高質量、高黏度瀝青，以提高瀝青混合料的使用性能。

（2）針對舊瀝青混凝土路面平整度差、平均彎沉值較大的情況，建議在路面改造施工過程中嚴格控制施工工藝，保證每一個結構層厚度均勻、表面平整，同時對路面強度不足的路段進行補強，以滿足交通荷載對路面承載能力的要求。

（3）百色市位于亞熱帶季風氣候分布區(qū)，受大氣干濕交替影響顯著，建議在路面維修改造過程中加強路面排水設施建設，路面加鋪后應相應地提高排水口標高，在道路使用過程中要加強日常養(yǎng)護，確保路面排水通暢，以減少水對路基路面的影響。

參考文獻：

[1]李 聰.舊路路面改造技術的研究及應用[D].廣州：華南理工大學，2013.

[2]鐘建超.瀝青加鋪層在舊水泥混凝土路面改造中的應用研究[D].長沙：湖南大學，2006.

[3]傅春秀.公路水泥混凝土路面加鋪瀝青技術研究[D].福州：福州大學，2013.

[4]江 毅.舊瀝青路面加鋪力學分析及防裂措施研究[D].長沙：湖南大學，2009.

[5]蔡舒嵐.舊水泥路面檢測評價及加鋪瀝青面層技術研究[D].西安：長安大學，2007.

[6]劉憲明.高速公路瀝青混凝土路面破損狀況評價新指標的研究[J].中國水運，2016，37（5）：60-61.

[7]張爭奇.高速公路瀝青路面維修養(yǎng)護技術[M].北京：人民交通出版社，2010.

[8]CJJ36-2006，城鎮(zhèn)道路養(yǎng)護技術規(guī)范[S].

[9]曾 杰，肖 川，李保險，等.FWD荷載下瀝青路面動力響應的溫度影響作用研究[J].公路工程，2015，40（1）：107-111.

[10][ZK（]張志遠.激光路面平整度檢測系統(tǒng)研究[D].太原：太原理工大學，2013.