快速公交(BRT)專(zhuān)用道瀝青路面早期損害分析

葉凌云

(廣州市市政工程設(shè)計(jì)研究院，廣東廣州510062)

0 引言

優(yōu)先發(fā)展公共交通，一方面要通過(guò)扶持公共交通并對(duì)其他交通方式進(jìn)行合理引導(dǎo)或限制，另一方面在公共交通內(nèi)部協(xié)調(diào)各種方式，常規(guī)公交、有軌電車(chē)、BRT系統(tǒng)、輕軌、地鐵、出租等使之充分發(fā)揮其各自功能。隨著B(niǎo)RT理論體系研究的深入，從20世紀(jì)70年代開(kāi)始，在南美、北美、西歐、澳大利亞等二十幾個(gè)城市BRT得到了應(yīng)用，并取得了良好的效果[1]。

1997年北京率先開(kāi)辟了中國(guó)第一條公交優(yōu)先車(chē)道，以公交線路條數(shù)最多的長(zhǎng)安街為試點(diǎn)，取得了積極的效果，目前我國(guó)越來(lái)越多的城市意識(shí)到公交優(yōu)先的重要性，杭州、廈門(mén)、濟(jì)南、常州、合肥、廣州等城市相繼前后都修建了BRT。現(xiàn)在還有很多城市也在開(kāi)展BRT的研究規(guī)劃工作，BRT在我國(guó)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。我國(guó)BRT專(zhuān)用道路面大部分采用瀝青路面，在建設(shè)使用早期，都出現(xiàn)了不同程度的早期破壞[2、3]。這不僅對(duì)社會(huì)、交通造成了交通影響，也在經(jīng)濟(jì)上造成了很大的損失。因此，BRT專(zhuān)用道路基路面的早期損壞問(wèn)題引起了廣泛的關(guān)注。

本文針對(duì)BRT專(zhuān)用道瀝青路面出現(xiàn)的早期破壞進(jìn)行分析，積累經(jīng)驗(yàn)，為其他的工程提供參考。

1 路面加鋪設(shè)計(jì)

我國(guó)目前BRT主要集中在舊城區(qū)，路面以改造為主，BRT專(zhuān)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(yǎng)護(hù)均需要封閉交通，需養(yǎng)護(hù)一段時(shí)間方可開(kāi)放交通，行車(chē)舒適性差，且維修時(shí)也需要封閉交通，影響B(tài)RT正常運(yùn)營(yíng)，因此一般采用瀝青路面較多。

針對(duì)公交專(zhuān)用道對(duì)瀝青路面的路用性能有較高的要求，為此需要通過(guò)鋪筑試驗(yàn)段及室內(nèi)實(shí)驗(yàn)對(duì)路面方案進(jìn)行論證，優(yōu)化設(shè)計(jì)，以達(dá)到最佳使用效果。從而為公交專(zhuān)用道路面設(shè)計(jì)、施工和檢測(cè)驗(yàn)收等提供技術(shù)支持。

對(duì)實(shí)驗(yàn)路段進(jìn)行檢測(cè)分析，及現(xiàn)場(chǎng)情況發(fā)現(xiàn)站臺(tái)路段及車(chē)輛進(jìn)出站的漸變處車(chē)轍比較明顯。通過(guò)專(zhuān)家論證，車(chē)轍易發(fā)生在車(chē)輛起步、停靠及轉(zhuǎn)彎位置。針對(duì)試驗(yàn)段分析結(jié)果，對(duì)BRT車(chē)道路面結(jié)構(gòu)及路面材料進(jìn)一步優(yōu)化：車(chē)站站臺(tái)和漸變段(車(chē)輛起步、停靠及轉(zhuǎn)彎位置)易發(fā)生車(chē)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(guò)實(shí)驗(yàn)研究及工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定最終的路面結(jié)構(gòu)方案：BRT車(chē)站及漸變段路面結(jié)構(gòu)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(chē)轍劑)6 cm+1 cm應(yīng)力吸收膜。

