楊曉東 席貴川 歐陽振欣

（新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)交通與物流工程學(xué)院 新疆烏魯木齊 830052）

0 引言

瀝青混凝土路面作為烏魯木齊市BRT車道的主要路面，卻并沒有對BRT車道進(jìn)行專用的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而是直接將現(xiàn)有道路進(jìn)行使用，然而BRT公交車的承載總質(zhì)量卻遠(yuǎn)比普通公交車大很多，再加上瀝青路面本就易損，這使得BRT的專用瀝青路面發(fā)生早期破壞，諸如已經(jīng)出現(xiàn)的車轍、龜裂，松散，擁包、坑洞等的不同程度的病害，既造成了交通服務(wù)的不便，大量的人力，物力，資金因而耗費(fèi)。

1 烏魯木齊BRT車輛現(xiàn)狀分析

近年來，烏魯木齊機(jī)動車數(shù)量的不斷增加，導(dǎo)致城市交通環(huán)境的日益擁堵和惡化。烏魯木齊公交面臨挑戰(zhàn)，建地鐵和輕軌投資大、建設(shè)周期長，作為一種新型的城市公共交通系統(tǒng)的BRT（快速公交系統(tǒng)）是解決城市交通矛盾，具有投資少，建設(shè)周期短，見效快等特點(diǎn)的有效途徑。于是，快速公交建設(shè)項(xiàng)目已提上日程。

目前雙節(jié)鉸接車多為烏魯木齊市快速公交車輛（BRT）所運(yùn)營，車長在18m或24m，車寬約2.5m，車高約3.2m，輪胎氣壓可達(dá)到0.9MPa。且輪壓和制動力也較大。18m長車輛其額定容量可達(dá)163人，高峰時(shí)期可載客180～200人，滿載時(shí)總重量接近30t，其質(zhì)量遠(yuǎn)比普通公交車大很多，屬于重載車輛，其外廓尺寸及質(zhì)量特點(diǎn)表現(xiàn)為“大，長，重”，并且BRT車輛需在專用車道上運(yùn)行，這就意味著專用車道受力較多，且車輪作用位置相對集中，車站采用封閉式，并且車輛?？繛槎c(diǎn)停車，等等這些因素造成車輛在減速或停車時(shí)路面需要承受較大的剪切推移力。

2 BRT車道路況分析調(diào)查

烏魯木齊市BRT車道現(xiàn)狀分析：

（1）烏魯木齊市的BRT擁有較大的交通流量，并且具有較大的行車荷載（重量大），在站臺路段，車輛頻繁停車與啟動，BRT車輛?？扛袘?yīng)門的位置為其作用范圍，路面連續(xù)受到了很大的剪切力，使路面受到了很大的剪切破壞。

（2）現(xiàn)使用瀝青路面是在原有路面上加鋪而成，可能施工壓實(shí)度不夠，造成孔隙率大，加之較大的行車荷載造成坑洞損害，并且BRT車道路面坑洞明顯較其他普通車道多。

（3）在冬季與春季更是損害常發(fā)生的時(shí)間段，冬季積雪，春季化雪，并且烏魯木齊晝夜溫差較大，雪水會在夜晚結(jié)冰并在白天融化，雪水不好清理，停留時(shí)間較長，在路表停留的水便會透過孔隙進(jìn)入瀝青面層，基體表面停留在BRT在重負(fù)載下的持續(xù)行動，容易使瀝青發(fā)生剝落，瀝青剝落之后，車輛在行駛過程中會帶走一些骨料，造成坑槽。

（4）另外，除雪劑也會損壞道路。目前常用的除雪劑主要成分有氯化鈣、氯化鎂、氯化鈉等，被稱作“化雪鹽”，溶解在水中，氯化鈣使瀝青混凝土形成孔洞，瀝青被鹽水侵蝕，浮鹽在孔隙中結(jié)晶和聚集，使瀝青混凝土膨脹和開裂。基層的抗壓強(qiáng)度被極大程度的降低，又進(jìn)一步降低基層與面層的附著力。

