城市道路瀝青路面早期損壞的成因分析與預(yù)防措施

楊洪镅

（山西誠信市政建設(shè)有限公司，山西 太原 030024）

0 引言

瀝青路面有表面平整、無接縫、行車平穩(wěn)、舒適、噪音小、易修補(bǔ)等優(yōu)點(diǎn)，成為城市道路最主要的路面結(jié)構(gòu)形式。然而，瀝青混合料是一種粘彈性材料，瀝青路面結(jié)構(gòu)本身存在著溫度穩(wěn)定性差、易老化、易變形等種種缺陷，再加上氣候條件復(fù)雜、超載運(yùn)營嚴(yán)重及設(shè)計(jì)、施工、管理中存在缺陷等諸多因素，致使我國已建的瀝青路面的早期損壞的現(xiàn)象較為嚴(yán)重，主要表現(xiàn)形式有：車轍、坑槽、波浪、剝落、龜裂、松散、沉陷、凍脹和泛漿、泛油等，嚴(yán)重影響道路的使用性能和使用壽命。

與公路相比，城市道路瀝青路面的設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營條件有其特點(diǎn)，瀝青路面早期損壞的成因與防治重點(diǎn)也有不同。因此，深入分析影響城市道路瀝青路面質(zhì)量的各種因素，針對性地尋求提高城市道路瀝青路面質(zhì)量的各種對策，對延長城市道路瀝青路面的使用壽命、降低城市道路建設(shè)成本、方便城市居民的出行具有重要的意義。

1 城市道路瀝青路面病害的主要類型與成因

城市道路瀝青路面病害形式多，產(chǎn)生原因紛繁復(fù)雜，歸納起來主要有以下幾類。

1.1 車轍及變形

車轍是在高溫條件下，瀝青混合料的強(qiáng)度和模量急劇下降,車輪反復(fù)碾壓作用，荷載應(yīng)力超過瀝青混合料的穩(wěn)定度極限時，使流動變形不斷積累形成車轍，這種車轍即為瀝青混合料的流動性車轍或失穩(wěn)性車轍。

車轍對車輛行駛的舒適和安全均產(chǎn)生較大影響。根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，夏季高溫地區(qū)、大型車輛及重載和超載車行駛較多的路段，車轍已成為瀝青路面主要破壞形式。

1.2 裂縫

裂縫是瀝青路面最常見的病害之一。瀝青路面的裂縫包括：橫向裂縫和縱向裂縫。不同類型裂縫產(chǎn)生的原因有所不同。

溫縮裂縫是橫向裂縫的主要形式。在冬季氣溫驟降時，瀝青混合料的應(yīng)力松馳趕不上溫度應(yīng)力的增長，同時勁度急劇增大，超過混合料的極限強(qiáng)度或極限拉伸應(yīng)變，便會產(chǎn)生開裂。除一次性降溫造成的溫度收縮裂縫外，另一種情況是溫度反復(fù)升降導(dǎo)致的溫度疲勞裂縫。

另一類橫向裂縫是反射性裂縫，反射源包括瀝青路面以下的水泥混凝土路面接縫、舊路面的原有裂縫，以及水泥、石灰等無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的半剛性基層的收縮裂縫，這些裂縫在交通荷載或溫度作用下，由下層逐漸反射到表面。

縱向裂縫大多是由于路基差異沉降或路面施工裂縫引起，當(dāng)老路拓寬時新舊路基連接不牢固，半填半挖路基的不均勻沉降，基層施工與面層施工時縱向接縫的接茬未能妥善處理，均可引起路面縱向裂縫。

1.3 水損壞

瀝青路面的水損害破壞，是指在瀝青路面內(nèi)部存在水的條件下，經(jīng)受反復(fù)交通荷載和溫度脹縮的作用，一方面水分逐步侵入到瀝青與集料的界面上，同時由于動力水的作用，瀝青膜逐漸從集料表面剝離，并導(dǎo)致集料之間的粘結(jié)喪失而使路面發(fā)生破壞。

目前在我國很多瀝青路面空隙率大，透水和蓄水情況較普遍，水損害破壞問題相當(dāng)嚴(yán)重，在多雨及季節(jié)性凍脹地區(qū)，雨季或春融季節(jié)路面唧漿、松散、坑槽成為最嚴(yán)重的破壞形式。

1.4 路面表面功能不良

瀝青路面的主要表面功能是平整度和抗滑性能，要求表面不僅平整，而且要粗糙，即較大的宏觀粗糙度和微觀粗糙度。其中微觀粗糙度取決于粗集料的耐磨光性能，宏觀粗糙度取決于路面構(gòu)造深度，這些均與瀝青混合料的材料和級配直接相關(guān)。

