侯 偉

（烏魯木齊市城建設(shè)計(jì)研究院，新疆 烏魯木齊 830092）

0 引言

隨著烏魯木齊城市建設(shè)的不斷發(fā)展，城市道路建設(shè)方面取得了很大成就，截至2017年底，城市道路長(zhǎng)度達(dá)到2 689 km，道路面積4 880萬(wàn)m2，城市交通對(duì)道路出行環(huán)境提出更高的要求。由于烏魯木齊特殊的環(huán)境氣候特征，寒暑溫度變化劇烈、雨雪春融季節(jié)凍脹循環(huán)頻繁，導(dǎo)致瀝青混凝土路面提前出現(xiàn)病害現(xiàn)象較為普遍。通過(guò)對(duì)烏魯木齊城市道路病害系統(tǒng)的調(diào)查分析，找出主要病害、分析產(chǎn)生原因、提出相應(yīng)對(duì)策，達(dá)到減少路面病害、延長(zhǎng)道路使用壽命的目的。

1 瀝青路面病害調(diào)查[1-5]

1.1 病害分類(lèi)調(diào)查依據(jù)

選取烏魯木齊市區(qū)5條具有一定的代表性的主干道作為調(diào)查對(duì)象，調(diào)查道路的使用年限均在5～7 a之間，交通量組成基本相似，具有一定的代表性。選取調(diào)查的道路長(zhǎng)度合計(jì)4 300 m、面積96 600 m2，占調(diào)查道路總長(zhǎng)度和總面積的40.8%，將瀝青混凝土路面病害類(lèi)型、破損程度及數(shù)量進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和統(tǒng)計(jì)匯總。

按照《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JTJ 073.2—2001）確定的病害內(nèi)容和方法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，按照裂縫類(lèi)、松散類(lèi)、變形類(lèi)及其他類(lèi)病害進(jìn)行分類(lèi)統(tǒng)計(jì)，并對(duì)病害程度進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量、鉆芯、挖探，并進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，確定各類(lèi)路面病害的數(shù)量及比例。

1.1.1 裂縫類(lèi)病害

（1）橫裂：調(diào)查路段最嚴(yán)重的路面病害是橫向裂縫，而且90%橫縫為重度裂縫，在斷面范圍內(nèi)形成貫通縫，縫寬多在15～25 mm之間，縫寬小于5 mm的輕度橫縫占10%左右；橫縫縱向平均間距約9 m，相隔最近的橫縫僅2～3 m左右，橫向裂縫呈現(xiàn)間距小、裂縫寬的特點(diǎn)。鉆芯取樣顯示多數(shù)裂縫由基層斷裂形成，現(xiàn)場(chǎng)判定為半剛性路面基層溫縮裂縫反射至瀝青路面，并隨著時(shí)間增長(zhǎng)加速瀝青老化，瀝青面層的抗裂縫能力逐漸降低，對(duì)芯樣進(jìn)行抽提、強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，瀝青面層混合料粗骨料強(qiáng)度偏低，針片狀含量比較多，瀝青剝落較嚴(yán)重，油石比偏低；水泥穩(wěn)定基層部分芯樣離析嚴(yán)重，強(qiáng)度不穩(wěn)定、不連續(xù)。

（2）縱裂：縱向裂縫是比較典型的瀝青路面病害，縱裂主要分布在右側(cè)行車(chē)道邊緣，長(zhǎng)度在10～180 m之間，縫寬多在7～15 mm之間，縫寬明顯比橫縫窄，多數(shù)縱裂沿地下管線上方形成，現(xiàn)場(chǎng)鉆芯取樣判定縱裂主要是由于地基、管溝回填土橫向壓實(shí)不均勻、道路邊緣結(jié)構(gòu)承載力不足造成，未進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修，少數(shù)維修過(guò)的縱縫僅采取瀝青灌縫，養(yǎng)護(hù)不到位，目前又開(kāi)裂顯現(xiàn)。

（3）龜裂：現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查路面龜裂范圍較小，局部位于檢查井周邊、港灣車(chē)站出入口處，龜裂塊度多在30～300 cm之間，為不規(guī)則的片狀，縫寬多在5～15 mm之間，挖探顯示路基含水量偏高，路面材料松散、失穩(wěn)，現(xiàn)場(chǎng)判定由于路基范圍內(nèi)檢查井較多，路基路面在檢查井周?chē)鳂I(yè)空間受限，導(dǎo)致檢查井周?chē)穆访嬖谑褂眠^(guò)程中沉陷、開(kāi)裂，雨水滲入后在車(chē)輛荷載沖擊下形成路基路面材料松散、失穩(wěn)，形成片狀密集不規(guī)則龜裂。

