淺談城市道路瀝青混凝土路面病害與處理措施

楊曉明

（廈門城優(yōu)建設(shè)有限公司，福建 廈門 361000）

1 引言

隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，城市道路建設(shè)越來越多，前期修筑的路面由于使用年限的增加，出現(xiàn)了不同形式的病害。瀝青路面的病害類型主要為：車轍、裂縫、泛油、擁包等[1]。道路病害主要會對民眾的出行帶來不便，同時還會對社會經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生消極影響。本文對瀝青路面的病害治理進(jìn)行了分析研究，從根本上解決養(yǎng)護(hù)困難的問題，延長瀝青路面的使用壽命，保證道路的通行能力和行車的安全性[2]。

2 瀝青路面病害分類

2.1 瀝青路面病害類型

1）橫向裂縫。橫向裂縫是指垂直于道路中心線發(fā)生的裂縫，橫縫發(fā)生時還伴隨著細(xì)小的裂縫。橫縫的主要特點為：在道路行車前進(jìn)方向，間隔十幾米產(chǎn)生一道裂縫，通過取芯發(fā)現(xiàn)瀝青的面層較為松散。

2）縱向裂縫。縱向裂縫的開裂方向大致平行于道路中心線，主要形態(tài)為沿道路前進(jìn)方向長而直斷斷續(xù)續(xù)的分布。通過對該部位路面進(jìn)行取芯發(fā)現(xiàn)面層已發(fā)生破碎，但基層較為完整。

3）塊狀裂縫。塊狀裂縫表面正交，裂塊長度范圍大致20～60 cm。通過取芯發(fā)現(xiàn)塊狀裂縫處面層較為破碎，基層完整[3]。

4）龜裂。龜裂主要特征是表面開裂錯開，路面被分成帶棱角的多邊形。多邊形的尺寸＜20 cm。路面開裂先發(fā)生于小面積上，逐步擴(kuò)展到全斷面。通過取芯發(fā)現(xiàn)面層破碎、基層開裂。

5）車轍。車轍是指車輛荷載作用下，路面形成較深的輪跡，厚度約為2～3 cm，部分地區(qū)超過3 cm。

6）擁包。擁包形成原因為車輛剎車導(dǎo)致道路沿縱向形成規(guī)律的波動。通過取芯發(fā)現(xiàn)上面層破碎、基層完整。

7）沉陷。沉陷是指瀝青路面局部地區(qū)發(fā)生凹陷[4]。

8）泛油。泛油指瀝青路表形成光澤的瀝青黏膜。

9）松散。松散是瀝青和結(jié)合料之間的黏結(jié)強(qiáng)度不夠，瀝青在車輛作用下被帶走，路表面的結(jié)合料形成松散結(jié)構(gòu)。

10）坑槽。坑槽是指集料損失形成的坑洞。

2.2 病害成因分析

2.2.1 外因

1）水損害的主要原因是瀝青路面上的積水通過骨料間的空隙進(jìn)入瀝青混合料的結(jié)構(gòu)層中，在行車荷載的作用下產(chǎn)生使瀝青混凝土內(nèi)部產(chǎn)生水壓力，降低瀝青與骨料間的黏結(jié)性，當(dāng)荷載達(dá)到一定程度時，使瀝青路面開始發(fā)生剝落，加速受損程度，最終降低路面的使用壽命。瀝青混凝土水損害主要表現(xiàn)為松散、坑洞、唧泥等[5]。

2）行車荷載對道路會產(chǎn)生較大的影響，當(dāng)車輛超限超載時，會加劇病害程度。

3）瀝青混凝土在施工時控制指標(biāo)較多，控制難度較大。瀝青混凝土的配合比、攤鋪溫度、壓實度等均會對路面結(jié)構(gòu)的耐久性和強(qiáng)度產(chǎn)生影響。

4）當(dāng)溫度較低時，瀝青混凝土的低溫抗裂性會遭到破壞，溫度較高時，會產(chǎn)生嚴(yán)重變形，在上坡或轉(zhuǎn)彎路段表現(xiàn)較為明顯。

2.2.2 內(nèi)因

1）設(shè)計因素。對瀝青路面進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，厚度取值和交通量對計算結(jié)果會產(chǎn)生較大影響，路面強(qiáng)度不滿足要求時，會影響道路的通行能力。瀝青路面受水損害影響較大，道路排水設(shè)施不完善時，會導(dǎo)致瀝青混凝土內(nèi)部積水，影響路面的運(yùn)行。

