南寧某市政道路瀝青路面病害調查及分析

覃　文，唐羽玲

(1.廣西交通科學研究院，廣西　南寧　530022；2.廣西八桂工程監理咨詢有限公司，廣西　南寧　530028)

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南寧某市政道路瀝青路面病害調查及分析

覃文1，唐羽玲2

(1.廣西交通科學研究院，廣西南寧530022；2.廣西八桂工程監理咨詢有限公司，廣西南寧530028)

覃文(1985—)，工程師，主要從事工程材料試驗檢測工作；

唐羽玲(1987—)，助理工程師，主要從事公路工程監理工作。

摘要：文章通過對南寧市某市政道路“白改黑”后瀝青路面出現的大規模病害進行調查，分析了該市政道路主要病害類型及損壞特征，探討了路面空隙率、基層強度、舊水泥混凝土板脫空等性能指標與路面損壞之間的關系，可為市政道路“白改黑”設計及施工提供參考。

關鍵詞：市政道路；瀝青路面；病害調查；損壞分析；路面空隙率；基層強度；舊水泥混凝土板脫空

0引言

瀝青路面擁有行車舒適性好、噪音小以及修復速度快等優點，正逐漸成為城市道路的主要結構型式，而原有的部分水泥混凝土路面則通過瀝青加鋪方式改造成瀝青路面，俗稱“白改黑”。但隨著交通密度和重型車輛的日益增多，許多“白改黑”道路通車不久，即發生了車轍變形、網裂、反射裂縫等路面病害。目前關于瀝青路面病害研究多集中于高等級公路或路網公路，對于“白改黑”后市政道路路面病害的調查及原因分析則相對較少。因此，本文結合南寧市某市政道路“白改黑”后路面的病害現象及發生機理進行分析，相關成果可為市政道路“白改黑”設計、施工及維修養護提供參考。

1項目病害特征及鉆芯結果分析

1.1　項目概況

該市政道路為南寧市區一條主要城市干道，雙向6車道，每車道寬3.5 m，全長約10.8 km。原路面為水泥混凝土路面，于2009年進行瀝青罩面工程，在原水泥路面上加鋪水泥穩定碎石層后加鋪瀝青面層，路面經過五年左右的使用，目前全線普遍存在車轍、網裂、表面剝落、反射裂縫等路面病害。

1.2　路面病害調查統計

為了全面掌握該市政道路瀝青路面的病害類型及特征，本文對該市政道路瀝青路面進行了大規模的現場調查及統計工作。其中調查內容主要參照《城鎮道路養護技術規范》(CJJ36-2006)中瀝青路面損壞類型表中的裂縫類、松散類、變形類及其他類進行，其病害面積計算均參照該規范。具體統計信息見表1。

表1　每公里路面病害面積匯總表(m2)

1.2.1車轍

由統計結果可知，該市政道路路面車轍病害較為明顯，其中在所調查病害中車轍病害所占比例達到79%以上，且車轍深度明顯，大多屬于中度車轍，同時對存在車轍病害路段進行鉆芯調查，發現大部分水穩基層松散。由此初步判斷瀝青面層、水穩基層等結構層強度不足是造成路面車轍的主要原因。

1.2.2裂縫類病害

調查結果顯示，該市政道路還存在一定數量的裂縫類病害，且呈現形式多樣化，以網裂為主，另有部分線裂為舊水泥路面板造成的反射裂縫。

1.3　路面鉆芯結果分析

為保證取得的芯樣完整以利于進行室內試驗分析，且能反映出病害路段的施工初期情況，現場選點的原則為：選擇在典型病害路段內，在已經出現病害的車道旁尚未出現病害的相鄰車道上，選取路表狀況依然良好位置進行鉆芯；面層芯樣鉆取后，同一鉆孔處繼續進行基層鉆芯。通過現場鉆芯發現，面層芯樣完整，且層間結合良好，但面層芯樣存在明顯空隙，水穩基層大部分芯樣松散。根據相關工程經驗，基層松散原因主要由于瀝青面層空隙率偏大，容易導致路面滲水，在動水壓力作用下，基層容易出現沖刷松散狀況。

2室內試驗分析

由于現場病害調查和鉆芯取樣觀察均是直觀病害機理分析，為了更深入分析路面病害的發生原因，對現場鉆取的路面芯樣進行了室內試驗研究，主要分析路面空隙率、基層強度(基層芯樣完整度)與路面狀況間的關系。

2.1　路面狀況指數(PCI)

為了便于比較空隙率、基層強度與路面狀況間的關系，本文依據《城鎮道路養護技術規范》(CJJ36-2006)中對路面狀況指數(PCI)的規定，對路面狀況進行等級評價。路面狀況指數(PCI)按式1進行計算。

(1)

其中，PCI——路面狀況指數數值范圍為0~100，如出現負值則取為0；

n——單類損壞類型數對瀝青路面取值為4，分別對應裂縫類變形類松散類和其他類；

m——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取值為3，分別對應線裂網裂和碎裂，其他單類損壞所包含的單項損壞類型數根據損壞類型表依此類推；

DPij——第i單類損壞中的第j單項損壞類型的單項扣分值，具體數值根據損壞密度，由損壞單項扣分表中的值內插求得；

ωij——第i單類損壞中的第j單項損壞類型的權重，其值與該單項損壞扣分值和該單類損壞所包含的所有單項損壞扣分值總和之比或與該單類損壞扣分值和所有單類損壞扣分值總和之比有關，具體數值依據(CJJ 36-2006)規范附錄相關規定確定。