1.1.2 松散類(lèi)病害

松散類(lèi)病害主要包括坑槽、麻面、脫皮、啃邊等，通過(guò)調(diào)查僅發(fā)現(xiàn)麻面類(lèi)病害，即局部路面瀝青混凝土面層出現(xiàn)嵌縫料散失、表面粗麻現(xiàn)象，形成麻面病害，實(shí)驗(yàn)判定油石比偏低致使集料顆粒與裹覆瀝青之間喪失黏結(jié)力是顆粒脫落的主要原因，隨時(shí)間增長(zhǎng)，瀝青逐漸老化后與集料的黏結(jié)力減弱。

1.1.3 變形類(lèi)病害

變形類(lèi)病害主要包括沉陷、車(chē)轍、搓板、波浪、擁包等，調(diào)查只發(fā)現(xiàn)擁包病害，數(shù)量不多，主要位于公交港灣?？空具M(jìn)出口范圍內(nèi)，現(xiàn)場(chǎng)判定為公交車(chē)行車(chē)軌跡發(fā)生變化、車(chē)輛制動(dòng)、啟動(dòng)時(shí)導(dǎo)致路面橫向推移形成。

1.1.4 其他類(lèi)病害

其他類(lèi)病害主要包括泛油、修補(bǔ)損壞、凍脹、翻漿等，調(diào)查發(fā)現(xiàn)路面范圍內(nèi)檢查井周邊路面破損比較普遍，挖探顯示由于排水檢查井滲漏、雨水口淤堵，導(dǎo)致井周路基含水量偏高，現(xiàn)場(chǎng)判定由于檢查井周?chē)鳂I(yè)空間受限，多采用人工壓實(shí)或小型壓實(shí)機(jī)械進(jìn)行碾壓，從而導(dǎo)致檢查井周?chē)穆访嬖谑褂眠^(guò)程中沉陷、開(kāi)裂，雨水滲入后車(chē)輛荷載頻繁碾壓導(dǎo)致路基路面材料變形、失穩(wěn)。

1.2 瀝青路面病害特征

1.2.1 各類(lèi)病害匯總

通過(guò)對(duì)5條瀝青混凝土路面各類(lèi)病害調(diào)查、梳理、統(tǒng)計(jì)，匯總后的各類(lèi)病害詳見(jiàn)表1。

1.2.2 病害特征

對(duì)各類(lèi)病害匯總統(tǒng)計(jì)后發(fā)現(xiàn)，裂縫類(lèi)病害占84.2%，特別是貫通道路斷面的橫向裂縫呈現(xiàn)等距離、規(guī)律性的出現(xiàn)，占裂縫類(lèi)病害的90%以上；其次是其他類(lèi)病害中的檢查井周邊修補(bǔ)破損病害占11.1%，基本在每條道路中都有較多的檢查井周邊路面破損；通過(guò)調(diào)查確定，裂縫類(lèi)病害是烏魯木齊市瀝青路面典型病害；路面結(jié)構(gòu)中設(shè)置瀝青碎石層、面層較厚的路面，裂縫類(lèi)病害及其他病害相對(duì)較少。

表1 調(diào)查道路各類(lèi)病害匯總比例

2 瀝青路面典型病害成因分析

2.1 瀝青路面裂縫類(lèi)型

瀝青混凝土裂縫是最為典型的路面病害，是受荷載、氣候、材料、施工、養(yǎng)護(hù)等諸多因素綜合影響的結(jié)果，瀝青路面裂縫分為荷載性裂縫和非荷載性裂縫。

（1）荷載性裂縫：即主要由于車(chē)輛荷載作用而產(chǎn)生的裂縫，路面在車(chē)輛荷載的反復(fù)作用下，由于路基路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度不足而產(chǎn)生。

