城市道路瀝青路面病害處治方案研究

張波

摘要 如何科學合理地制定城市道路瀝青路面病害處治方案，是設計人員面臨的一個難題。文章結合實際項目對城市道路瀝青路面病害處治方案進行了研究，方案制定重點是針對不同種類的路面病害形成原因、具體范圍和發展深度做出判斷，在此基礎上提出了針對性的路面病害處治方案，使處治方案更加合理經濟。

關鍵詞 城市道路；瀝青路面；病害處治；路面技術狀況檢測

中圖分類號 U418.1文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2024）12-0067-03

0 引言

城市道路快速路、主干路及次干路的瀝青路面結構的設計使用年限為15年。2008年開始，我國很多城市進行了大規模的城市基礎設施建設，至今已有15個年頭，很多城市道路瀝青路面即將到達設計使用年限。由于道路投入運行時間較長，路面結構已接近設計使用壽命，路面出現了不同程度的病害。該文結合實際項目，對城市道路瀝青路面病害處治方案的思路進行了分析研究，為設計人員提供參考。

1 現狀道路病害情況調查

某道路等級為城市主干路，設計速度為50 km/h，紅線寬度為50 m，機動車道為雙向八車道。路面設計的標準軸載為BZZ-100，全線采用瀝青混凝土路面。

原機動車道路面結構總厚度為72 cm，其中面層結構厚度為16 cm、基層結構厚度為20 cm、底基層結構厚度為36 cm。路面結構組成如下所述：4 cm厚細粒式SBS改性瀝青混凝土+5 cm厚中粒式瀝青混凝土+7 cm厚粗粒式瀝青混凝土+20 cm厚水泥穩定碎石基層+36 cm厚水泥穩定砂礫底基層=72 cm。路面結構設計圖如圖1所示：

路面典型病害表現為路面發生了縱向裂縫、橫向裂縫。部分裂縫較寬、支縫較多，裂縫寬度在3～8 mm之間，如圖2所示；部分路段出現了塊裂、網裂現象，橫縱裂縫交錯處混合料破損嚴重，伴有松散、坑槽等病害，如圖3所示。

2 道路交通量調查與分析

通過現狀交通調查，該道路通行車輛主要以小客車為主，占比達到84.2%；大型客車及大型貨車占比為15.8%；年平均日交通量約為35 000～37 000 pcu/d，對應的交通量等級為特重，該道路交通量已處于飽和狀態。

3 路面技術狀況檢測

瀝青路面技術狀況評價內容包括路面行駛質量、路面損壞狀況、路面結構強度、路面抗滑能力以及綜合評價，對應的評價指標為路面行駛質量指數（RQI）、路面狀況指數（PCI）、路面回彈彎沉值、抗滑系數（BPN、TD或SFC）和路面綜合評價指數（PQI）[1-2]。

路面損壞狀況評價標準應根據路面狀況指數（PCI），將道路路面損壞狀況分為A、B、C、D四個等級，相應的評價標準應符合表1規定：

根據瀝青路面回填彎沉值，對半剛性基層特重交通量等級下的瀝青路面結構強度等級進行劃分，如表2所示：

利用多功能檢測車以100 m為一個檢測單元對每條車道進行路面技術狀況檢測。通過對檢測數據分析，可以得到瀝青路面損壞情況和路面結構強度的定量評價指標，為路面病害處治方案提供分析依據。

以該項目為例，道路檢測長度共計14 km；路面上行方向PQI總體平均值為75.90，下行方向PQI總體平均值73.89。依據《城市道路養護技術規范》（CJJ 36—2016），評定的等級為B。路面結構強度評價為“足夠”的段落長度為12.5 km，占調查里程的89.3%。路面結構強度評價為“臨界”的段落長度為1.5 km，占調查里程的10.7%。

路面技術狀況檢測結果顯示，大部分路段需要進行保養小修，而針對路面結構強度評價為“臨界”的段落需要進行中修或大修[3-4]。

4 鉆芯取樣結果分析

選擇典型位置進行鉆芯取樣。對瀝青混凝土路面，應重點查看破壞深度、層間結合、混合料情況和基層情況。根據鉆芯取樣結果分析路面病害原因，進而確定路面的處治方案。以該項目為例，對現狀路面結構層狀況進行分析。

