馬月梅

（廣西交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院 廣西南寧市 530011）

市政道路瀝青路面破壞現(xiàn)象主要原因檢測(cè)淺析

馬月梅

（廣西交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院 廣西南寧市 530011）

本文通過對(duì)市道路瀝青路面改擴(kuò)建或維修改善前的檢測(cè)數(shù)據(jù)，并以三條市政道路典型的破壞現(xiàn)象為例，分析論證破壞現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因，為市政道路瀝青路面后續(xù)的工程建設(shè)、工程施工及工程監(jiān)理等提供科學(xué)性參考。

市政道路；沉陷；裂縫；剝落

引言

隨著我國把城鎮(zhèn)化建設(shè)作為現(xiàn)代化建設(shè)的必由之路以來，國內(nèi)各省各市對(duì)城鎮(zhèn)化建設(shè)的實(shí)施正有序及深入的推進(jìn)著。廣西在城鎮(zhèn)化建設(shè)中也不例外，地鐵、快速路、主次干路和支路這些城市交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)網(wǎng)如雨后春筍般，正熱火朝天的在南寧、防城港等各地級(jí)市建設(shè)著。本文通過對(duì)城市主次干路改擴(kuò)建或維修改善前的檢測(cè)數(shù)據(jù)，論證市政道路瀝青路面出現(xiàn)破壞現(xiàn)象的主要原因，為瀝青路面后續(xù)的工程建設(shè)、工程施工及工程監(jiān)理等提供科學(xué)性參考。

1 路面沉陷

路面沉陷的主要原因是由路基土的壓縮造成的。當(dāng)路基土的承載能力較低，不能承受從路面?zhèn)髦谅坊砻娴能囕唹毫?，便產(chǎn)生較大的垂直變形即沉陷。瀝青路面的豎直變形連同基層和路基的豎直變形一起構(gòu)成路面的整體彎沉。

檢測(cè)實(shí)例：南寧市鳳嶺南路全長(zhǎng)約3600m，雙向6車道，兩幅路形式：4.0m（人行道）+13.75m（機(jī)非混行車道：兩條非機(jī)動(dòng)車道+兩條機(jī)動(dòng)車道+一條小型車道）+4.5m（中央分隔帶）+13.75m（機(jī)非混行車道：兩條非機(jī)動(dòng)車道+兩條機(jī)動(dòng)車道+一條小型車道）+4.0m（人行道）=40m；路面結(jié)構(gòu)層：4cm細(xì)粒式瀝青混凝土，5cm中粒式瀝青混凝土，6cm粗粒式瀝青混凝土，上基層為20cm 6%水泥穩(wěn)定碎石和15cm 4%水泥穩(wěn)定碎石，25cm級(jí)配碎石下基層。該道路瀝青路面沉陷病害面積累積達(dá)2048.95m2，污水井、雨水井等道路附屬結(jié)構(gòu)物與路面的井框差病害面積累積126m2，沿線行車道上設(shè)置的井蓋結(jié)構(gòu)物較密集。部分沉陷病害位置見圖 1～2。

圖1 污水井周圍路面沉陷

圖2 標(biāo)準(zhǔn)斷面處路面沉陷

圖1顯示該瀝青路面沉陷病害位置產(chǎn)生在污水井周圍，且存在修補(bǔ)后路面出現(xiàn)一定的沉陷現(xiàn)象。污水井井室大多都是砌體結(jié)構(gòu)，井室材料多以小塊磚一次砌筑到位，在進(jìn)行污水井周圍回填土?xí)r，由于不能使用壓路機(jī)碾壓，往往采用人工夯實(shí)或小型打夯機(jī)夯實(shí)，如果出現(xiàn)施工過程控制不到位，回填土壓實(shí)度往往達(dá)不到設(shè)計(jì)或規(guī)范要求值時(shí)，待路面施工完畢后，在車輪荷載的長(zhǎng)期反復(fù)作用下，井圈周圍路面便會(huì)產(chǎn)生路面沉陷現(xiàn)象。另外，壓實(shí)區(qū)回填材料透水性不好，不易壓實(shí)，固結(jié)完成慢，壓縮變形大的土質(zhì)等不符合壓實(shí)區(qū)填料進(jìn)行回填時(shí)，在環(huán)境因素和行車荷載等多種綜合因素作用下，往往造成井圈周圍路面沉陷的發(fā)生。因此，對(duì)污水井或是其他道路附屬設(shè)施結(jié)構(gòu)物的設(shè)置，如檢查井、雨水井等，應(yīng)盡可能避讓或不設(shè)置在道路橫斷面處，特別是行車道上。對(duì)于必須設(shè)置的附屬結(jié)構(gòu)物，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)物回填時(shí)，回填應(yīng)分層填筑、分層壓實(shí)，每層壓實(shí)厚度控制在10～15cm，進(jìn)行回填時(shí)，在井身從基礎(chǔ)頂面起按每15cm高度從下往上逐條劃線及編號(hào)，按編號(hào)逐層填筑回填材料并做好層次壓實(shí)度驗(yàn)收記錄，壓實(shí)度以每50m2檢驗(yàn)1點(diǎn)，不足50m2時(shí)至少檢驗(yàn)1點(diǎn)，且每點(diǎn)必須合格，壓實(shí)度從基礎(chǔ)至路床頂面均應(yīng)≥96%?；靥畈牧线x擇透水性好、易壓實(shí)、固結(jié)完成快、壓縮變形小的填料，如級(jí)配碎石。

