淺析市政道路瀝青混凝土路面病害及檢測技術

樊祥龍，馬順芳

（1.四川四正建設工程質量檢測有限公司，四川 成都 610200；2.四川鐵道職業學院，四川 成都 610097）

隨著道路施工技術不斷進步，城市道路路面質量也在不斷提高，但由于交通量不斷增加，設計和施工質量參差不齊，路面也逐漸呈現出各種病害，為避免路面病害問題影響道路正常運行，需加強對路面工程的維修養護處理[1]。及時認識到路面病害程度是進行道路養護的依據，實時進行路面調查可以及時反饋道路的使用狀況。本文以成都市某段路面情況為例進行了路面病害類型及檢測技術的分析。

1 市政瀝青混凝土路面常見病害及成因分析

1.1 裂縫

裂縫是瀝青混凝土路面最常見的一種病害，直接威脅到道路的使用壽命[2]。根據形成原因將裂縫大致分為荷載性裂縫和非荷載性裂縫。荷載性裂縫主要因行車荷載作用而產生，非荷載裂縫主要以溫度裂縫為主，還包括由于施工工藝不當或者選擇使用不合格材料產生的裂縫，這2 種裂縫常以橫向裂縫、縱向裂縫和網裂的形式表現出來。

1.1.1 橫向裂縫

橫向裂縫表現為與線路中線基本垂直，線寬不一。產生的原因主要有：①半剛性積層材料失水收縮、低溫收縮裂縫反射到路面[3]；②瀝青混凝土溫縮引發的收縮變形，材料或施工質量等原因致使瀝青混凝土面層溫度收縮或溫度疲勞應力大于瀝青混凝土的抗拉強度，長生橫向裂縫；③構造物與路基、地基間的差異沉降引發基層開裂從而產生行車橫向裂縫。

1.1.2 縱向裂縫

縱向裂縫表現為與線路中線基本平行。縱向裂縫的產生原因如下：①地基因素。道路經過的地基情況復雜、土質不一、含水量偏高等原因造成地基承受力不一，從而形成不均勻沉降，產生縱向裂縫。②施工因素。施工時混合料攤鋪中縱向接縫質量不滿足要求[3]或者用料不足等原因導致縱向裂縫出現。③其他原因。在運營過程中行車道超載等情況也會造成路面縱向裂縫的產生。

1.1.3 網裂

網裂主要表現為在路面上呈現出一片相互交錯的裂縫將路面分割成形似網狀或龜紋狀的銳角多邊形小塊。網裂產生的原因如下：①施工質量。在施工過程中使用了不符合要求的原材料或者施工不均勻等造成路面強度不足，在承受車輛荷載或溫度荷載后產生網裂。②管養因素。在道路運營過程中超載車輛長期通過或者產生橫向裂縫后不及時封填也將產生網裂，從而降低路面的使用壽命。

1.2 車轍

車轍是在道路橫斷面上由于車輛輪胎反復作用而產生的一種路面沉陷現象，是瀝青混凝土路面特有的一種破壞形式，表現為沿行車軌跡產生縱向的帶狀凹槽，嚴重時車轍兩側出現隆起變形，在市政道路中，路口停車線處和公交車站處是車轍病害的多發部位[4]。車轍通常分為結構性車轍、流動性車轍、磨損性車轍和壓實不足引起的車轍，產生的原因主要有內因、外因和其他因素。內因主要涉及所選擇的瀝青材料的類型及用量，以及混合料的級配等，外因涉及道路的交通條件及氣候條件，其他因素主要指路面結構層的基層及施工質量等[5]。

1.3 坑凼、沉陷

坑凼是裂縫演變而來的，通常表現為在某一路段的凹陷。水和機動車的油是產生坑凼的主要原因。瀝青混凝土具有耐水性差的特點，路面積水或降雨等原因造成水滲入基層，降低基層的承載力從而產生裂紋，不斷發展將形成坑凼；機動車的油流至路面將滲入基層，降低基層的致密性，導致材料松散，在長期交通荷載作用下形成坑凼。

1.4 泛油

瀝青混合料中的瀝青在天氣炎熱時向上遷移到路面表面，而在溫度降低時又不可逆流，瀝青積聚在路面表面形成一層有光澤的瀝青膜現象稱為泛油。

泛油將導致路面與車輛摩擦力下降，影響行車安全，并且瀝青溢出路面后，下層瀝青減少，會導致路面結構層破壞，影響路面使用壽命[6]。泛油產生的原因如下：①氣候原因。瀝青混凝土路面因為氣候及降水原因出現熱脹冷縮，導致瀝青的粘合力下降。瀝青空隙被水填充導致瀝青面層結構空襲無法容納而溢出路面。②材料原因。瀝青混合料的配合比設計不合理，瀝青用量過多。③荷載原因。已出現泛油的路面在車輛的反復碾壓作用下，會加重泛油病害。

