張 永 林

(太原市小街巷綜合整治改造中心,山西 太原 030002)

1 概述

道路交通是城市生產(chǎn)生活的重要組成部分，直接影響了城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)步伐和城市化進(jìn)程的不斷加快，對(duì)城市道路交通提出了更高的要求[1，2]。近十幾年來(lái)，城市道路交通的路面更多采用瀝青混凝土路面，這是因?yàn)闉r青混凝土路面行車舒適、振動(dòng)小、噪聲低以及十分便于養(yǎng)護(hù)處理。

近幾年，我國(guó)城市化進(jìn)程不斷加快，城市面臨人口數(shù)量與車輛數(shù)量劇增的雙重壓力，城市道路交通正面臨著前所未有的壓力。雖然目前已經(jīng)有多種新型材料技術(shù)與先進(jìn)設(shè)備用于城市道路瀝青路面的鋪設(shè)與養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，但仍然有很多路面出現(xiàn)坑槽、裂縫以及車轍等病害，這不但增加了城市交通路面的養(yǎng)護(hù)成本，而且還降低了路面的穩(wěn)定性，縮短了路面的使用年限，且給城市的生產(chǎn)生活帶來(lái)了很多不便。

為此，深入分析影響城市道路瀝青路面的因素，找出城市道路瀝青路面病害的原因，針對(duì)原因提出相應(yīng)的道路養(yǎng)護(hù)策略，對(duì)于降低城市道路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)成本、增加城市道路使用壽命、保障城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展與市民生產(chǎn)生活均具有重要意義。

2 城市道路瀝青路面常見病害

2.1 裂縫

1)橫向裂縫。

橫向裂縫是指裂縫與道路行車方向垂直的路面裂縫，橫向裂縫在城市道路瀝青路面中是十分常見的[3]。按照行車原因不同，橫向裂縫可以分為兩類，分別是荷載型橫向裂縫和非荷載型橫向裂縫。其中荷載型橫向裂縫大多是由于車輛超載而導(dǎo)致路面開裂。此種裂縫是由路面底面擴(kuò)散到路面表面的。非荷載型橫向裂縫又可以分為瀝青面層縮裂和基層反射裂縫。瀝青面層縮裂多數(shù)是由于低溫產(chǎn)生的，是由于溫度低于瀝青的斷裂溫度，瀝青在超強(qiáng)度拉力作用下產(chǎn)生裂縫?；鶎臃瓷淞芽p與荷載型橫向裂縫相似，是受到溫度與載荷雙重影響產(chǎn)生的，多數(shù)是由于路面基層開裂產(chǎn)生的應(yīng)力致使路面開裂。

2)縱向裂縫。

與橫向裂縫相反，縱向裂縫與道路行車方向平行，并且通常裂縫的寬度與長(zhǎng)度具有隨機(jī)性?？v向裂縫主要集中于道路行車道的輪跡處，裂縫最小為2 mm，最大可達(dá)8 mm，大多獨(dú)立出現(xiàn)?？v向裂縫通常是由于道路路面施工過(guò)程中，兩幅瀝青面層的接縫施工不符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，或者是路基壓實(shí)不符合標(biāo)準(zhǔn)。

3)網(wǎng)狀裂縫。

如果道路路面出現(xiàn)橫向裂縫或縱向裂縫后，未及時(shí)對(duì)道路經(jīng)常養(yǎng)護(hù)處理，就很有可能使路面出現(xiàn)網(wǎng)狀裂縫，網(wǎng)狀裂縫會(huì)嚴(yán)重影響道路行車。

2.2 坑槽

坑槽是城市道路瀝青路面常見的病害?？硬凼怯捎诼访婊鶎雍穸炔粔蚧蛘邽r青材料的粘結(jié)性能不佳造成的，特別是當(dāng)瀝青路面碾壓不實(shí)，且瀝青路面下層存在泥灰，此時(shí)瀝青路面與基層不能有效粘結(jié)，極易造成路面出現(xiàn)坑槽。此外，如果修復(fù)坑槽不徹底，原有坑槽位置再次出現(xiàn)坑槽的可能性很高[4]。

2.3 車轍

車轍是瀝青路面所特有的一種病害現(xiàn)象。瀝青路面在高載荷車輛的長(zhǎng)期作用下，在車輪經(jīng)常碾壓的輪跡上，很容易出現(xiàn)車轍。如果路面瀝青材料的高溫穩(wěn)定性較差，路面就很容易產(chǎn)生車轍[5，6]。并且低溫時(shí)，路面混合料的空隙率多大，遇有雨水進(jìn)入，也較容易形成車轍。車轍形成的直接原因是載荷車輛的高強(qiáng)度反復(fù)碾壓，瀝青路面車轍的嚴(yán)重程度與瀝青強(qiáng)度和瀝青混合料配比有關(guān)。

