于 歡

(山西旅游職業(yè)學(xué)院， 山西太原 030031)

近幾年隨著城市私家車的迅速增多，城市道路交通量逐漸趨于飽和，為了使交通運(yùn)行通暢，城市快速路迅猛發(fā)展。但由于快速路的車輛行駛速度快，加之空氣濕度、早晚溫差等影響，使得城市快速路出現(xiàn)了各種形式的路面病害。例如：橫、縱裂縫、網(wǎng)狀裂縫、車轍等，這些病害現(xiàn)象使城市快速路的使用壽命與服務(wù)質(zhì)量都明顯降低。因此，對(duì)城市快速路瀝青路面病害進(jìn)行分析與處治研究，對(duì)城市快速路的運(yùn)營與維護(hù)意義重大[1]。本文以太原市中環(huán)快速路為例，對(duì)南中環(huán)路況進(jìn)行調(diào)查分析，得出相應(yīng)的病害處治與養(yǎng)護(hù)方案，為提升城市快速路的管理水平提供實(shí)例依據(jù)。

1 城市快速路瀝青路面病害分析

以太原南中環(huán)橋?yàn)槠瘘c(diǎn)，沿中環(huán)快速路進(jìn)行路況調(diào)查，途經(jīng)中環(huán)各路段中，有部分路面產(chǎn)生了的裂縫、龜裂、車轍等病害。

1.1 裂縫出現(xiàn)的原因調(diào)查與分析

通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，太原市中環(huán)快速路出現(xiàn)了以下三種不同的裂縫形式。

1.1.1 橫向裂縫

通過鉆孔取芯觀察研究，環(huán)路部分路段芯樣面層出現(xiàn)松散現(xiàn)象，嚴(yán)重情況裂縫甚至延伸至路面基層(圖1)，產(chǎn)生原因主要有以下幾種：

圖1 路面橫向裂縫

(1)地處于大陸季風(fēng)氣候的太原，是典型的內(nèi)陸城市，冬季干燥寒冷，由于低溫長時(shí)間作用于路面，所產(chǎn)生的拉應(yīng)力逐漸超出瀝青混凝土的極限拉應(yīng)力時(shí)，低溫橫向裂縫就容易出現(xiàn)在路面薄弱處[2]。

(2)常年晝夜溫差大是太原市主要的氣候特征之一，日積月累的溫差作用，導(dǎo)致瀝青路面產(chǎn)生了溫度應(yīng)力，逐漸形成了溫度疲勞裂縫。

(3)當(dāng)路面出現(xiàn)裂縫時(shí)，裂縫的兩側(cè)非常容易受到雨水的侵蝕，尤其是快速路頻繁受到動(dòng)態(tài)荷載的作用，逐漸導(dǎo)致兩側(cè)路表面層松散剝離甚至基層開裂。

(4)除了主要的低溫、溫差、反射、不均勻沉降等因素外，當(dāng)快速路各面層間沒有粘結(jié)成整體，容易產(chǎn)生層間位移，從而導(dǎo)致橫向裂縫出現(xiàn)。

1.1.2 縱向裂縫

通過沿路調(diào)查研究，太原市中環(huán)快速路的縱向裂縫主要出現(xiàn)在行車道的輪跡帶周圍[3]，且裂縫出現(xiàn)間斷性網(wǎng)裂，根據(jù)縱縫取芯觀察，大部分縱向裂縫處于瀝青路面的面層(圖2)，分析其形成的原因主要有以下幾點(diǎn)：

圖2 路面縱向裂縫

(1)在施工過程中路基未壓實(shí)均勻，投入使用后雨水的侵蝕加速了路基承載力的降低，尤其在高頻率的車輛荷載作用下，使路基很快出現(xiàn)了不均勻沉降，而當(dāng)不均勻沉降作用到路面時(shí)就表現(xiàn)為縱向裂縫。

(2)同樣也是因?yàn)槌Ｄ陼円箿夭畹淖饔?，?dāng)溫度應(yīng)力超出瀝青混合料抗拉強(qiáng)度極限時(shí)，也會(huì)致使路面出現(xiàn)縱向裂縫。

1.1.3 網(wǎng)狀裂縫

當(dāng)城市快速路面病害橫向、縱向裂縫進(jìn)一步演變就會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)狀裂縫(圖3)。取芯觀察，網(wǎng)狀裂縫主要出現(xiàn)在路面的面層，主要是因?yàn)樵诼访媸┕み^程中，瀝青混合料拌合不充分，或者級(jí)配出現(xiàn)偏差，加之溫應(yīng)力及水分的作用所導(dǎo)致的網(wǎng)狀裂縫[4]。

