城市快速路瀝青路面病害分析及養護方案

于 歡

(山西旅游職業學院， 山西太原 030031)

近幾年隨著城市私家車的迅速增多，城市道路交通量逐漸趨于飽和，為了使交通運行通暢，城市快速路迅猛發展。但由于快速路的車輛行駛速度快，加之空氣濕度、早晚溫差等影響，使得城市快速路出現了各種形式的路面病害。例如：橫、縱裂縫、網狀裂縫、車轍等，這些病害現象使城市快速路的使用壽命與服務質量都明顯降低。因此，對城市快速路瀝青路面病害進行分析與處治研究，對城市快速路的運營與維護意義重大[1]。本文以太原市中環快速路為例，對南中環路況進行調查分析，得出相應的病害處治與養護方案，為提升城市快速路的管理水平提供實例依據。

1 城市快速路瀝青路面病害分析

以太原南中環橋為起點，沿中環快速路進行路況調查，途經中環各路段中，有部分路面產生了的裂縫、龜裂、車轍等病害。

1.1 裂縫出現的原因調查與分析

通過調查發現，太原市中環快速路出現了以下三種不同的裂縫形式。

1.1.1 橫向裂縫

通過鉆孔取芯觀察研究，環路部分路段芯樣面層出現松散現象，嚴重情況裂縫甚至延伸至路面基層(圖1)，產生原因主要有以下幾種：

圖1 路面橫向裂縫

(1)地處于大陸季風氣候的太原，是典型的內陸城市，冬季干燥寒冷，由于低溫長時間作用于路面，所產生的拉應力逐漸超出瀝青混凝土的極限拉應力時，低溫橫向裂縫就容易出現在路面薄弱處[2]。

(2)常年晝夜溫差大是太原市主要的氣候特征之一，日積月累的溫差作用，導致瀝青路面產生了溫度應力，逐漸形成了溫度疲勞裂縫。

(3)當路面出現裂縫時，裂縫的兩側非常容易受到雨水的侵蝕，尤其是快速路頻繁受到動態荷載的作用，逐漸導致兩側路表面層松散剝離甚至基層開裂。

(4)除了主要的低溫、溫差、反射、不均勻沉降等因素外，當快速路各面層間沒有粘結成整體，容易產生層間位移，從而導致橫向裂縫出現。

1.1.2 縱向裂縫

通過沿路調查研究，太原市中環快速路的縱向裂縫主要出現在行車道的輪跡帶周圍[3]，且裂縫出現間斷性網裂，根據縱縫取芯觀察，大部分縱向裂縫處于瀝青路面的面層(圖2)，分析其形成的原因主要有以下幾點：

圖2 路面縱向裂縫

(1)在施工過程中路基未壓實均勻，投入使用后雨水的侵蝕加速了路基承載力的降低，尤其在高頻率的車輛荷載作用下，使路基很快出現了不均勻沉降，而當不均勻沉降作用到路面時就表現為縱向裂縫。

(2)同樣也是因為常年晝夜溫差的作用，當溫度應力超出瀝青混合料抗拉強度極限時，也會致使路面出現縱向裂縫。

1.1.3 網狀裂縫

當城市快速路面病害橫向、縱向裂縫進一步演變就會出現網狀裂縫(圖3)。取芯觀察，網狀裂縫主要出現在路面的面層，主要是因為在路面施工過程中，瀝青混合料拌合不充分，或者級配出現偏差，加之溫應力及水分的作用所導致的網狀裂縫[4]。

圖3 路面網裂

1.2 車轍出現原因調查與分析

車轍是城市快速路瀝青路面損害中常見的一種病害現象(圖4)，通過對太原市中環快速路車轍路段取芯試驗研究，分析車轍形成的主要原因如下：

圖4 路面車轍

(1)交通量過大，車輛輪胎長期反復磨耗致使路面面層集料松散脫落。

(2)在車輛荷載的累計高頻作用下，超出快速路瀝青路面的抗剪極限時[5]，導致路面產生剪切變形，從而使輪胎兩側路面面層鼓起產生車轍。

2 城市快速路養護方案研究

通過對城市快速路路面所出現的各種病害調查與分析，針對病害產生的原因，適合快速路預防性養護方案的措施主要有：封縫、石屑封層、微表處、霧封層、碎石封層、超薄磨耗層、環氧瀝青封層等。

2.1 封縫

在路面出現橫向裂縫、縱向裂縫、網裂等裂縫初期，通過灌封膠、焊縫的方法，防止雨水流入裂縫進而侵蝕路面結構，因此越早處治裂縫對抑制路面病害發展效果越好。可根據裂縫的類型及路面病害的程度，進行綜合評估采取相應的封縫措施。

2.2 石屑封層

對于輕微的路面松散病害，可以采用石屑封層進行預防性養護，采用人工涂刷或者同步碎石撒布車進行施工，抗滑性能好，能夠為行駛車輛提供良好的附著力，同時在破損路面上形成防水屏障，有效阻止雨水進一步侵蝕到路面內部結構。

2.3 微表處

微表處是近幾年被廣泛推廣的瀝青路面有效預防性養護手段之一，具有造價低、快速化、機械化等優點。因為用于微表處的瀝青混合料中加入了聚合物改性乳化瀝青，所以該方法對于處治非結構性病害，施工較為方便，并且體現出更加優良的粘附性、高溫穩定性和水穩定性，無需碾壓即可修復車轍，從而使施工路段能夠快速通車。

2.4 霧封層

針對具有裂縫較多的輕微網裂路面病害，可采用霧封層養護手段，將稀釋后的慢凝型乳化瀝青通過瀝青灑布車噴灑到舊氧化瀝青表面，然后撒布相對粒徑的細沙，不僅使原來路面的顏色加深，標線對比更加清晰，也提高了舊路面的抗滑性和行車安全性。

2.5 碎石封層

針對反射裂縫，可采用碎石封層進行路面病害處治，根據路面實際情況可選擇普通瀝青、橡膠瀝青、纖維瀝青等結合料，噴灑在道路表面，之后把單一粒徑的細碎石撒布在瀝青結合料上，并使用壓路機進行碾壓，從而形成抗滑性能好、封水耐久的碎石封層。

2.6 超薄磨耗層

當快速路瀝青路面出現輕度網裂、骨料外露的情況，可以通過超薄磨耗層來進行預防性養護，所使用的瀝青結合料有SBS改性瀝青混合料、SAC-10、Novachip[6]等，這些結合料對集料有高黏附性、包裹力持久、抗剝離性能強的特性，可以使原路面整體強度得到提高；同時超薄磨耗層還能夠起到改善行車安全性能、減小路面行車噪聲的作用。

2.7 環氧瀝青封層

處理路面輕微裂縫、較淺車轍、輕度松散等病害，可采用環氧瀝青封層，能夠與原瀝青路面保持有效的粘附性，并且在施工后撒布一定量的細沙，使得水性環氧瀝青封層的抗滑性能得到進一步提高(表1)。

表1 城市快速路瀝青路面養護方案、適應條件及效果

3 結束語

城市快速路逐漸進入養護期，做好路面預防性養護，對延長快速路使用壽命，提高車輛行駛安全度與舒適度，節約快速路養護資金意義重大，本文以太原市中環快速路出現的路面病害為例，深入分析路面病害產生的原因，并針對不同的路面提出處治與養護的方法措施，為城市快速路管理部門解決快速路養護問題提供理論依據。