圖2顯示瀝青路面沉陷病害位置產(chǎn)生在正常路面的橫斷面處，且路面表面伴有明顯的網(wǎng)裂病害。在該沉陷處鉆取試件，確因基層松散，沒能取出成形的基層試件（見圖3）。從圖3可看出路面面層與基層層間粘結(jié)不良，面層底部松散，水泥穩(wěn)定基層呈完全松散狀，基層材料中含細(xì)顆粒較多。瀝青路面多以層狀體系理論為基礎(chǔ)的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，在根據(jù)公路自然區(qū)劃的特點(diǎn)，公路等級(jí)與使用要求，交通量及交通組成條件下，各結(jié)構(gòu)層的功能與受力特點(diǎn)組合成瀝青路面的結(jié)構(gòu)。該沉陷處的水泥穩(wěn)定基層作為瀝青路面的主要承重層，不具有良好的抗壓強(qiáng)度和承載能力，沒能形成一定的穩(wěn)定性和板體性，當(dāng)瀝青路面在行車荷載作用下，路面結(jié)構(gòu)抗變形能力低，路面結(jié)構(gòu)層沉陷隨之產(chǎn)生。含細(xì)顆粒多的基層材料容易發(fā)生遇水變軟現(xiàn)象，當(dāng)有水分存在及溫度差異大的條件下，基層材料容易產(chǎn)生收縮裂縫，從而反射到瀝青路面表面。當(dāng)下雨時(shí)，路面表面裂縫處雨水乘隙而入，下滲并浸入基層、路基，用落錘式彎沉儀FWD檢測(cè)路面結(jié)構(gòu)整體承載能力即彎沉值時(shí)，路面表面彎沉最大值為203.3（0.01mm），最小值為 20.6（0.01mm），代表彎沉值在 131.9（0.01mm）～45.3（0.01mm）之間。由此可見，該條道路正常斷面處路面沉陷產(chǎn)生原因主要由路面基層質(zhì)量差沒能起到主要承重層作用，從而使道路在環(huán)境因素和車輪荷載綜合作用下，路基路面整體承載能力下降，路面隨之出現(xiàn)大面積的沉陷病害。要避免后續(xù)的工程建設(shè)中出現(xiàn)類似的沉陷病害，在進(jìn)行水泥穩(wěn)定基層施工時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格確定各級(jí)配碎石所占比例，嚴(yán)格對(duì)拌和設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定，使混合料具有最佳的嵌鎖級(jí)配曲線，做好各級(jí)粒料的隔離及分別存放工作，同時(shí)做好覆蓋，防止雨淋，減少施工時(shí)含水量變化大的影響。施工過程中加強(qiáng)集料含水量和水泥劑量抽檢頻率，使水泥穩(wěn)定碎石達(dá)到最佳的碾壓成型狀態(tài)，水泥劑量較配合比確定的提高2%，優(yōu)化施工工藝，做好各工序的銜接工作。

圖3 路面基層鉆芯情況

圖4 瀝青混合料鉆件

2 路面裂縫及唧漿

路面裂縫主要表觀在瀝青面層上，多以線裂、網(wǎng)裂、碎裂為主要裂縫類型，裂縫類產(chǎn)生實(shí)際也是路面結(jié)構(gòu)性的破壞。唧漿是由滯留在基層頂面或底基層底面的水，在車輪荷載動(dòng)水壓力一次一次沖刷作用下形成的漿體唧出路面，在路面上形成灰白色印跡或塊。

檢測(cè)實(shí)例：防城港市北部灣大道北段改擴(kuò)建工程項(xiàng)目第五合同段，合同段路線長(zhǎng)度約1800m，道路設(shè)計(jì)為城市主干路，設(shè)計(jì)汽車荷載城—A級(jí)，行車道為雙向8車道，道路中央設(shè)置綠化帶，兩側(cè)有側(cè)分帶和非機(jī)動(dòng)車道。路面結(jié)構(gòu)為瀝青混凝土路面。該瀝青路面出現(xiàn)輕重不一的線裂、網(wǎng)裂、碎裂等裂縫類病害，面積累積達(dá)4023.43m2，并存在一定數(shù)量的剝落病害，面積累積264.15m2。部分裂縫類損壞程度見圖5～6。

