吳國(guó)森

(山西省太原市清徐縣城鄉(xiāng)建設(shè)中心，山西 清徐 030400)

對(duì)于瀝青路面來說，常見病害類型大致有四種，分別是路面裂縫、車轍、水損壞以及其他類型的病害。對(duì)于這些病害問題，應(yīng)嚴(yán)格踐行瀝青路面性能指標(biāo)，優(yōu)化路面設(shè)計(jì)方法，建設(shè)熱反射涂層瀝青路面和低噪音瀝青路面，改善路面的透水性，充分發(fā)揮瀝青再生施工技術(shù)的作用。與此同時(shí)，要做好路面結(jié)構(gòu)的組合設(shè)計(jì)工作，優(yōu)化瀝青路面層位功能，控制好瀝青路面的厚度。必須注意的是，在瀝青路面施工中，要做好瀝青混凝土運(yùn)輸管理工作。

1 瀝青路面設(shè)計(jì)方法

在以前的瀝青路面施工設(shè)計(jì)中，大多傾向于滿足力學(xué)方面的設(shè)計(jì)指標(biāo)，這樣雖然能在一定程度上提高施工質(zhì)量，卻也伴隨著各種不容忽視的問題，主要問題體現(xiàn)在三個(gè)方面：1)部分設(shè)計(jì)師在瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)工作中，僅注重滿足力學(xué)方面的標(biāo)準(zhǔn)要求，不斷增加面層的強(qiáng)度，認(rèn)為這樣可以降低路面病發(fā)率，這種認(rèn)知并不正確；2)在整個(gè)瀝青路面施工設(shè)計(jì)中，有不少設(shè)計(jì)師會(huì)分開設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)和路面材料，這樣必然會(huì)割裂兩者的關(guān)系，影響路面性能；3)在路面設(shè)計(jì)工作中，部分設(shè)計(jì)師不重視初期損壞和早期損壞問題，通常，在這兩個(gè)階段，路面損壞的誘因是路面材料質(zhì)量不合格，如果設(shè)計(jì)師沒有全面做好路面材料設(shè)計(jì)工作，就很容易導(dǎo)致瀝青路面在這兩個(gè)階段受到損壞，不利于延長(zhǎng)公路使用壽命。

目前，在公路施工建設(shè)中，設(shè)計(jì)師已經(jīng)認(rèn)知到了以往的問題，他們?cè)谠O(shè)計(jì)工作中會(huì)嚴(yán)格遵守全壽命設(shè)計(jì)方法的標(biāo)準(zhǔn)要求。設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)的過程中，會(huì)全面兼顧公路和周邊環(huán)境、人與環(huán)境的協(xié)調(diào)性，在確保路面質(zhì)量、性能的前提下節(jié)省施工建設(shè)費(fèi)用，綜合考慮公路在使用期間所產(chǎn)生的費(fèi)用。與此同時(shí)，會(huì)融入環(huán)境指標(biāo)，綜合使用新材料、新工藝和新公路路面結(jié)構(gòu)類型，努力降低交通噪音與污染，緩解熱島效應(yīng)，提升廣大市民的生活質(zhì)量[1]。

2 瀝青路面結(jié)構(gòu)類型

從瀝青混凝土路面組合方式來區(qū)分，路面結(jié)構(gòu)大致分為四種類型：1)半剛性基層瀝青混凝土路面；2)柔性基層瀝青混凝土路面；3)剛性基層瀝青混凝土路面；4)復(fù)合式基層瀝青混凝土路面?？v觀世界交通發(fā)展史，不難發(fā)現(xiàn)德國(guó)、法國(guó)和日本等國(guó)家普遍會(huì)采用柔性基層瀝青混凝土路面與復(fù)合式基層瀝青混凝土路面。從20世紀(jì)80年代開始，國(guó)內(nèi)公路建設(shè)行業(yè)引入了國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，不斷完善路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。全國(guó)各地會(huì)結(jié)合區(qū)域環(huán)境特征，設(shè)計(jì)典型的路面結(jié)構(gòu)。山西省普遍會(huì)設(shè)計(jì)半剛性路面結(jié)構(gòu)，這樣可以改善土基強(qiáng)度，適應(yīng)不同的交通運(yùn)輸量。表1 就是半剛性路面強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)表。

表1 半剛性路面強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)表

表1中的PF-1、PF-2、PF-3特指不同等級(jí)強(qiáng)度的土基遠(yuǎn)期模量；BB是指瀝青混凝土集料；BBL是底面層的瀝青混凝土集料；GC象征水泥的穩(wěn)定粒料；整個(gè)路面結(jié)構(gòu)層的厚度用cm表示。