2）施工因素。包括以下內(nèi)容：（1）路基施工不規(guī)范；（2）路基填筑未按照設(shè)計要求進(jìn)行，導(dǎo)致局部壓實度不夠，CBR值不滿足設(shè)計要求，最終路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同程度的病害[6]；（3）穩(wěn)定基層施工質(zhì)量差；（4）基層粒料類和水穩(wěn)類材料拌合不均勻，導(dǎo)致基層受力不均，在行車荷載的作用下，出現(xiàn)車轍等病害。

3）運(yùn)營因素。包括以下內(nèi)容：（1）道路超載載運(yùn)營；（2）當(dāng)車輛超載時，會導(dǎo)致路面超負(fù)荷運(yùn)行，造成路面結(jié)構(gòu)損壞；（3）養(yǎng)護(hù)不及時；（4）養(yǎng)護(hù)不及時會導(dǎo)致路面的病害程度加深，最終造成路面損害無法正常使用。

4）環(huán)境因素。雨水通過瀝青路面的縫隙滲入路面結(jié)構(gòu)層，導(dǎo)致路基失穩(wěn)路面開裂。北方地區(qū)存在凍融循環(huán)，導(dǎo)致路面在溫度變化下產(chǎn)生收縮應(yīng)力，使瀝青路面的疲勞性能減低，最終形成路面病害。

2.2.3 具體原因

1）橫向裂縫。瀝青路面產(chǎn)生橫縫是由于自身的低溫收縮引起的，車輛荷載不起決定性作用。

2）縱向裂縫。瀝青路面產(chǎn)生縱縫的主要原因是路面結(jié)構(gòu)層施工質(zhì)量較差和施工方法不正確導(dǎo)致路基發(fā)生不均勻沉降，最終形成長而直的縱縫。

3）塊狀裂縫。塊狀裂縫是由于面層收縮開裂導(dǎo)致的。塊狀裂縫出現(xiàn)表明路面結(jié)構(gòu)層抗疲勞性能降低，結(jié)構(gòu)層開始退化。

4）龜裂。產(chǎn)生龜裂病害的原因為：路面結(jié)構(gòu)層的厚度和強(qiáng)度不滿足設(shè)計要求。在車輛荷載作用下，路面發(fā)生開裂。路面強(qiáng)度降低，但結(jié)構(gòu)的回彈模量、彎沉值仍在增加，當(dāng)交通量增加時，路面結(jié)構(gòu)不能滿足使用要求。

5）車轍。車轍病害產(chǎn)生的根本原因是瀝青混凝土路面的水穩(wěn)定性和高溫穩(wěn)定性較差，不足以抵抗行車荷載的擠壓，導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)發(fā)生形變。

6）擁包。擁包產(chǎn)生原因與車轍相同，但擁包主要發(fā)生路段為下坡和急轉(zhuǎn)彎路段。

7）沉陷。道路發(fā)生沉陷是由于地基處理程度不夠，壓實度不能滿足要求。主要發(fā)生于高填方以及橋頭路段。

8）泛油。泛油主要是瀝青混凝土的中的瀝青含量較高，高溫條件下，荷載作用會導(dǎo)致油層外露，其外還因為瀝青材料較差，軟化點低。

3 瀝青路面病害治理

3.1 裂縫治理

隨著對路面的研究程度不斷加深，對瀝青路面產(chǎn)生裂縫的原因越來越明確，對于裂縫的治理主要為開槽灌封。開槽灌縫是通過開槽機(jī)鑿縫，尺寸為寬1～1.5 cm，深1.5～2 cm，然后將密封膠灌入裂縫內(nèi)部。裂縫深寬比應(yīng)小于2∶1。

3.2 龜裂

瀝青路面龜裂、塊裂治理措施：（1）當(dāng)路面結(jié)構(gòu)層厚度不滿足要求時，對路面進(jìn)行銑刨，然后加鋪新的結(jié)構(gòu)層。龜裂程度較低時，可通過薄層罩面技術(shù)進(jìn)行處理。（2）當(dāng)基層存在病害問題時，通過換填基層來對病害進(jìn)行處理。

3.3 車轍、擁包處理

車轍、擁包的處理辦法有：對面層進(jìn)行銑刨，然后調(diào)整瀝青混凝土級配鋪設(shè)新的面層結(jié)構(gòu)，或在瀝青混凝土中添加抗車轍劑。也可以對車轍路面進(jìn)行微表處或薄層罩面處理。

3.4 沉陷

沉陷處理方案主要是：（1）當(dāng)基層穩(wěn)定，面層壓實不夠引起不均勻沉降時，可通過鋪筑面層進(jìn)行調(diào)整。（2）路基出現(xiàn)孔槽時可通過碎石、漿砌片石進(jìn)行回填。

