快速公交(BRT)專用道瀝青路面早期損害分析

葉凌云

(廣州市市政工程設計研究院，廣東廣州510062)

0 引言

優先發展公共交通，一方面要通過扶持公共交通并對其他交通方式進行合理引導或限制，另一方面在公共交通內部協調各種方式，常規公交、有軌電車、BRT系統、輕軌、地鐵、出租等使之充分發揮其各自功能。隨著BRT理論體系研究的深入，從20世紀70年代開始，在南美、北美、西歐、澳大利亞等二十幾個城市BRT得到了應用，并取得了良好的效果[1]。

1997年北京率先開辟了中國第一條公交優先車道，以公交線路條數最多的長安街為試點，取得了積極的效果，目前我國越來越多的城市意識到公交優先的重要性，杭州、廈門、濟南、常州、合肥、廣州等城市相繼前后都修建了BRT。現在還有很多城市也在開展BRT的研究規劃工作，BRT在我國的應用越來越廣泛。我國BRT專用道路面大部分采用瀝青路面，在建設使用早期，都出現了不同程度的早期破壞[2、3]。這不僅對社會、交通造成了交通影響，也在經濟上造成了很大的損失。因此，BRT專用道路基路面的早期損壞問題引起了廣泛的關注。

本文針對BRT專用道瀝青路面出現的早期破壞進行分析，積累經驗，為其他的工程提供參考。

1 路面加鋪設計

我國目前BRT主要集中在舊城區，路面以改造為主，BRT專用道基本為舊路改造。改造方案為加鋪瀝青混凝土或是水泥混凝土。由于水泥混凝土路面施工和維修養護均需要封閉交通，需養護一段時間方可開放交通，行車舒適性差，且維修時也需要封閉交通，影響BRT正常運營，因此一般采用瀝青路面較多。

針對公交專用道對瀝青路面的路用性能有較高的要求，為此需要通過鋪筑試驗段及室內實驗對路面方案進行論證，優化設計，以達到最佳使用效果。從而為公交專用道路面設計、施工和檢測驗收等提供技術支持。

對實驗路段進行檢測分析，及現場情況發現站臺路段及車輛進出站的漸變處車轍比較明顯。通過專家論證，車轍易發生在車輛起步、停靠及轉彎位置。針對試驗段分析結果，對BRT車道路面結構及路面材料進一步優化：車站站臺和漸變段(車輛起步、停靠及轉彎位置)易發生車轍等病害處采用路用性能更好的SMA-13(改性瀝青瑪蹄脂碎石混合料)。

通過實驗研究及工程實踐經驗確定最終的路面結構方案：BRT車站及漸變段路面結構為在原有路面上加鋪SAM-13(改性瀝青瑪蹄脂)4 cm+AC-20C(加抗車轍劑)6 cm+1 cm應力吸收膜。

2 路況調查

某BRT專用道通車8個月后，BRT站臺路段出現了不通程度的早期病害，BRT專用道站臺間路段路況較好。現場路面病害主要以車轍、坑洞、擁包等主要病害為主。主要發生在BRT站臺路段，特別為屏蔽門車輛停靠處，其他路段路況很好。

通過對現場路面的病害調查對不同測點的情況統計如表1所列。

根據表1統計的結果，可以得出：

(1)坑槽和車轍多發生在加鋪前原有路面出現交叉裂縫病害處。

(2)早期損壞易發生于道路線形轉彎處。

(3)加鋪按兩層考慮4mSAM+6cmAC-20C+1cm應力吸收膜，按規范的加鋪厚度11～15 cm的加鋪厚度為適宜厚度，根據統計結果，按適宜厚度加鋪的路段路況基本較好。

(4)加鋪前原有路面為剛性路面也易發生早期破壞。

(5)由于公交車輛定點停靠早期損壞易發生車輛起步和停靠位置。

表1 不同測點路面病害調查情況一覽表

3 病害的成因分析

3.1 病害特點

早期損壞發生的形態是不一樣的，有其各異的個性，同時其中又有普遍的共性，早期損壞往往有以下特點[4]：

(1)這些損壞的發生有強烈的時間特性，雨季和春融季節，水的危害是首位的，水損壞是最常見的現象，包括坑槽、松散、掉粒、網裂等。車轍毫無疑議是發生在夏季高溫季節，尤其是在長大縱坡的上坡路段，開裂大部分發生在氣候轉冷的入秋季節和冬季，說明這些損壞受環境影響較大。