3 瀝青路面常見病害問題

3.1 路面裂縫

路面裂縫屬于早期病害類型，如果沒有及時(shí)處理，就會(huì)使路面結(jié)構(gòu)更為松散，繼而出現(xiàn)坑槽，嚴(yán)重影響交通安全。從裂縫外觀來看，可分為橫向裂縫、縱向裂縫和網(wǎng)狀裂縫。圖1就是瀝青混凝土路面上的橫向裂縫。

圖1 瀝青混凝土路面上的橫向裂縫

從圖1可以看出，橫向裂縫出現(xiàn)在和車道互相垂直的位置。滋生這一病害的主要原因是半剛性基層和低溫的收縮。橫向裂縫又分為荷載型裂縫與非荷載型裂縫，前者是因?yàn)闉r青混凝土路面結(jié)構(gòu)的基層所承受的拉應(yīng)力超出了基層材料所容許的拉應(yīng)力，受過往車輛的荷載作用，橫向裂縫會(huì)從路面結(jié)構(gòu)基層的底部逐漸向上擴(kuò)散，導(dǎo)致上面層也出現(xiàn)了裂縫，這種裂縫類型的英文簡(jiǎn)寫是down-up 。山西省采用的路面結(jié)構(gòu)類型主要是半剛性基層瀝青混凝土路面，對(duì)荷載控制也比較嚴(yán)格，因而，很少出現(xiàn)這種類型的裂縫。

縱向裂縫通常在距離邊緣3～5m的車道內(nèi)，和車道的中線呈平行關(guān)系。從縱向裂縫的形狀來看，可分為直線形裂縫和縱向弧形裂縫，前者基本呈直線，后者呈弧形，會(huì)向著路邊緣持續(xù)延伸。引發(fā)縱向裂縫的誘因主要有兩種：1)如果瀝青混凝土路面過寬，施工技術(shù)人員在具體施工中沒有及時(shí)處理分幅攤鋪?zhàn)鳂I(yè)所留下的接縫問題，或者處理方法不當(dāng)，就會(huì)滋生縱向裂縫；2)路基壓實(shí)度未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，后期，路面在雨水侵蝕和車輛的碾壓下，就會(huì)出現(xiàn)縱向裂縫，引發(fā)路面問題。圖2就是縱向裂縫。

圖2 縱向裂縫

網(wǎng)狀裂縫是一種不規(guī)則的裂縫，路面裂縫縱橫交錯(cuò)，數(shù)量較多，裂縫呈網(wǎng)狀。引發(fā)這種裂縫的原因有三種：1)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺乏合理性；2)路基壓實(shí)度不足；3)路面整體性能與強(qiáng)度不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。圖3就是網(wǎng)狀裂縫。

圖3 網(wǎng)狀裂縫

3.2 車轍

車轍是在行車軌跡線的附近形成的縱向裂縫與凹槽，在凹槽的兩側(cè)，通常還存在帶狀的突起形態(tài)與裂縫，凹槽里面有擁包現(xiàn)象，也會(huì)出現(xiàn)推移。誘發(fā)車轍病害的原因是多方面的，車輛的來回碾壓是首要原因。其次，路面結(jié)構(gòu)原材料質(zhì)量問題、結(jié)構(gòu)類型、區(qū)域氣候條件、水文條件和施工期間的不規(guī)范操作都會(huì)引發(fā)車轍[2]。

3.3 水損壞

水損壞不僅是指瀝青混凝土集料出現(xiàn)了松散與剝落問題，而且包括因?yàn)樗智治g導(dǎo)致的路面基層與路基承載能力和穩(wěn)定性下降問題，同時(shí)，水澇的影響導(dǎo)致路基與路面塌陷問題也屬于水損壞。

3.4 其他類型的病害

除了以上三種病害問題，波浪、瀝青混凝土路面推移、擁包均屬于路面病害問題。

從病害誘因來看，路面出現(xiàn)波浪、推移和擁包的主要原因是路面瀝青混凝土面層過于薄，厚度不足，受過往車輛的來回碾壓，時(shí)間長(zhǎng)了，路面基層與面層的粘結(jié)力不斷降低，路面會(huì)發(fā)生推移現(xiàn)象，病害不斷加重，就出現(xiàn)了波浪與擁包。

4 市政工程公路建設(shè)中瀝青混凝土路面施工技術(shù)方法

4.1 踐行瀝青路面性能指標(biāo)