3 BRT車道瀝青路面損害成因分析

3.1 車轍

烏魯木齊市城市道路BRT專用車道瀝青路面病害中，車轍病害是最為常見的一種病害。可分為磨損型車轍，結(jié)構(gòu)型車轍，不穩(wěn)定型車轍。有幾個原因車轍現(xiàn)象：①瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性和塑性變形抗力較差。由于瀝青混合料是粘彈性的，它們在高溫下比在低溫下表現(xiàn)出更多的粘度，施加行車荷載后，會使空隙率過大的瀝青混合料繼續(xù)密實(shí)而壓縮體積產(chǎn)生車轍。而烏魯木齊市在我國屬于瀝青使用性能分區(qū)的夏熱區(qū)，瀝青本身的抗變形，穩(wěn)定性與其他地區(qū)相比，在高溫下的其穩(wěn)定性更加不足，抗塑性變形能力再度變低，BRT車輛加上較大的負(fù)載，路表在車輪的反復(fù)碾壓下變形增大，因此，車輪移動的區(qū)域?qū)⑿纬捎谰米冃?，同時(shí)也很容易出現(xiàn)橫向的剪切變形，而瀝青混合料車轍現(xiàn)象實(shí)際上是壓密變形和流動變形的共同表現(xiàn)；②烏魯木齊屬于北方的寒冷地區(qū)，在冬季，路面結(jié)冰積雪的現(xiàn)象十分普遍，為了避免交通事故發(fā)生，許多汽車都會裝上防滑鏈。但是如果長時(shí)間使用防滑鏈，會使瀝青路面磨損性材料缺失，導(dǎo)致車轍現(xiàn)象的出現(xiàn)。

3.2 坑槽

（1）由于烏魯木齊BRT線路并未進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，而是在原有路面進(jìn)行改造，所以，路基壓實(shí)度可能會有不足，進(jìn)而引起路基承載力不足，在長時(shí)間的過載之下，不均勻的沉降會使路基形成裂縫，引起坑槽。

（2）烏魯木齊相比于內(nèi)地較為干旱，因此，路基的排水設(shè)施不夠完善，路基的水無法及時(shí)排出，進(jìn)而引起路基失穩(wěn)，瀝青面層被表面水透過直接停留在基層上，在重載的反復(fù)作用下，移動的水沖洗基層，水將瀝青面從基層中除去..在瀝青面層不夠厚薄的條件下，驅(qū)動荷載通過面層孔隙向表面滲透水壓，就會引起瀝青面層產(chǎn)生網(wǎng)裂，進(jìn)而就可能產(chǎn)生坑槽。

3.3 疲勞開裂

因?yàn)椴牧系膬?nèi)部存有局部缺陷或者是不均勻而產(chǎn)生疲勞，路面在重荷載的影響下，局部的應(yīng)力會加大并集中，造成一些小裂縫，這種小裂縫的出現(xiàn)會導(dǎo)致承載應(yīng)力的部分面積減小，在應(yīng)力的連續(xù)作用并使裂縫繼續(xù)擴(kuò)大終而導(dǎo)致路面病損。引起瀝青裂縫的還有非荷載型裂縫，溫度裂縫算其中一種，裂紋一個溫度計(jì)算，而溫度被分成兩個瑕疵，裂縫，或簡單地低溫收縮裂縫和低溫疲勞開裂。烏魯木齊晝夜溫差大，容易產(chǎn)生溫度疲勞裂紋，由于溫度的反復(fù)和連續(xù)的上升和下降，瀝青表面溫度應(yīng)力的疲勞反應(yīng)使瀝青混合料的剛度模量變小，瀝青的老化導(dǎo)致瀝青的剛度增加，應(yīng)力松弛性能降低，達(dá)到極限抗拉強(qiáng)度使路面產(chǎn)生裂縫。

3.4 推移

烏魯木齊市城市道路BRT專用車道路面出現(xiàn)推移病害有以下兩個主要原因：①通過對烏魯木齊市城市道路BRT專用車道路面鉆芯取樣及檢測發(fā)現(xiàn)，部分瀝青混合料面層點(diǎn)位壓實(shí)度偏低，碾壓是表面層質(zhì)量的關(guān)鍵工序，如果沒有按標(biāo)準(zhǔn)的步驟進(jìn)行面層的壓實(shí)度就達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求值，在車輛長時(shí)間的反復(fù)作用下會形成通道；②道路整體強(qiáng)度和穩(wěn)定性不足，是引起推移病害的直接原因。通過檢測發(fā)現(xiàn)部分瀝青混合料面層動穩(wěn)定度偏低，瀝青層間有雜物，在基部和瀝青層之間的接觸也弱，整體屬于非連續(xù)體系，這便導(dǎo)致推移病害的出現(xiàn)。

4 結(jié)語

烏魯木齊的BRT路面是在原有路面上改造加鋪而成的，問題也很快顯現(xiàn)出來，在重荷載作用下，較大的剪切力與應(yīng)力引起的路面結(jié)構(gòu)變形并且很容易造成路面由內(nèi)向外逐步擴(kuò)散的疲勞開裂，烏魯木齊的高溫使得瀝青路面性能降低，這些都是瀝青路面問題的主要原因。

設(shè)計(jì)研究人員等需要對重載交通背景下瀝青路面損害類型進(jìn)行全面分析，在此基礎(chǔ)之上對BRT專用車道進(jìn)行科學(xué)細(xì)致的設(shè)計(jì)處理，不斷提高和完善BRT瀝青路面的性能和質(zhì)量，讓其更高質(zhì)量，更長壽命地滿足城市BRT的需要。