3.5 泛油

瀝青路面出現(xiàn)輕度泛油時，可選擇夏季鋪撒3～5 mm石屑或粗砂進(jìn)行處理，然后對路面進(jìn)行碾壓。瀝青面層出現(xiàn)泛油嚴(yán)重時，可選擇夏季鋪撒5～10 mm碎石處理，然后對路面進(jìn)行碾壓。

4 路況評定

瀝青路面的使用性能評價主要包含路面破損、平整度、抗滑性能3項指標(biāo)。路面的使用性能主要從功能、結(jié)構(gòu)、安全3個方面進(jìn)行評估；路面結(jié)構(gòu)的承載能力可通過靜、動態(tài)彎沉測定法進(jìn)行評價；路面結(jié)構(gòu)的損害狀況可通過各個指標(biāo)進(jìn)行定量分析，對每個指標(biāo)乘以相應(yīng)的權(quán)重系數(shù)，然后進(jìn)行綜合考慮。

5 案例分析

5.1 工程概況

本文所依托選取軌道交通3號線沿線市政改造（島內(nèi)段）工程（湖里段）中的湖里大道作為典型道路研究分析，該道路為城市主干道，設(shè)計速度為60 km/h，雙向六車道，該項目主要結(jié)合軌道交通3號線車站的道路恢復(fù)進(jìn)行市政提升改造。

通過委托第三方檢測單位調(diào)查，根據(jù)其出具的檢測報告，該道路路面存在主要病害為裂縫、坑槽、車轍、擁包、沉陷、泛油、龜裂、松散等病害。

5.2 項目評價

通過現(xiàn)場調(diào)查及路面檢測發(fā)現(xiàn)，路面為原“白改黑”路面，存在大量的混凝土板塊反射裂縫，龜裂、松散等尤為明顯，路面整體評價一般，需進(jìn)行提升改造。

5.3 病害治理方案

5.3.1 裂縫處治方案

針對混凝土板塊的反射裂縫，需對瀝青面層進(jìn)行清除，而后根據(jù)裂縫寬度大小選擇合適的處置方式。

主要處治方法為：裂縫寬度較小時，通過空氣壓縮機(jī)對裂縫里面的碎石、舊填縫料等進(jìn)行清理，然后在裂縫中倒入熱瀝青進(jìn)行灌封處理，保證裂隙灌縫飽滿；當(dāng)裂縫寬度較大時，除灌縫之外，另外增加一層抗裂貼處理，阻止裂縫傳遞至瀝青面層。處理完裂縫后，方可進(jìn)行瀝青攤鋪。

5.3.2 龜裂處治方案

針對局部龜裂且彎沉值不大的路段，對原有面層進(jìn)行銑刨，銑刨厚度為4 cm，然后鋪設(shè)一層玻纖格柵，鋪設(shè)4 cm SMA改性瀝青混凝土。該治理方案適用于較為嚴(yán)重的塊狀裂縫、細(xì)集料松散路段、泛油路段。

5.3.3 基層處治方案

針對沉陷嚴(yán)重，車轍嚴(yán)重，且彎沉值不理想的路段，直接采用挖除基層，并重新夯實路基，澆筑素混凝土作為道路基層，待養(yǎng)護(hù)期滿后，攤鋪瀝青結(jié)構(gòu)層。同時針對公交站、信號燈路燈等機(jī)動車經(jīng)常啟停的位置，在瀝青混合料中增加抗車轍劑，達(dá)到延緩車轍出現(xiàn)，延長使用壽命的目的。

5.3.4 普通病害的處理

針對普通瀝青路常見的瀝青老化，骨料脫落且彎沉值較為理想的路段，直接采用銑刨原路面4 cm后，直接加鋪4 cm SMA改性瀝青；同時根據(jù)現(xiàn)場實測標(biāo)高，針對厚度大于7 cm的區(qū)域，加鋪一層AC-16瀝青混合料作為調(diào)平層。

當(dāng)對原路面的各種病害處理完成后，通過交通導(dǎo)改，封閉半幅路，采用多臺攤鋪機(jī)，半幅路同時進(jìn)行攤鋪，將冷接縫放置于中分帶雙黃線處，確保整體路面平整，行車舒適。

6 結(jié)語

瀝青路面存在的主要病害類型為裂縫、車轍、龜裂、擁包等。不同病害產(chǎn)生的機(jī)理不同，因此治理方法不同。裂縫病害應(yīng)通過灌封進(jìn)行處理，車轍和擁包應(yīng)通過原路面銑刨然后加鋪面層處理。龜裂應(yīng)通過面層銑刨，鋪設(shè)玻纖格柵，然后鋪設(shè)面層進(jìn)行處理。通過實際工程對瀝青路面病害的治理辦法進(jìn)行分析研究，最終得到不同病害的治理方法。為該課題的研究提供了理論指導(dǎo)和案例分析。