從圖5可看出，舊瀝青路面開裂嚴(yán)重并有潮濕現(xiàn)象（當(dāng)時(shí)檢測(cè)時(shí)間為7月份，幾天無下雨且太陽大、溫度高）。從圖6可看出，舊瀝青路面開裂不是很嚴(yán)重，但裂縫處有灰白色泥漿唧出的痕跡。為了解該道路的結(jié)構(gòu)承載能力狀況，采用落錘式彎沉儀FWD檢測(cè)路面結(jié)構(gòu)的承載能力，檢測(cè)結(jié)果：彎沉代表值在（46.9～128.7）（0.01mm）之間，變異系數(shù)大于50%的車道有9個(gè)，占比例的37.5%。按《城鎮(zhèn)道路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》以交通量等級(jí)為重等級(jí)對(duì)瀝青路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)價(jià)，則評(píng)價(jià)為不足的路段為100%。因此，原瀝青路面即使路面上行駛貨車的后軸重都是BZZ—100的標(biāo)準(zhǔn)重，也避免不了產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性的破壞，路面結(jié)構(gòu)層一旦破壞，路面表面裂縫類損壞就占主要病害類型。路基是路面的基礎(chǔ)，應(yīng)具有良好的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，才可以保證路面能夠承受長(zhǎng)期車輛荷載的作用，而有優(yōu)良的路面結(jié)構(gòu)則對(duì)路基又可起保護(hù)作用，使路基避免受到車輛荷載和自然因素造成的直接破壞，延長(zhǎng)其使用壽命，所以兩者是相輔相成不可分離的整體。為進(jìn)一步了解路面結(jié)構(gòu)承載能力不足原因，對(duì)圖5和圖6進(jìn)行挖坑，挖坑至路床頂?shù)那闆r見圖7～8。

圖5 開裂嚴(yán)重路面開挖前

圖6 開裂不嚴(yán)重路面開挖前

圖7 開裂嚴(yán)重路面開挖后

圖8 開裂不嚴(yán)重路面開挖后

對(duì)于開裂嚴(yán)重的舊瀝青路面在挖坑過程中，路面基層材料松散潮濕，底部不斷有滲水往上冒，至路床頂面時(shí)已積有較多的水量，見圖7。對(duì)于開裂不是很嚴(yán)重的舊瀝青路面在基坑開挖過程中，路面基層材料也是松散潮濕，底基層斷面處不斷有滲水冒出，至路床頂面時(shí)積水量已較大，見圖8。由此可見，兩個(gè)開挖的基坑形成的滲水積聚在路基上面層，水分難以迅速排除，造成路基上層處于潮濕或過濕的循環(huán)狀態(tài)，久而久之路面結(jié)構(gòu)的承載能力大大降低。在這交通繁重的通道，經(jīng)重車反復(fù)作用，路基路面結(jié)構(gòu)性破壞，路面隨之產(chǎn)生線裂、網(wǎng)裂、唧漿等破壞現(xiàn)象。因此，在進(jìn)行路面設(shè)計(jì)及施工時(shí)，應(yīng)從多方面考慮如何使水不容易侵入路基路面結(jié)構(gòu)層。比如：設(shè)置好滲水盲溝或隔離措施防止中央分隔帶植草植樹水對(duì)路面內(nèi)部結(jié)構(gòu)的侵入；做好路緣石與瀝青面層的碾壓銜接或灌縫，防止水從路緣石與瀝青面層的銜接縫隙處滲入路面結(jié)構(gòu)層；及時(shí)做好半剛性基層頂面碾壓后的透層、下封層工序及粘層工序，保證結(jié)構(gòu)的層間有效防水及連續(xù)等；減少礦料顆料組成變化大，瀝青混合料拌和不均勻，現(xiàn)場(chǎng)瀝青混合料離析，溫度不一致等導(dǎo)致的瀝青混凝土不均勻性引起的透水；優(yōu)化施工工藝，保證壓實(shí)度等，保證路基路面具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

3 路面剝落、松散

瀝青路面剝落是指瀝青膜與集料之間喪失黏結(jié)力，并從集料顆粒表面脫落下來。一般典型的剝落是從瀝青混凝土層的底部（面）開始并逐漸向上發(fā)展。如剝落從瀝青混凝土層的頂面開始并向下發(fā)展，就產(chǎn)生松散。