這些損壞通過及時的局部性的維修和銑刨加鋪可以得到緩解。

(2)這些損壞可能發生在普通的瀝青混凝土路面，也可能發生在采用改性瀝青的SAM路段或者按照SUPERPAVE設計的路段。造成損壞的原因如下：

a.某些工程著眼于“形象工程”、“政績工程”，不按照科學規律辦事，盲目地縮短工期，趕工、搶工，導致施工質量嚴重下降。特別是舊路加鋪，有些甚至原有舊路病害都沒有處理就直接加鋪瀝青。

b.路面設計時對水的考慮較少，設計千篇一律，缺乏地區特色，其結構設計從全國范圍看大同小異，排水設計尤其沒有得到重視，長期以來很少在縫水和排水設施上下功夫。

c.配合比設計不周，基層和瀝青混合料的配合比設計不當，混合料的級配不合理，基層級配過于致密，瀝青混合料孔隙率過大，瀝青用量過大或是過小，再加上瀝青混合料配合比設計體積指標計算的隨意性，設計孔隙率與實際的空隙率不吻合，一些路段要么出現泛油，要么滲水嚴重。

d.施工原因，除了少數仍然存在的偷工減料的情況外，普遍的問題是壓實不好。在相當長的一段時間內，片面地追求平整度、擔心構造深度而嚴重影響碾壓。而瀝青路面層間施工污染和施工離析成為目前最突出的問題。施工質量的失控，施工時沒有按路面結構設計厚度實施。

使用壽命與設計壽命兩個概念，只要維修養護及時，瀝青路面是可以長期使用下去的。

3.2 主要病害

3.2.1 車轍

造成原因：氣溫；瀝青混凝土的礦料級配過細，瀝青用量過多；荷載；縱坡狀況及車速引起的。

高溫季節連續的高溫通行重載交通造成車轍的最直接的原因，混合料在有水的情況下，車轍變形可能會更嚴重。

3.2.2 坑洞

(1)自上而下的表面層水損壞，在降雨過程中，雨水首先滲入并滯留在表面層瀝青混凝土的孔隙中，當下層的瀝青混合料密水性好，且瀝青層厚較大，往下滲透相對比較困難，在大量行車作用下，反復產生動水壓力逐漸使瀝青從集料表面剝離，局部瀝青混凝土變成松散，集料被車輪甩出，產生坑洞。

(2)表面水透過瀝青面層停留在基層上，在行車荷載反復作用下動水沖刷基層，水使瀝青面層與基層脫開，在瀝青面層不太厚的情況下，特別是較薄的情況下，水被行車荷載壓擠通過面層的孔隙唧到表面，瀝青面層先是產生網裂，接著就可能產生坑洞。

造成原因：孔隙率大，達8%～15%時瀝青混凝土易破壞、離析，易造成大孔隙；表層與中層之間有嚴重的層間污染。

3.3 現狀分析

(1)現狀BRT交通流量很大，且行車荷載較大(公交車輛)，站臺段，車輛停車、啟動頻繁，從而造成很大的剪切力，并且作用范圍基本在BRT車輛停靠屏蔽門的位置，因此造成很大的剪切破壞。

(2)現場施工壓實度不夠，造成孔隙率大。

(3)剛過去一段時間為雨季，下雨頻繁，路面潮濕的時間較長，水停留在路表即通過孔隙透過瀝青面層，停留在基層表面，在車輛荷載反復作用下，毛細動水壓力較大，易使瀝青剝落，瀝青剝落后，行車車輛帶走骨料，造成坑洞。

從現場的情況也印證了這一現象，西段較東段交通量大站臺停靠車輛多，病害也較嚴重。

4 結語

(1)控制好施工質量，確保混合料的配合比、壓實度等。

(2)設計時針對地域特色，考慮適宜的路面結構形式和材料特性。

(3)在雨季和高溫季節，要做好預養護，延長瀝青路面的使用壽命、維持道路服務水平。

(4)針對BRT站臺段公交車輛的停靠特點——車輛定點停車、啟動頻繁，可以考慮在站臺段修筑水泥混凝土路面，特別是鋼筋混凝土路面，增強路面結構強度和使用壽命，減少維修次數，確保BRT正常營運。

[1]陳磊.快速公交(BRT)在我國大城市的應用研究[J].西安建筑科技大學學報，2006，(6).

[2]沙慶林.高速公路瀝青路面早期損壞與對策[J].長沙理工大學學報：自然科學版，2006，(3).

[3]孫鴻偉，李宇伶方，賀煒.淺談瀝青路面常見病害及其防治方法[J].山西建筑，2007，(10).