很多瀝青路面由于礦料級配不良，面層空隙率大，路面透水及瀝青老化快，從而導(dǎo)致抗滑性能不足和耐久性差。

2 引起城市道路瀝青路面早期損壞的主要因素

城市道路的特點(diǎn)，決定了瀝青路面使用壽命受多種因素的影響，主要包括如下幾個方面。

2.1 交通因素

隨著我國經(jīng)濟(jì)快速增長，交通量迅速增長，加上我國城市現(xiàn)有路網(wǎng)密度小，結(jié)構(gòu)不合理，城市道路交通擁擠成為常態(tài)，交通量荷載繁重，另外城市道路交叉口多，車速低，車輛在交叉口范圍頻繁加減速對路面損傷較大，加劇了城市道路早期損壞的程度。重載、超載、低速和交通渠化的交通特點(diǎn)，使車轍成為城市道路瀝青路面最為主要的路面早期損害形式。

另一方面，為方便市民出行，城市道路路面施工一般不中斷交通，邊通行邊施工。為給行人提供方便，還往往在夜間施工。這在方便人們出行的同時，卻給路面的施工質(zhì)量留下了許多隱患。

2.2 氣候環(huán)境因素

各地區(qū)城市的氣候環(huán)境不同，各路段的環(huán)境不同，造成瀝青路面的早期破壞也不相同。如高溫地區(qū)夏季造成路面的軟化泛油、車轍，溫差較大的寒冷地區(qū)冬季造成的低溫開裂和凍融開裂，降雨量大、地下水位高、排水處理不當(dāng)造成的路基下沉、翻漿及水侵害，城市污水、污染直接作用路面的破壞等都影響著路面的使用壽命。

2.3 地下管線和構(gòu)造物因素

不同于公路道路，城市道路路下給水排水管線和構(gòu)筑物縱橫交錯，給施工造成了很大困難，路基質(zhì)量也受到影響。另外，各種窖井容易造成地表水下滲，引起路基塌陷。部分工程由于規(guī)劃、部分協(xié)調(diào)不到位，二次、多次施工對路面質(zhì)量影響很大。

城市道路的路面上窨井的井蓋較多，嚴(yán)重影響了路面的平整度，在交通量日益增大的情況下，路面破壞的機(jī)率大大提高。

2.4 設(shè)計(jì)因素

與公路相比，城市道路建設(shè)一般里程少，路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相對不受重視，設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)往往千篇一律，缺少專題研究。此外，目前城市道路的瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范相對較少，多采用公路規(guī)范，路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多未考慮城市道路的特點(diǎn)，這是目前造成瀝青路面早期破壞的重要原因之一。

2.5 施工因素

在城市道路的施工中，不論是在路基中，還是在路面上，都要受到許多地下設(shè)施、交叉路口多等因素的影響，機(jī)械化施工程度相對較低，人工操作比重較大，加上部分施工隊(duì)伍素質(zhì)不高，質(zhì)量控制不嚴(yán)，管理水平低，使施工質(zhì)量難以達(dá)到規(guī)范要求。

2.6 工期因素

在城市道路的施工中，有許多項(xiàng)目為保證快速通車，甚至屬于“獻(xiàn)禮工程”，為了在追趕時間任務(wù)，不按規(guī)范要求進(jìn)行施工，施工質(zhì)量難以保證。

3 延長城市道路瀝青路面使用壽命的措施與建議

如上所述，影響城市道路瀝青路面使用壽命的因素是多方面的。因此，要延長城市道路瀝青路面使用壽命，必須從設(shè)計(jì)、施工和管理等各個環(huán)節(jié)，都采取針對性的措施，消除每個環(huán)節(jié)存在的隱患，從總體上提高路面質(zhì)量，延長路面使用壽命。

3.1 提高路面設(shè)計(jì)質(zhì)量

設(shè)計(jì)單位應(yīng)重視路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，根據(jù)城市道路的氣候條件、交通狀況、車輛超載超限等實(shí)際深入調(diào)查分析，進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和厚度計(jì)算。路面設(shè)計(jì)應(yīng)有針對性，避免千遍一律、照搬照抄。另外，路面設(shè)計(jì)應(yīng)與路基設(shè)計(jì)綜合考慮，確保路基強(qiáng)度與穩(wěn)定，做好軟基路段、填挖交接處等特殊路段的路基設(shè)計(jì)，為確保路面質(zhì)量提供保障。