2 路況調(diào)查

某BRT專(zhuān)用道通車(chē)8個(gè)月后，BRT站臺(tái)路段出現(xiàn)了不通程度的早期病害，BRT專(zhuān)用道站臺(tái)間路段路況較好。現(xiàn)場(chǎng)路面病害主要以車(chē)轍、坑洞、擁包等主要病害為主。主要發(fā)生在BRT站臺(tái)路段，特別為屏蔽門(mén)車(chē)輛停靠處，其他路段路況很好。

通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)路面的病害調(diào)查對(duì)不同測(cè)點(diǎn)的情況統(tǒng)計(jì)如表1所列。

根據(jù)表1統(tǒng)計(jì)的結(jié)果，可以得出：

(1)坑槽和車(chē)轍多發(fā)生在加鋪前原有路面出現(xiàn)交叉裂縫病害處。

(2)早期損壞易發(fā)生于道路線形轉(zhuǎn)彎處。

(3)加鋪按兩層考慮4mSAM+6cmAC-20C+1cm應(yīng)力吸收膜，按規(guī)范的加鋪厚度11～15 cm的加鋪厚度為適宜厚度，根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)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(fā)生早期破壞。

(5)由于公交車(chē)輛定點(diǎn)停靠早期損壞易發(fā)生車(chē)輛起步和停靠位置。

表1 不同測(cè)點(diǎn)路面病害調(diào)查情況一覽表

3 病害的成因分析

3.1 病害特點(diǎn)

早期損壞發(fā)生的形態(tài)是不一樣的，有其各異的個(gè)性，同時(shí)其中又有普遍的共性，早期損壞往往有以下特點(diǎn)[4]：

(1)這些損壞的發(fā)生有強(qiáng)烈的時(shí)間特性，雨季和春融季節(jié)，水的危害是首位的，水損壞是最常見(jiàn)的現(xiàn)象，包括坑槽、松散、掉粒、網(wǎng)裂等。車(chē)轍毫無(wú)疑議是發(fā)生在夏季高溫季節(jié)，尤其是在長(zhǎng)大縱坡的上坡路段，開(kāi)裂大部分發(fā)生在氣候轉(zhuǎn)冷的入秋季節(jié)和冬季，說(shuō)明這些損壞受環(huán)境影響較大。

這些損壞通過(guò)及時(shí)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(fā)生在普通的瀝青混凝土路面，也可能發(fā)生在采用改性瀝青的SAM路段或者按照SUPERPAVE設(shè)計(jì)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(jī)工程”，不按照科學(xué)規(guī)律辦事，盲目地縮短工期，趕工、搶工，導(dǎo)致施工質(zhì)量嚴(yán)重下降。特別是舊路加鋪，有些甚至原有舊路病害都沒(méi)有處理就直接加鋪瀝青。

b.路面設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)水的考慮較少，設(shè)計(jì)千篇一律，缺乏地區(qū)特色，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從全國(guó)范圍看大同小異，排水設(shè)計(jì)尤其沒(méi)有得到重視，長(zhǎng)期以來(lái)很少在縫水和排水設(shè)施上下功夫。

c.配合比設(shè)計(jì)不周，基層和瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)不當(dāng)，混合料的級(jí)配不合理，基層級(jí)配過(guò)于致密，瀝青混合料孔隙率過(guò)大，瀝青用量過(guò)大或是過(guò)小，再加上瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)體積指標(biāo)計(jì)算的隨意性，設(shè)計(jì)孔隙率與實(shí)際的空隙率不吻合，一些路段要么出現(xiàn)泛油，要么滲水嚴(yán)重。

d.施工原因，除了少數(shù)仍然存在的偷工減料的情況外，普遍的問(wèn)題是壓實(shí)不好。在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，片面地追求平整度、擔(dān)心構(gòu)造深度而嚴(yán)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(wèn)題。施工質(zhì)量的失控，施工時(shí)沒(méi)有按路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)厚度實(shí)施。