檢測(cè)實(shí)例：南寧市江南大道東段（亭江路～葫蘆鼎大橋底）為南寧市的城市主干路，道路為瀝青混凝土路面，機(jī)動(dòng)車道為雙向4車道，路面寬度為：中央分隔帶3m，兩邊機(jī)動(dòng)車道各7m，非機(jī)動(dòng)車道各3.5m，檢測(cè)長(zhǎng)度約2400m。該瀝青路面出現(xiàn)大小不同面積的剝落、松散現(xiàn)象，病害面積累積達(dá)774.0m2。部分剝落、松散病害情況見圖9～10。

從圖9可看出，部分集料顆粒已剝離瀝青路面表層，留下小坑洞，且路面表層已有明顯的集料露骨。從圖10看出，瀝青路面表層有一定的層狀剝落現(xiàn)象。為更具體的確定產(chǎn)生剝落的原因，對(duì)路面結(jié)構(gòu)層不同位置進(jìn)行鉆芯，并對(duì)鉆芯試樣進(jìn)行瀝青混合料室內(nèi)試驗(yàn)，得出：路面上層瀝青混合料鉆件空隙率在11.8～15.4%之間，壓實(shí)度在84.6～88.2%之間；下層空隙率在4.9～11.1%之間，壓實(shí)度在88.9～95.1%之間，鉆件情況見上圖4。顯然，在不考慮礦料級(jí)配曲線是否在設(shè)計(jì)規(guī)范或施工技術(shù)規(guī)范范圍內(nèi)時(shí)，作為上層的瀝青混合料其空隙率較熱拌瀝青混合料中密級(jí)配類型的空隙率設(shè)計(jì)參考值（3～6%）明顯偏大，上下層瀝青混合料壓實(shí)度不足規(guī)范要求的96%，很難保證瀝青混合料在高密度時(shí)應(yīng)具有的高黏聚力。隨著時(shí)間增長(zhǎng)，瀝青老化等在環(huán)境因素和荷載反復(fù)作用下，瀝青與集料的黏結(jié)力減弱，容易從混合料中脫落。另外根據(jù)不同鉆取位置瀝青混合料油石比的試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果：上層為3.04～4.81%，下層為2.38～3.63%，油石比數(shù)值偏低，沒能為瀝青混合料提供有效的瀝青飽和度，瀝青混合料路用性能大大降低，特別是對(duì)于南方潮濕多雨地區(qū)，更容易造成瀝青路面的水損害。由此可見，為減少瀝青剝落現(xiàn)象，改善瀝青混凝土的水穩(wěn)定性和耐久性，對(duì)不同的表面層巖石用料必要時(shí)添加抗剝落劑，以增強(qiáng)瀝青與礦料的黏結(jié)力；控制好集料的潔凈度，減少表面過多的粉塵和黏土阻止瀝青與集料緊密接觸產(chǎn)生的瀝青剝落；拌和前保證集料烘干足夠，且不使用軟質(zhì)和易碎集料；施工過程中嚴(yán)格控制及提高壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格控制瀝青用量，同時(shí)做好表面排水和結(jié)構(gòu)層內(nèi)部排水工作，減少過多的水或濕氣在路面結(jié)構(gòu)中引起瀝青混凝土的早期剝落，減少路面其他水損害。

圖9 路面剝落

圖10 路面層狀剝落

4 結(jié)語

道路的亮化美觀是為提升城市對(duì)外開放的形象；道路的快速便捷是為更好的服務(wù)市民出行；道路的技術(shù)狀況良好是為司乘人員的安全行駕做好保障。如果道路的服務(wù)水平低，出現(xiàn)不同程度病害，對(duì)于形象、出行、安全保障將難以實(shí)現(xiàn)。造成瀝青路面破壞現(xiàn)象的原因有自然因素、人為因素等多種因素綜合作用，有些破壞現(xiàn)象要經(jīng)過時(shí)間考驗(yàn)才會(huì)顯現(xiàn)，對(duì)出現(xiàn)不同的破壞現(xiàn)象采取針對(duì)、有效的檢測(cè)及分析原因，為后續(xù)的工程建設(shè)、工程施工、工程監(jiān)理提供在有效的科學(xué)性參考，從而減少、降低道路破壞的產(chǎn)生，延長(zhǎng)道路使用壽命。

[1]《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD30-2015）.

[2]《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD50-2006）.

[3]《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF40-2004）.

[4]《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTGE20-2011）.

[5]《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》（JTGE60-2008）.

[6]《城鎮(zhèn)道路路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ169-2012）.

[7]《城鎮(zhèn)道路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（CJJ36-2006）.

[8]《城鎮(zhèn)道路工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（CJJ1-2008）.

[9]《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50268-2008）.

U418.6

A

1004-7344（2016）35-0170-02

2016-11-28

馬月梅（1980-），女，壯族，廣西武鳴人，工程師，大專，主要從事道路、橋梁工程試驗(yàn)檢測(cè)工作。