路面損壞狀況評價標準根據路面損壞狀況指數PCI將道路路面損壞狀況分為A、B、C和D四個等級，相應的評價標準應符合表2的規定。該市政道路按主干路標準評級。

表2　瀝青路面損壞狀況評價標準表

2.2　路面狀況與空隙率的關系

瀝青路面芯樣空隙率通過芯樣毛體積相對密度和混合料最大相對理論密度計算得到，為準確反應路面空隙率與路面狀況間的關系，本文按每百米進行路面狀況評價，并從中抽取已鉆芯路段進行匯總，路面狀況等級評價與空隙率關系如表3所示。

表3　路面狀況等級評價與空隙率關系表

通過表3可見，PCI評定為A級路段平均空隙率為11.5%，PCI評定為C級、D級路段的平均空隙率為13.9%，說明路況評級較差路段的空隙率較大。路面空隙率較大容易導致路面滲水，基層容易出現沖刷松散狀況，從而更易造成路面病害的發生。

2.3　路面狀況與基層強度的關系

由現場車轍病害情況判斷，路面基層對瀝青路面影響明顯。在路面水泥穩定碎石基層施工過程中，通常以基層能否完整取芯作為評價基層強度的重要依據。本文通過匯總統計該市政道路左右幅基層芯樣完整率判斷基層強度與路面狀況間的關系，統計結果如表4所示。由統計結果可見，左右幅分別取芯33個，右幅基層芯樣完整率為69.7%，左幅芯樣完整率為45.5%，總體而言，左右幅基層芯樣完整率均不高，這一情況主要由路面空隙率較大造成。從基層芯樣完整率比較，右幅基層芯樣完整率較左幅高，而右幅路況也較左幅路況好。說明基層強度不足，難以抵抗外界荷載作用，而路面病害則更易形成和發展。

表4　路面狀況等級評價與基層強度關系表

3舊水泥混凝土板脫空檢測

舊水泥混凝土路面在經過一段時間運營后，隨著路基逐漸完成固結沉降，容易發生板底脫空現象。市政道路“白改黑”過程中，如果對板底脫空不加以處理而直接加鋪瀝青層，由于基層不穩定，板內荷載應力急劇增加，水泥板很快就會發生斷裂破壞，水泥板的斷裂破壞會使上部的瀝青加鋪層在使用的短時間內出現反射裂縫。

該市政道路后期由于維修改造需要，對部分路段的瀝青面層及水穩層進行了刨除，本文運用落錘式彎沉儀(FWD)對這些路段中的舊水泥混凝土板進行了脫空檢測。其中脫空板比例與前期瀝青路面路況等級比對結果如表5所示。

表5　脫空板比例與路況等級比對表

由表5可見，相同路段由于脫空板比例較高，加鋪瀝青后路段PCI等級評價也較低，說明舊水泥混凝土板脫空對“白改黑”后路面狀況造成了一定的影響。

4病害成因及處置建議

通過對該市政道路的檢測后發現，造成該市政道路路面各種病害發生的主要原因是由于瀝青面層空隙率較高，水分容易侵入基層，在行車荷載作用下，水分的長期侵蝕和沖刷使得水穩基層強度降低，出現松散狀況，另由于部分舊水泥混凝土板存在脫空，致使水泥板容易斷裂破壞，其上部的瀝青加鋪層出現反射裂縫。

基于對該市政道路的病害分析，本文對該市政道路病害處置提出以下建議：

(1)對破損嚴重路段的瀝青面層及水穩基層進行刨除，對舊水泥路面存在的脫空板塊進行灌漿處置，并對破碎板進行處理，以提高舊水泥路面結構承載能力。

(2)重新加鋪半剛性基層，加強其質量控制，保證其強度達到設計要求；路面結構層宜采用密級配瀝青面層，并合理設計瀝青混合料級配，施工時優化碾壓工藝，保證路面壓實度，防止空隙率過大。

(3)在路面內部、邊部設置防排水設施，以提高路面結構抗水損害能力。

5結語

本文通過對廣西南寧市某市政道路“白改黑”后瀝青路面出現的大規模病害進行調查，分析了該市政道路主要病害類型及損壞特征，并確定路面空隙率、基層強度、舊水泥混凝土板脫空等性能指標與路面損壞之間的關系，可為市政道路“白改黑”設計、施工及維修提供參考。

參考文獻

[1]CJJ36-2006，城鎮道路養護技術規范[S].

Disease Investigation and Analysis of A Municipal Road Asphalt Pavement in Nanning

QIN Wen1，TANG Yu-ling2

(1.Guangxi Transportation Research Institute，Nanning，Guangxi，530022； 2.Guangxi Bagui Engineering Supervision Consulting Co.，Ltd.，Nanning，Guangxi，530028)

Abstract：Through the investigation on the massive disease of a municipal road asphalt pavement in Nanning City after“White to Black”，this article analyzed the main disease types and damage characteristics of this municipal road，and discussed the relationship between pavement porosity，base-layer strength，old cement concrete disengagement and other performance indexes with pavement damage，which can provide the ref-erence for the municipal road“White to Black”design and construction.

Keywords：Municipal roads； Asphalt pavement； Disease investigation； Damage analysis； Pavement porosity； Base-layer strength； Old cement concrete slab disengagement

收稿日期：2015-05-03

文章編號：1673-4874(2015)05-0030-03

中圖分類號：U418.6

文獻標識碼：A

DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2015.05.009

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