（2）非荷載性裂縫：一種是路面半剛性基層在低溫狀態(tài)下收縮形成的裂縫；另一種是瀝青混凝土面層在冬季氣溫驟降時(shí)，瀝青混合料的應(yīng)力松弛趕不上溫度應(yīng)力的增長(zhǎng)、勁度急劇增大，超過(guò)混合料的極限拉伸應(yīng)變，導(dǎo)致瀝青面層開(kāi)裂，非荷載性裂縫主要表現(xiàn)在橫向裂縫。

2.2 裂縫形成的原因

（1）溫度因素：烏魯木齊夏季炎熱、冬季寒冷，晝夜溫差大。通過(guò)理論計(jì)算和實(shí)地調(diào)查，瀝青路面非荷載裂縫更為普遍，究其原因是特殊的氣候溫差大造成的。

（2）施工的影響：半剛性基層的低溫收縮、層間接觸狀況對(duì)路面裂縫有很大影響，烏魯木齊市施工期僅6個(gè)月，存在簡(jiǎn)化工序、養(yǎng)生不到位現(xiàn)象，特別是路基路面縱橫向搭幅不到位、檢查井周邊壓實(shí)度不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致路基變形、路面開(kāi)裂。

（3）瀝青品質(zhì)和礦料級(jí)配：瀝青的品質(zhì)是影響瀝青路面裂縫的內(nèi)因，包括瀝青的油源、延度、粘度、針入度、勁度、含蠟量和抗老化性能等。采用品質(zhì)優(yōu)良的瀝青、良好的礦料級(jí)配、合適的瀝青用量、合理添加改性劑，對(duì)瀝青混凝土路面裂縫起到良好的控制作用。

（4）基層的影響：半剛性基層產(chǎn)生溫縮裂縫是致命弱點(diǎn)，特別是進(jìn)行水穩(wěn)料拌和時(shí)忽略了天然砂礫的級(jí)配、含土量、無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度等影響因素，統(tǒng)一采用固定的水泥劑量，導(dǎo)致半剛性基層強(qiáng)度過(guò)高或者不均勻，引起路面基層開(kāi)裂。

3 瀝青路面典型病害對(duì)策研究

3.1 項(xiàng)目管理方面

科學(xué)的項(xiàng)目管理是保證工程優(yōu)良品質(zhì)的重要前提條件。應(yīng)該重點(diǎn)落實(shí)項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中每一個(gè)環(huán)節(jié)的有序銜接；提前協(xié)調(diào)各管線遷改、實(shí)施的統(tǒng)一性；安排合理施工周期，確保項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程的緊湊、有序、合理。

3.2 設(shè)計(jì)方面

根據(jù)調(diào)查結(jié)果，結(jié)合烏魯木齊冬夏溫差大的實(shí)際情況，確定合理的路面面層厚度、結(jié)構(gòu)和層間組合，是瀝青路面設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

（1）合理的瀝青混凝土面層厚度可以有效抵御基層裂縫的反射延伸、降低車(chē)輛荷載引起的剪應(yīng)力；通過(guò)調(diào)查及結(jié)合近幾年的實(shí)驗(yàn)探索來(lái)看，瀝青混凝土面層采用3層設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，可以有效的減少路面基層產(chǎn)生的反射裂縫。

（2）瀝青混凝土上面層可采用間斷級(jí)配、大空隙、密實(shí)型的瀝青瑪蹄脂碎石（SMA）混合料和采用改性瀝青添加已經(jīng)成熟運(yùn)用的SBS改性劑和木質(zhì)、聚酯纖維素，增加路面瀝青混凝土的低溫縮裂性能。

（3）確定合理的面層組合類(lèi)型，各層瀝青混合料面層設(shè)計(jì)厚度不宜小于規(guī)范要求的適宜厚度，并且與瀝青混合料的公稱(chēng)最大粒徑相匹配，單層瀝青混合料的設(shè)計(jì)厚度不宜小于混合料公稱(chēng)最大粒徑的2.5～3.0倍。

（4）路面結(jié)構(gòu)基層設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)道路等級(jí)、交通組成、荷載等級(jí)、料場(chǎng)材料等方面的因素，合理確定水泥穩(wěn)定基層的厚度及水泥添加劑量，水泥穩(wěn)定基層設(shè)計(jì)厚度宜一次碾壓成型，避免施工分層形成太薄的半剛性基層，在重型荷載作用下導(dǎo)致基層開(kāi)裂。