3 城市道路瀝青路面病害原因

影響城市道路瀝青路面病害的因素是多方面的，這包括瀝青材料配比、瀝青路面設(shè)計(jì)、道路施工、養(yǎng)護(hù)不力等。

3.1 路面設(shè)計(jì)與施工問題

在城市路面瀝青設(shè)計(jì)過(guò)程中，沒有充分考慮到地域環(huán)境的影響，就會(huì)給路面使用過(guò)程中帶來(lái)質(zhì)量問題。例如，在瀝青路面設(shè)計(jì)的深度方面，如果設(shè)計(jì)過(guò)程中，沒有預(yù)計(jì)到城市發(fā)展而帶來(lái)的交通量增長(zhǎng)，導(dǎo)致瀝青路面設(shè)計(jì)厚度與強(qiáng)度不夠，使得瀝青路面不符合城市發(fā)展的需求，就會(huì)導(dǎo)致路面質(zhì)量問題的出現(xiàn)。

在城市瀝青路面的施工過(guò)程中，施工質(zhì)量不合格是造成城市路面瀝青病害的主要原因。其中，瀝青離析是經(jīng)常出現(xiàn)在道路瀝青路面施工過(guò)程中的質(zhì)量問題。瀝青離析會(huì)損害瀝青路面的施工質(zhì)量，使得細(xì)料和粗料分布在路面上下兩層，瀝青路面混合配比嚴(yán)重不均勻，瀝青路面的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)性極差，在路面使用過(guò)程中，受到車輛載荷的反復(fù)作用下，就會(huì)使瀝青路面出現(xiàn)車轍，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致塌陷，影響行車安全。

此外，在城市道路施工過(guò)程中，還存在部分“獻(xiàn)禮工程”。這些工程為了在“規(guī)定”的時(shí)間內(nèi)完成，極易出現(xiàn)施工不規(guī)范，相關(guān)監(jiān)管部門監(jiān)管不到位，使得道路施工質(zhì)量存在問題。例如某市路段施工的過(guò)程中，市政府要求在國(guó)慶通車，施工方為了滿足實(shí)際要求，施工程序不達(dá)標(biāo)，很多路面的電線桿都是瀝青路面鋪設(shè)完成后再拔除的，只是在路表進(jìn)行了簡(jiǎn)單的修補(bǔ)，瀝青路面整體強(qiáng)度不足，導(dǎo)致該條路面的瀝青在使用后不久就出現(xiàn)多處坑槽。

3.2 路面硬化

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間使用后，城市道路瀝青路面就會(huì)出現(xiàn)路面硬化。這是因?yàn)闉r青混凝土自身是具有一定硬度的，經(jīng)過(guò)一段的使用，就會(huì)自然硬化。但是，瀝青路面出現(xiàn)硬化大多數(shù)是由于在施工過(guò)程中瀝青與混凝土的配比出現(xiàn)偏差，瀝青比例過(guò)低，而混凝土比例過(guò)高。當(dāng)城市道路的瀝青路面出現(xiàn)硬化以后，很容易出現(xiàn)縱向移位，從而引發(fā)路面的膨脹或陷落，不但加速了瀝青路面的損壞，導(dǎo)致起皮和露骨，還嚴(yán)重影響城市的交通環(huán)境，給人民的生產(chǎn)和生活帶來(lái)了極大的不便。

3.3 路基沉降

城市道路瀝青路面的坑槽和車轍是十分常見的病害，造成這兩種病害的主要原因就是路基出現(xiàn)沉降。所謂路基沉降是指在道路路基垂直方向出現(xiàn)不均勻的沉落，影響路面平穩(wěn)性。分析結(jié)果表明，城市道路出現(xiàn)路基沉降的原因主要有三個(gè)。第一個(gè)是施工原因，主要是指施工過(guò)程中壓實(shí)效果較差，這使得隨著道路的使用，再加上雨水侵蝕，致使路基出現(xiàn)壓縮沉降；第二個(gè)是地質(zhì)原因，例如部分城市的地質(zhì)情況較差，路基承載能力不足，因此在車輛載荷的作用下，路基就會(huì)向道路兩側(cè)擴(kuò)展形成路面塌陷；第三個(gè)是材料原因，如果施工過(guò)程中路基材料不合格，路基內(nèi)含水量過(guò)多，路基就會(huì)在水分和車輛載荷的合力下，發(fā)生路面沉降。

3.4 水侵蝕

城市道路長(zhǎng)期暴露在自然環(huán)境中，瀝青路面受自然環(huán)境的影響很大，特別是雨水對(duì)路面的影響十分嚴(yán)重，是造成路面病害的重要原因。在雨季，如果市政排水能力不足，致使雨水積留在瀝青路面，積水就會(huì)下滲至基層頂面，在車輛載荷的外力作用下，就會(huì)出現(xiàn)動(dòng)水壓力，該壓力不斷作用在基層混合料中，使瀝青和混合料之間出現(xiàn)分離，粘連性下降，瀝青混凝土松動(dòng)，進(jìn)而造成瀝青路面出現(xiàn)病害。特別是北方的冬季，如果積水進(jìn)入瀝青混凝土與路基之間，在夜晚，溫度下降就會(huì)形成冰晶，在白晝，溫度升高變?yōu)橐簯B(tài)，這種固液交替會(huì)嚴(yán)重影響材料的粘結(jié)性，路基就會(huì)變得松軟，致使路面開裂。網(wǎng)狀裂縫大多發(fā)生在排水能力不足的北方城市。