（1）路面各結構層厚度大部分滿足設計要求，層間黏結較好，能夠形成整體的路面結構。圖4為該位置的鉆芯取樣結果示例。

（2）大部分路段表現出的路面病害為橫縱向裂縫。上述位置芯樣上面層有裂縫，不完整；中下面層、基層、底基層芯樣完整。說明上述位置的路面病害發展至上面層。

（3）網裂嚴重的路段，路面各結構層損壞比較嚴重，面層瀝青混凝土芯樣全部開裂，部分中下面層空隙較大，與面層結合部位的基層損壞比較嚴重。上述位置路面結構強度評價結果多為“臨界”狀態。

5 路面病害成因分析

結合瀝青路面技術狀況評價和鉆芯取樣結果，對路面病害成因進行分析，并對病害具體范圍和發展深度作出判斷。

5.1 橫向裂縫

橫向裂縫多是因為半剛性基層因干縮、溫縮產生收縮裂縫，在相應斷裂位置對瀝青層造成應力集中而形成反射開裂。目前存在的中、輕度橫向裂縫在水、行車荷載和裂縫處集中應力的共同作用下，將進一步發展成為重度橫向裂縫。

5.2 縱向裂縫

縱向裂縫呈上寬下窄狀，為荷載型疲勞裂縫。其產生的主要原因為：車輛頻繁作用、高度渠化交通造成行車道兩個輪跡帶的瀝青混合料迅速達到疲勞極限，出現了疲勞開裂，即不規則狀的細微裂縫；隨著車輛荷載、雨水的耦合作用，輪跡帶的細微裂縫迅速擴展、延伸，彼此相互連通形成連續縱向裂縫；隨著病害的進一步發展，輪跡帶出現多條相互交織的縱向裂縫，瀝青混合料逐漸破碎，形成一條縱向破碎帶。

5.3 塊裂、網裂

從鉆芯情況來看，塊裂、網裂處的芯樣裂縫貫通瀝青層，瀝青層層間結合較好，部分段落基層出現破碎和松散的情況。主要原因為：一方面，瀝青面層在渠化交通的車輛荷載作用下產生了疲勞開裂，逐漸形成塊裂病害。另一方面，面層與基層層間結合較差，在交通荷載作用下分別受力，路面結構受力不均勻、不合理，荷載持續作用下逐漸形成塊裂、網裂；部分塊裂、網裂嚴重路段與雨水下滲、車輛荷載反復作用產生了沖刷、泵吸，加速了基層破碎[5]。

從以上分析可知，造成瀝青路面破損病害的最主要原因為交通荷載重復作用造成瀝青路面疲勞損壞。若不及時采取維修處治措施，將造成瀝青面層及基層出現水損害，進而導致瀝青路面的使用狀況急劇惡化。因此，應根據病害嚴重程度及時采用經濟合理的處治措施，避免路面水滲入路面結構層內部，以延緩路面病害發展，延長路面使用壽命[6]。

6 路面病害處治方案

在對現有路面病害的具體范圍和發展深度做出判斷后，可制定針對性的路面病害處治方案。以該項目為例，路面病害處治方案的基本思路如下：

（1）對路面輕微縱裂、橫裂路段，PQI評價為A且路面強度評價為“足夠”的，可考慮對裂縫灌縫后采用整體罩面方案[7]，以改善路面使用功能，避免路面水下滲，進而避免病害進一步發展。路面病害處治方案示意如圖5所示：

（2）對路面縱裂、橫裂已發展至一定深度，PQI評價為B且路面強度評價為“足夠”的，應結合鉆芯取樣結果，確定橫縱裂縫發展深度。將瀝青面層的上面層或上、中面層銑刨后，重新鋪筑瀝青路面。路面病害處治方案示意如圖6所示：

（3）對路面出現塊裂、網裂，PQI評價為C、D且路面強度評價為“臨界或不足”的，應結合鉆芯取樣結果，確定基層狀態。對于基層出現破碎松散情況，可挖除后重新鋪筑。為縮短工期可采用瀝青穩定碎石作為鋪筑基層的材料。路面病害處治方案示意如圖7所示：

7 結語

該文結合實際項目對城市道路瀝青路面病害處治方案進行了研究。首先通過現狀調查、交通量分析、路面技術狀況檢測及鉆芯取樣多種維度，對路面病害的原因進行了分析，然后對路面病害的具體范圍和發展深度做出判斷，最后提出了針對性的路面病害處治方案。通過實例分析，為設計人員制定路面病害處治方案提供參考。

參考文獻

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[2]彭前程， 吳瑞麟. 現行規范中路面狀況指數 （PCI） 計算方法合理性研究[J]. 城市道橋與防洪， 2014（8）： 263-266+21.

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[7]鄧硯學， 張志華， 張新秀. 一種新的瀝青路面灌封裂縫自動提取方法[J]. 科學技術與工程， 2022（16）： 6687-6694.