全面優(yōu)化瀝青混凝土施工技術(shù)方法，首先要嚴(yán)格踐行瀝青路面性能指標(biāo)。當(dāng)代瀝青混凝土路面性能評(píng)價(jià)指標(biāo)主要分為五大類型：1)PCI，即損壞狀況；2)RQI，即路面行駛質(zhì)量；3)BBC，即路面承載能力；4)，BPN/SFC，即抗滑性能；5)PQI，即綜合指標(biāo)。在瀝青混凝土路面施工中，要正確運(yùn)用這些指標(biāo)對(duì)路面施工質(zhì)量予以科學(xué)評(píng)估，嚴(yán)格檢測(cè)施工質(zhì)量是否達(dá)到了指標(biāo)要求，如果沒有達(dá)到，就要做好返修工作。

4.2 優(yōu)化路面設(shè)計(jì)方法

提升瀝青混凝土施工質(zhì)量，必須做好最初的設(shè)計(jì)工作，著重優(yōu)化瀝青混凝土路面施工設(shè)計(jì)方法。目前，設(shè)計(jì)師已經(jīng)將全壽命性能設(shè)計(jì)方法應(yīng)用于瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)工作中，旨在降低施工污染，提高施工質(zhì)量，節(jié)約施工成本，延長(zhǎng)道路使用壽命。在具體設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)師會(huì)兼顧交通污染、熱島效應(yīng)和內(nèi)澇問題。交通污染主要是指汽車尾氣污染和噪音污染，對(duì)此，在公路施工設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師會(huì)融入節(jié)能環(huán)保理念，合理規(guī)劃路面材料，限制車速，做好公路綠化設(shè)計(jì)工作，這樣可以降低噪音污染，吸收汽車尾氣。熱島效應(yīng)的基本定義是大城市因?yàn)槿丝诿芏群徒ㄖ芏确浅８?，工業(yè)區(qū)域集中，造成溫度過高的現(xiàn)象。市中心溫度最高，隨著與中心區(qū)域距離的增加，溫度會(huì)逐漸降低。與此同時(shí)，如果瀝青混凝土路面材料的吸熱速度快，散熱速度緩慢，比熱容比較小，就會(huì)導(dǎo)致路面持續(xù)高溫，加劇了熱島效應(yīng)問題。對(duì)此，應(yīng)科學(xué)選用路面材料，定期為路面灑水，盡量降低熱島效應(yīng)。

4.3 建設(shè)熱反射涂層瀝青路面

熱反射涂層瀝青路面屬于一種環(huán)境友好型路面，能夠緩解熱島效應(yīng)，這種路面在新建道路和改擴(kuò)建道路施工中均有廣泛應(yīng)用。在開級(jí)配防滑磨耗層施工中，應(yīng)用熱反射涂層能夠確保路面的降噪效果，改善防滑性能與透水透氣性，同時(shí)，可以使道路和周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)，改變?cè)瓉砟z結(jié)料的顏色，提升道路的審美效果。據(jù)調(diào)查了解，在夏季，熱反射涂層瀝青路面遠(yuǎn)比普通路面的降溫效果良好，可以將路面溫度降低10℃，有效緩解了熱島效應(yīng)。

4.4 設(shè)置低噪音瀝青路面

當(dāng)代設(shè)計(jì)師在協(xié)同施工技術(shù)人員設(shè)置低噪音瀝青路面的過程中普遍會(huì)使用三種方法：1)為道路設(shè)置降噪綠化帶，栽培綠色植物，這樣不僅能起到降噪作用，而且可以吸收汽車尾氣，調(diào)節(jié)氣候，美化環(huán)境，緩解視疲勞，有助于維護(hù)交通安全；2)設(shè)計(jì)聲屏障。相比之下，這種技術(shù)方法雖然有良好的降噪效果，成本卻很高，也不利于交通安全管理，因而，要慎重使用；3)做好低噪音瀝青路面鋪筑工作。低噪音瀝青路面降噪效果良好，路面具有耐久性，因此被廣泛使用。從路面類型來看，低噪音瀝青路面有兩種類型，一種是多孔型瀝青路面，另一種是密實(shí)型降噪路面。相比之下，前者的降噪效果更佳，然而，其空隙很容易被堵塞，這給養(yǎng)護(hù)工作帶來了不容小覷的難度，這種路面的耐久性也比較差，因此，在輕交通的快速道路中的應(yīng)用頻率更高。密實(shí)型降噪路面又分為橡膠瀝青路面和SMA 路面，這兩種路面的降噪效果雖然不及多孔型瀝青路面，卻有其他優(yōu)點(diǎn)，容易修復(fù)，耐久性良好，因而使用范圍更廣泛。