（5）路基的變形也是產(chǎn)生路面病害的重要因素之一，在路基及管線設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)回填料的級(jí)配、粒徑、含土量、含水量、壓實(shí)度等方面嚴(yán)格控制，確保路基的整體均勻性和整體性，避免路基變形引起道路病害的產(chǎn)生。

3.3 施工方面

從抽樣調(diào)查的5條道路病害情況和調(diào)閱施工日志發(fā)現(xiàn)，只要施工單位有良好的信譽(yù)度，按照施工規(guī)程操作、嚴(yán)格把關(guān)、做好工序銜接，各類(lèi)病害明顯就少，說(shuō)明施工對(duì)工程質(zhì)量起到至關(guān)重要的作用：

（1）制定科學(xué)合理的施工組織設(shè)計(jì)：施工單位應(yīng)具備良好的專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平，掌握項(xiàng)目關(guān)鍵技術(shù)、工序，制定科學(xué)合理的施工組織設(shè)計(jì)，施工過(guò)程中嚴(yán)格把關(guān)、規(guī)范施工階段每一道程序。

（2）提高專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平：有些施工單位專(zhuān)業(yè)技術(shù)力量配備不完善，專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平良莠不齊，跨專(zhuān)業(yè)施工，不能掌握各分項(xiàng)工程施工過(guò)程中的專(zhuān)業(yè)技術(shù)特點(diǎn)。

（3）各分項(xiàng)工程之間工序合理銜接：城市道路工程施工是一個(gè)綜合性系統(tǒng)工程，包括了道路及各種地下管線，地下管線施工質(zhì)量的好壞，直接影響到道路的質(zhì)量，因此，制定合理的分項(xiàng)工程施工組織設(shè)計(jì)，協(xié)調(diào)各工序之間合理銜接，管線基坑、檢查井按設(shè)計(jì)要求的材料和技術(shù)要求進(jìn)行回填，不留死角，為道路的施工創(chuàng)造有利條件。

（4）嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量：嚴(yán)格控制材料關(guān)是確保道路工程質(zhì)量的關(guān)鍵，地下管線的管材、型號(hào)及使用年限，與道路的使用期限匹配，道路橋涵工程使用的水泥、鋼材、瀝青、砂石料等原材料必須滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，瀝青面層混合料的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)嚴(yán)格按照施工規(guī)范和設(shè)計(jì)要求確定，禁止不合格、不達(dá)標(biāo)材料的進(jìn)場(chǎng)。

（5）遵守施工規(guī)程、嚴(yán)格控制工程質(zhì)量關(guān)：道路、管線的施工過(guò)程中，每一道工序的實(shí)施，都應(yīng)嚴(yán)格按照各自相關(guān)的施工規(guī)范和設(shè)計(jì)圖紙要求控制，做好每一道工序的質(zhì)量把關(guān)，結(jié)合每一個(gè)項(xiàng)目的工程地質(zhì)情況特點(diǎn)，及時(shí)溝通、修正、完善特殊問(wèn)題的處理措施。

3.4 養(yǎng)護(hù)管理方面

由于烏魯木齊市冬夏季溫差大，引起瀝青路面溫縮裂縫比較普遍，病害一旦出現(xiàn)，如未進(jìn)行早期處理，雨水下滲、凍融狀態(tài)在車(chē)輛荷載的作用下，很快發(fā)展成更嚴(yán)重的其他病害，形成惡性循環(huán)，導(dǎo)致路基、路面的破損。由于烏魯木齊市冬季漫長(zhǎng)，落實(shí)春秋兩季的道路維修非常重要，秋季維修是為了減少漫長(zhǎng)冬季路面出現(xiàn)病害，春季維修是為了盡早修復(fù)冬季惡劣環(huán)境下路面產(chǎn)生的各種病害，避免路面病害的延伸和發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

烏魯木齊特殊的氣候條件導(dǎo)致瀝青混凝土路面溫縮裂縫病害較為普遍，由裂縫逐步發(fā)展形成更嚴(yán)重的各種路面病害，對(duì)城市道路通行條件產(chǎn)生不良影響。通過(guò)調(diào)查分析確定病害產(chǎn)生的原因，結(jié)合氣候和材料特點(diǎn)，確定適合本地區(qū)的瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)，并從管理、設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)等方面提出減少路面病害的方法，達(dá)到延長(zhǎng)道路使用年限、提高通行條件、建設(shè)宜居城市環(huán)境目的。