2 瀝青混凝土路面調查技術

2.1 工程概況

某城市道路路段長920 m，按城市主干道標準設計，設計車速為60 km/h，采用瀝青混凝土路面，標準軸載BZZ-100，路面結構層為4 cm 改性瀝青（SMA-10）+6 cm 改性瀝青（AC-20C）+6 cm 普通瀝青（AC-20C）+40 cm 水泥穩定隨時基層+20 cm 級配碎石基層+砂礫石。

2.2 路面檢測技術

為順利完成路面檢測，在前期做了現場踏勘、查閱原道路的竣工資料等工作。現場踏勘是為了掌握項目的基本情況，查閱竣工資料是為了收集分析道路原設計參數和施工資料，為路面檢測實施提供依據。根據前期分析確定了本項目的調查內容為路面行駛質量、路面損壞狀況、路面結構強度、路面抗滑性能檢測、綜合評價及檢查井調查。

2.2.1 路面行駛質量調查

本項內容的檢測指標為路面行駛質量指數RQI 和國際平整度指數IRI，路面平整度及行駛質量主要與道路破損狀況、道路施工工藝相關，其結果直接影響行車安全性、行車舒適度。按CJJ 36—2016《城鎮道路養護技術規范》，瀝青路面行駛質量評價應根據RQI、IRI 或平整度標準差，將城鎮道路路面行駛質量分為A、B、C、D 這4 個等級，標準參照CJJ 36—2016《城鎮道路養護技術規范》中關于瀝青路面和水泥混凝土路面行駛質量評價標準。采用LIPRES-2 g 車載式路面激光平整度及構造深度儀（雙激光）進行檢測。

通過對檢測數據進行分析，根據CJJ 36—2016《城鎮道路養護技術規范》，從平整度檢測情況來看，該道路的平整度狀況良好：A 級占58.7%、B 級占28.7%、C 級占12.6%、D 級占0%；從行駛質量指數檢測情況來看，路面行駛質量RQI 為3.77，該道路行駛舒適性實際較好，2 個檢測單元評定等級均為A 級，總體評定為A 級。

2.2.2 路面損壞狀況檢測

本項目檢測指標為路面狀況指數PQI 及車行道完好率，根據規范將道路路面損壞狀況分為A、B、C、D 這4 個等級，標準評價為A 級時，快速路PQI 為[90，100]，主干路和次干路PQI 為[85，100]，支路PQI 為[80，100]；評價標準為B 級時，快速路PQI 為[75，90），主干路和次干路PQI 為[70，85），支路PQI 為[65，80）；標準評價為C 級時，快速路PQI 為[65，75），主干路和次干路PQI 為[60，70），支路PQI 為[60，65）；標準評價為D 級時，快速路PQI 為[0，65），主干路和次干路PQI 為[0，60），支路PQI 為[0，60）。PCI 計算過程較復雜，本文不介紹。

車行道養護狀況的檢查評定應將所調查車行道單元破損狀況進行記錄，按照式（1）計算車行道完好率：

式（1）中：CL為車行道完好率，%；F1為檢查單元車行道總面積，m2；F1i為檢查單元車行道各類破損的實際面積，m2；Ki為車行道各類破損換算系數。

車行道瀝青路面檢查面積為32 830 m2，其中裂縫面積為1.52 m2，坑槽面積為3.16 m2，換算破損面積為10.24 m2，完好率CL=99.97%，評定等級為優。從本次路面損壞檢測情況來看，該道路瀝青路面損壞狀況較好，損壞類型主要包括線裂、坑槽等，其中以線裂破壞較多。車行道2 個檢測單元均為A 級，總體路面狀況評價等級為A 級。

2.2.3 路面結構強度檢測

路面結構強度是道路技術性能的重要參數之一，相應的評價指標為路表回彈彎沉值。 采用Dynatest8000、JSTRI-FWD-2000/TM 型落錘式彎沉儀檢測系統進行檢測，每車道按1 處/20 m 進行檢測。實測路面彎沉的大小取決于路基及道路結構層的整體強度和厚度，通過這些測值能夠表明路面強度的狀況及相對差異，反映出結構層位病害的弱點。

利用落錘式彎沉儀檢測的最大優點是數據采集準確，計算機處理數據準確可靠。對于瀝青路面，利用彎沉儀可自動測量并記錄溫度，同時根據瀝青層厚度和檢測前5 d 平均氣溫計算溫度修正系數。

各檢測單元按測點平均值及標準差（S）計算彎沉值，即：

式（2）中：Lr為彎沉代表值，0.01 mm；L為實測彎沉的平均值；β為目標可靠指標；S為標準差；K1為濕度影響系數，根據當地經驗確定；K3為溫度影響系數，路基頂面彎沉測定時取1。