4.5 改善路面的透水性

改善路面的透水性，首先應(yīng)注意科學(xué)控制瀝青混凝土材料的配比，注意優(yōu)化混凝土的性能，如果選用了C30混凝土，就要科學(xué)控制混凝土集料的初凝時(shí)間，同時(shí)，水泥的強(qiáng)度不能低于42.5MPa。如果選用了礦渣水泥，就必須加強(qiáng)防離析準(zhǔn)備，充分確保施工質(zhì)量。此外，如果在混凝土集料中添加了外加劑，就要注意控制添加劑的用量，也可以根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)減少水泥的數(shù)量，這樣有助于改善瀝青混凝土的和易性[3]。此外，在瀝青路面施工中，要做好瀝青混凝土運(yùn)輸管理工作，對(duì)瀝青混凝土集料進(jìn)行封閉存儲(chǔ)，避免集料在運(yùn)輸途中發(fā)生變質(zhì)問題。

4.6 瀝青再生施工技術(shù)的作用

瀝青再生施工技術(shù)普遍應(yīng)用于新建道路返修和路面改擴(kuò)建工作中，該技術(shù)有助于緩解資源壓力，降低施工成本，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。瀝青路面再生主要有兩大類，一種是面層再生，另一種是基層再生。從技術(shù)工藝來看，瀝青再生施工技術(shù)有四種類型：1)廠拌熱再生技術(shù)；2)就地?zé)嵩偕夹g(shù)；3)廠拌冷再生技術(shù)；4)就地冷再生技術(shù)。這四種技術(shù)各有優(yōu)劣，在施工過程中，要結(jié)合具體情況，選用最合適的施工技術(shù)。

4.7 做好路面結(jié)構(gòu)的組合設(shè)計(jì)工作

做好路面結(jié)構(gòu)的組合設(shè)計(jì)工作，優(yōu)化瀝青路面層位功能，首先要做好面層施工設(shè)計(jì)作業(yè)，確保面層能充分發(fā)揮自身性能。從結(jié)構(gòu)層次來劃分，路面面層分為上面層(即表層)、中面層與下面層。面層要承受過往車輛的荷載壓力，很容易受到外界環(huán)境因素的影響，確保路面質(zhì)量，延長(zhǎng)路面使用壽命，則必須確保面層的抗開裂能力、抗腐蝕性、抗車轍能力與抗水損壞能力。表2是道路面層結(jié)構(gòu)應(yīng)具備的性能。

表2 道路面層結(jié)構(gòu)應(yīng)具備的性能

其次，要注重優(yōu)化基層結(jié)構(gòu)，改善基層性能。在整個(gè)道路系統(tǒng)組合中，基層要承擔(dān)來自面層所傳遞的應(yīng)力，然后，將應(yīng)力傳遞給下面的墊層與道路土基，確?；鶎咏Y(jié)構(gòu)質(zhì)量，必須重視增強(qiáng)基層的水穩(wěn)性，避免因?yàn)樗幁h(huán)境濕軟而引起過大的變形問題。同時(shí)，要精選基層施工材料，通常，使用模量較低的材料效果更佳，結(jié)構(gòu)層也比較厚。再次，要重視加固墊層結(jié)構(gòu)，改善墊層性能。墊層的作用是調(diào)節(jié)土基的溫度與濕度，確保面層與基層的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，增強(qiáng)道路系統(tǒng)抗凍脹能力，將基層所傳遞的應(yīng)力均勻擴(kuò)散給土基，以免土基發(fā)生嚴(yán)重的變形問題[4]。

4.8 控制好瀝青路面的厚度

確保瀝青路面施工質(zhì)量，必須做好路面結(jié)構(gòu)層厚度設(shè)計(jì)工作，正確使用彎沉指標(biāo)開展初步設(shè)計(jì)作業(yè)，同時(shí)，要兼顧環(huán)境因素和各項(xiàng)材料性能參數(shù)所產(chǎn)生的影響，按照力學(xué)指標(biāo)以及使用性能的標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)路面結(jié)構(gòu)組合進(jìn)行驗(yàn)證，最后通過對(duì)滿足條件的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行極限壽命和全壽命的分析，選擇出最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案[5]。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，全面優(yōu)化瀝青混凝土施工技術(shù)方法，首先要嚴(yán)格踐行瀝青路面性能指標(biāo)。與此同時(shí)，要做好路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，構(gòu)建環(huán)境友好型路面，降低污染。其次，要根據(jù)實(shí)際情況，精選施工技術(shù)方法，控制好路面集料厚度，不斷改善路面性能。