針對車轍是城市道路瀝青路面主要的路面早期損害形式，在設(shè)計(jì)階段，可考慮采取措施減少路面車轍：

（1）根據(jù)工程所在地區(qū)的氣候條件選擇瀝青標(biāo)號，對于夏季持續(xù)高溫的地區(qū)，可以結(jié)合當(dāng)?shù)氐脑O(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，選用高質(zhì)量、高粘度的重交通道路瀝青，并添加瀝青改性劑；對高等級道路、重交通道路建議瀝青路面上、中面層雙層改性。

（2）在城市道路交叉口、車站或大縱坡路段，瀝青路面考慮添加抗剝落劑。

（3）在混合料類型選擇時應(yīng)該選擇偏粗的C型密集配瀝青混合料和SMA瀝青混合料。

3.2 嚴(yán)格控制施工質(zhì)量

3.2.1 路基施工

要嚴(yán)格控制路基壓實(shí)度，路下構(gòu)筑物、管線施工質(zhì)量控制，預(yù)防路面塌陷。窖井基礎(chǔ)密實(shí)，砌筑保證質(zhì)量，內(nèi)抹灰達(dá)到防滲要求，井坑回填，分層夯實(shí)。注意井蓋和路面的高度和坡度，確保護(hù)圈混凝土標(biāo)號。嚴(yán)格控制路下各類管線的回填質(zhì)量，控制施工質(zhì)量，確保路基穩(wěn)定，避免因路基強(qiáng)度不足、沉陷、開裂引起的路面早期損害。

3.2.2 路面施工

在城市道路瀝青路面的施工過程中，由于很多先進(jìn)的設(shè)備和施工方法難以采用，人工攤鋪或人工配合機(jī)械施工非常普遍，給瀝青路面施工的平整度、壓實(shí)度控制增加了難度。應(yīng)各自采取工程措施確保施工質(zhì)量。

（1）路面結(jié)構(gòu)施工要抓好路面結(jié)構(gòu)試驗(yàn)段的施工，只有在試驗(yàn)段施工的各項(xiàng)工藝參數(shù)等可達(dá)到相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，并獲得業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理的認(rèn)可后，方可組織規(guī)?；┕?。

（2）能采用攤鋪機(jī)施工的部分，應(yīng)盡量采用攤鋪機(jī)；不能采用攤鋪機(jī)作業(yè)的部分，再采用人工攤鋪施工。

（3）保障良好的施工環(huán)境，瀝青面層施工盡量選在干燥無雨、溫度適宜、能見度高的時候攤鋪，盡量克服交通壓力，延緩交通開放時間，嚴(yán)格控制超載重車的進(jìn)入。

（4）瀝青路面縱縫的搭接應(yīng)盡量采用熱接縫，不能采用熱接縫時，在攤鋪另半幅之前，需將縱縫邊緣切齊并清掃干凈，涂上少量粘層瀝青。攤鋪時，與已攤鋪好的半幅重疊5～10 cm，并將攤鋪好的半幅上的混合料鏟除。

（5）與管線井相接處施工控制。攤鋪瀝青混合料前，先用磚將井座部分砌實(shí)，路面攤鋪、碾壓一次到位，以保證路面平整和碾壓密實(shí)。

3.3 提高管理水平

城市道路建設(shè)項(xiàng)目的決策、管理者對工程質(zhì)量的保證起著核心作用。行業(yè)主管單位、建設(shè)單位應(yīng)，加強(qiáng)質(zhì)量意識,提高管理水平。

為減少瀝青路面早期損壞的發(fā)生，在項(xiàng)目建設(shè)階段，應(yīng)加強(qiáng)設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量監(jiān)督和管理，保證路面材料質(zhì)量，加強(qiáng)部門協(xié)調(diào)，盡量避免地下管線二次、多次施工。另外，保證合理工期，綜合考慮近遠(yuǎn)期利益而不隨意壓縮投資，是減少瀝青路面早期損壞的重要因素。在運(yùn)營管理階段，應(yīng)加強(qiáng)路面早期養(yǎng)護(hù)，治理超載超限車輛，通過合理交通手段，提高車輛運(yùn)行速度。

4 結(jié)語

城市道路瀝青路面的質(zhì)量受到交通量大、車速低、地下管線多、工期緊各種因素的影響。要想提高路面的質(zhì)量，盡量避免早期損害的發(fā)生就必須從設(shè)計(jì)、施工、管理等各個環(huán)節(jié)嚴(yán)格把關(guān)，只有這樣才能保證城市道路瀝青路面的使用壽命，節(jié)約成本，更好地起到交通服務(wù)作用。

[1]沈金安.高速公路瀝青路面早期損壞分析與防治對策[M].北京：人民交通出版社，2004.

[2]高思民.影響城市道路瀝青路面使用壽命的因素分析及對策[J].公路交通技術(shù)，2006，（4）.