使用壽命與設(shè)計(jì)壽命兩個(gè)概念，只要維修養(yǎng)護(hù)及時(shí)，瀝青路面是可以長(zhǎng)期使用下去的。

3.2 主要病害

3.2.1 車(chē)轍

造成原因：氣溫；瀝青混凝土的礦料級(jí)配過(guò)細(xì)，瀝青用量過(guò)多；荷載；縱坡?tīng)顩r及車(chē)速引起的。

高溫季節(jié)連續(xù)的高溫通行重載交通造成車(chē)轍的最直接的原因，混合料在有水的情況下，車(chē)轍變形可能會(huì)更嚴(yán)重。

3.2.2 坑洞

(1)自上而下的表面層水損壞，在降雨過(guò)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(dāng)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(duì)比較困難，在大量行車(chē)作用下，反復(fù)產(chǎn)生動(dòng)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(chē)輪甩出，產(chǎn)生坑洞。

(2)表面水透過(guò)瀝青面層停留在基層上，在行車(chē)荷載反復(fù)作用下動(dòng)水沖刷基層，水使瀝青面層與基層脫開(kāi)，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(chē)荷載壓擠通過(guò)面層的孔隙唧到表面，瀝青面層先是產(chǎn)生網(wǎng)裂，接著就可能產(chǎn)生坑洞。

造成原因：孔隙率大，達(dá)8%～15%時(shí)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(yán)重的層間污染。

3.3 現(xiàn)狀分析

(1)現(xiàn)狀BRT交通流量很大，且行車(chē)荷載較大(公交車(chē)輛)，站臺(tái)段，車(chē)輛停車(chē)、啟動(dòng)頻繁，從而造成很大的剪切力，并且作用范圍基本在BRT車(chē)輛停靠屏蔽門(mén)的位置，因此造成很大的剪切破壞。

(2)現(xiàn)場(chǎng)施工壓實(shí)度不夠，造成孔隙率大。

(3)剛過(guò)去一段時(shí)間為雨季，下雨頻繁，路面潮濕的時(shí)間較長(zhǎng)，水停留在路表即通過(guò)孔隙透過(guò)瀝青面層，停留在基層表面，在車(chē)輛荷載反復(fù)作用下，毛細(xì)動(dòng)水壓力較大，易使瀝青剝落，瀝青剝落后，行車(chē)車(chē)輛帶走骨料，造成坑洞。

從現(xiàn)場(chǎng)的情況也印證了這一現(xiàn)象，西段較東段交通量大站臺(tái)停靠車(chē)輛多，病害也較嚴(yán)重。

4 結(jié)語(yǔ)

(1)控制好施工質(zhì)量，確保混合料的配合比、壓實(shí)度等。

(2)設(shè)計(jì)時(shí)針對(duì)地域特色，考慮適宜的路面結(jié)構(gòu)形式和材料特性。

(3)在雨季和高溫季節(jié)，要做好預(yù)養(yǎng)護(hù)，延長(zhǎng)瀝青路面的使用壽命、維持道路服務(wù)水平。

(4)針對(duì)BRT站臺(tái)段公交車(chē)輛的停靠特點(diǎn)——車(chē)輛定點(diǎn)停車(chē)、啟動(dòng)頻繁，可以考慮在站臺(tái)段修筑水泥混凝土路面，特別是鋼筋混凝土路面，增強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和使用壽命，減少維修次數(shù)，確保BRT正常營(yíng)運(yùn)。

[1]陳磊.快速公交(BRT)在我國(guó)大城市的應(yīng)用研究[J].西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，(6).

[2]沙慶林.高速公路瀝青路面早期損壞與對(duì)策[J].長(zhǎng)沙理工大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2006，(3).

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