4 城市道路瀝青路面病害防治對(duì)策

4.1 路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)

預(yù)防性養(yǎng)護(hù)可以有效防止城市道路瀝青路面出現(xiàn)病害，延長(zhǎng)城市道路瀝青路面的使用壽命。在道路瀝青路面沒有出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性破壞時(shí)，在不增加道路承載力的條件下，采用相應(yīng)的技術(shù)手段提高路面質(zhì)量，可以繼續(xù)保持路面的運(yùn)行狀態(tài)，延長(zhǎng)路面使用時(shí)間。由于預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的經(jīng)濟(jì)性和高效性，越來(lái)越多的瀝青路面采用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)。常用的預(yù)防性技術(shù)有霧封層、同步碎石封層、稀漿封層等。霧封層是指將特制路面保護(hù)劑噴灑至瀝青路面，可以有效防止路面老化；同步碎石封層將流體瀝青噴灑在路面上，能夠有效地吸收應(yīng)力和分散應(yīng)力，防止裂縫產(chǎn)生。稀漿封層是指將科學(xué)配比的泥漿攤鋪在瀝青路面上，硬化后形成可以保護(hù)路面的結(jié)構(gòu)。

4.2 路面修復(fù)、翻修與重建

路面修復(fù)是指對(duì)于出現(xiàn)局部輕微損耗的道路瀝青路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，包括坑槽修補(bǔ)、車轍填補(bǔ)和局部銑刨罩面等技術(shù)與措施。路面修補(bǔ)技術(shù)有多種，常見的有挖補(bǔ)式、熱烘式和噴射式。挖補(bǔ)式是最原始的修復(fù)瀝青路面方法，首先將病害瀝青路面開槽成型，然后將病害邊緣切割成階梯形狀，清理病害，最后投入瀝青混合料。該方法的優(yōu)點(diǎn)是病害清除徹底，缺點(diǎn)是施工過(guò)程繁瑣，恢復(fù)交通慢。熱烘式修補(bǔ)法是利用紅外加熱路面其中熱烘式利用加熱技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)將原有瀝青路面加熱，同時(shí)噴灑乳化瀝青，實(shí)現(xiàn)舊料和新料的有機(jī)融合，新舊路面實(shí)現(xiàn)熱接縫。噴射式是一種全新的瀝青路面修復(fù)技術(shù)，采用高壓噴射，將乳化瀝青與骨料有機(jī)融合，均勻地噴灑在瀝青路面的坑槽中，具有無(wú)需碾壓、粘結(jié)性強(qiáng)、恢復(fù)交通快等特點(diǎn)。當(dāng)城市道路瀝青路面出現(xiàn)大面積嚴(yán)重病害時(shí)，就必須要進(jìn)行路面翻修了。常用的瀝青路面翻修措施包括路面再生和銑刨重鋪。其中路面再生技術(shù)對(duì)病害路面進(jìn)行翻挖、破碎，加入配比合適的穩(wěn)定劑，攪拌后用于道路基層，路面再生的關(guān)鍵是瀝青再生。如果道路瀝青路面受到結(jié)構(gòu)性破壞，就需要對(duì)基層、面層甚至路基進(jìn)行重建。主要路面重建技術(shù)為路面銑刨重鋪和全深式再生。

4.3 瀝青路面養(yǎng)護(hù)新技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，城市道路瀝青路面養(yǎng)護(hù)的新技術(shù)也不斷出現(xiàn)?？梢灶A(yù)見，在不久的將來(lái)，會(huì)有越來(lái)越多的新技術(shù)用于城市道路瀝青路面養(yǎng)護(hù)中來(lái)。目前，初步具備實(shí)用性或者已經(jīng)應(yīng)用在瀝青路面養(yǎng)護(hù)中的新技術(shù)包括基于紅外輻射加熱的瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)、微波養(yǎng)護(hù)技術(shù)以及彩色乳化瀝青微表處技術(shù)。

5 結(jié)語(yǔ)

城市道路瀝青路面病害已經(jīng)成為影響城市交通的重要因素，各級(jí)相關(guān)部門要從瀝青路面設(shè)計(jì)、路面施工等方面采取有效措施，提高城市道路瀝青路面質(zhì)量，為城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生產(chǎn)生活提供交通保障，特別是要注意對(duì)城市道路瀝青路面病害的養(yǎng)護(hù)，有針對(duì)性地選擇養(yǎng)護(hù)技術(shù)，科學(xué)合理地完成道路養(yǎng)護(hù)工作，保障城市道路交通順暢。

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