路表彎沉測定時根據式（3）確定：

式（3）中：E0為平衡濕度狀態下路基頂面回彈模量，MPa；Hm為瀝青結合料類材料層厚度，mm；T為彎沉測定時瀝青結合料類材料層中點實測或預估溫度，℃。

本次所檢測的道路均為城市主干道，目標可靠指標β值參照一級公路取1.28。瀝青路面結構強度評價應根據瀝青路面路表回彈彎沉值，將不同基層類型和交通量等級的瀝青路面結構強度分為足夠、臨界和不足3 個等級，相應的評價標準應符合CJJ 36—2016《城鎮道路養護技術規范》的規定，交通量等級分為特重（AADT＞20 000）、重（10 000＜AADT＜20 000）、中（5 000＜AADT＜120 000）、輕（2 000＜AADT＜5 000）、很輕（AADT＜2 000）5 個等級，其中，AADT為年平均日交通量。

本次檢測道路路面總體構層承載力代表彎沉值為17.3（0.01 mm），左幅為17.1（0.01 mm），右幅為17.4（0.01 mm）。該段瀝青路面彎沉值超出特異值上限點數共有10 點，區間范圍為（23.1～30.9）（0.01 mm），從分布來看較分散，個別點位彎沉較大主要存在于左幅⑤車道和右幅②車道及非機動車道，原因在于重車反復作用下與施工過程存在薄弱點位。路面結構強度評價需結合路表回彈彎沉值和交通量等級共同確定，該路交通量等級在“特重” 等級時，評價標準進行評價：交通量等級為“特重”等級時，結構強度評價等級為“足夠”。

3 路面抗滑性能檢測

雨天道路濕滑是發生道路交通事故的重要原因，所以路面抗滑能力成為保證道路行車安全的重要指標。根據CJJ 36—2016《城鎮道路養護技術規范》，瀝青路面抗滑能力評價以橫向力系數（SFC）表示。根據SFC，可將瀝青路面抗滑能力分為A、B、C 和D 四個等級。

檢測結果統計：本次檢測總體檢測點數741 個，SFC 平均值為64.91，SFC 標準差為13.71，變異系數為21.12，保證率為95%，SFC 代表值為64.08，抗滑能力評定等級為A。該路段構造深度TD平均值為0.08 mm，標準差為0.09 mm。

路面抗滑能力綜述：從本次路面抗滑能力檢測情況來看，根據CJJ 36—2016《城鎮道路養護技術規范》，該道路路面抗滑能力為良好，整體評定為A 級。

參考JTG D50—2017《公路瀝青路面設計規范》，當年平均降雨量大于1 000 mm 時，瀝青路面的構造深度應大于等于0.55 mm；當年平均降雨量為500～1 000 mm 時，瀝青路面的構造深度應大于等于0.50 mm；當年平均降雨量為250～500 mm 時，瀝青路面的構造深度應大于等于0.45 mm。成都市年平均降雨量為976 mm，接近1 000 mm 標準。從本次檢測及調查情況來看，該道路路面構造深度均大于等于0.45 mm，抗滑能力能滿足要求。

4 綜合評價

4.1 評價標準

根據CJJ 36—2016《城鎮道路養護技術規范》，通過瀝青路面的綜合評價指數（PQI），將道路狀況分為A、B、C、D 這4 個等級，評價標準參照規范規定執行。

4.2 綜合評價結果

經過檢測計算K0+000～K0+920 左幅行駛質量指數RQI=3.82，路面狀況指數PCI=98.0，綜合評價指數PQI=85.12，綜合評價等級A；右幅行駛質量指數RQI=3.73，路面狀況指數PCI=91.74，綜合評價指數PQI=81.46，綜合評價等級B；總體行駛質量指數RQI=3.77，路面狀況指數PCI=95.6，綜合評價指數PQI=83.48，綜合評價等級B。

4.3 綜合評價指數綜述

從本次綜合評價指數評價情況來看，該道路車行道檢測總體評定為A 級。

5 總結

超流量和超載重車對道路路面結構的影響比較嚴重，致使道路局部位置結構強度不足，破損反映為線裂、坑槽等。通過以上分析，該道路的平整度評價根據IRI 和RQI 這2 個指標反映等級為A；路面損壞狀況從瀝青路面狀況指數和車行道完好率方面進行評價，等級為A；瀝青路面綜合評價指標PQI=8.48，綜合評價等級為B。路面強度從彎沉值角度進行評價，可知路面強度評價等級為足夠。路面抗滑能力從橫向力系數SFC 和構造深度角度評價為A。

6 結束語

識別城市道路路面病害，第一時間確定病害情況和發生的原因，采用科學的檢測手段為道路養護提供依據，便于制定有針對性的處理方案，保證城市道路質量。