圖3 路面網(wǎng)裂

1.2 車轍出現(xiàn)原因調(diào)查與分析

車轍是城市快速路瀝青路面損害中常見的一種病害現(xiàn)象(圖4)，通過對(duì)太原市中環(huán)快速路車轍路段取芯試驗(yàn)研究，分析車轍形成的主要原因如下：

圖4 路面車轍

(1)交通量過大，車輛輪胎長期反復(fù)磨耗致使路面面層集料松散脫落。

(2)在車輛荷載的累計(jì)高頻作用下，超出快速路瀝青路面的抗剪極限時(shí)[5]，導(dǎo)致路面產(chǎn)生剪切變形，從而使輪胎兩側(cè)路面面層鼓起產(chǎn)生車轍。

2 城市快速路養(yǎng)護(hù)方案研究

通過對(duì)城市快速路路面所出現(xiàn)的各種病害調(diào)查與分析，針對(duì)病害產(chǎn)生的原因，適合快速路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方案的措施主要有：封縫、石屑封層、微表處、霧封層、碎石封層、超薄磨耗層、環(huán)氧瀝青封層等。

2.1 封縫

在路面出現(xiàn)橫向裂縫、縱向裂縫、網(wǎng)裂等裂縫初期，通過灌封膠、焊縫的方法，防止雨水流入裂縫進(jìn)而侵蝕路面結(jié)構(gòu)，因此越早處治裂縫對(duì)抑制路面病害發(fā)展效果越好?？筛鶕?jù)裂縫的類型及路面病害的程度，進(jìn)行綜合評(píng)估采取相應(yīng)的封縫措施。

2.2 石屑封層

對(duì)于輕微的路面松散病害，可以采用石屑封層進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，采用人工涂刷或者同步碎石撒布車進(jìn)行施工，抗滑性能好，能夠?yàn)樾旭傑囕v提供良好的附著力，同時(shí)在破損路面上形成防水屏障，有效阻止雨水進(jìn)一步侵蝕到路面內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

2.3 微表處

微表處是近幾年被廣泛推廣的瀝青路面有效預(yù)防性養(yǎng)護(hù)手段之一，具有造價(jià)低、快速化、機(jī)械化等優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)橛糜谖⒈硖幍臑r青混合料中加入了聚合物改性乳化瀝青，所以該方法對(duì)于處治非結(jié)構(gòu)性病害，施工較為方便，并且體現(xiàn)出更加優(yōu)良的粘附性、高溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性，無需碾壓即可修復(fù)車轍，從而使施工路段能夠快速通車。

2.4 霧封層

針對(duì)具有裂縫較多的輕微網(wǎng)裂路面病害，可采用霧封層養(yǎng)護(hù)手段，將稀釋后的慢凝型乳化瀝青通過瀝青灑布車噴灑到舊氧化瀝青表面，然后撒布相對(duì)粒徑的細(xì)沙，不僅使原來路面的顏色加深，標(biāo)線對(duì)比更加清晰，也提高了舊路面的抗滑性和行車安全性。

2.5 碎石封層

針對(duì)反射裂縫，可采用碎石封層進(jìn)行路面病害處治，根據(jù)路面實(shí)際情況可選擇普通瀝青、橡膠瀝青、纖維瀝青等結(jié)合料，噴灑在道路表面，之后把單一粒徑的細(xì)碎石撒布在瀝青結(jié)合料上，并使用壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，從而形成抗滑性能好、封水耐久的碎石封層。

2.6 超薄磨耗層

當(dāng)快速路瀝青路面出現(xiàn)輕度網(wǎng)裂、骨料外露的情況，可以通過超薄磨耗層來進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，所使用的瀝青結(jié)合料有SBS改性瀝青混合料、SAC-10、Novachip[6]等，這些結(jié)合料對(duì)集料有高黏附性、包裹力持久、抗剝離性能強(qiáng)的特性，可以使原路面整體強(qiáng)度得到提高；同時(shí)超薄磨耗層還能夠起到改善行車安全性能、減小路面行車噪聲的作用。

2.7 環(huán)氧瀝青封層

處理路面輕微裂縫、較淺車轍、輕度松散等病害，可采用環(huán)氧瀝青封層，能夠與原瀝青路面保持有效的粘附性，并且在施工后撒布一定量的細(xì)沙，使得水性環(huán)氧瀝青封層的抗滑性能得到進(jìn)一步提高(表1)。

表1 城市快速路瀝青路面養(yǎng)護(hù)方案、適應(yīng)條件及效果

3 結(jié)束語

城市快速路逐漸進(jìn)入養(yǎng)護(hù)期，做好路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，對(duì)延長快速路使用壽命，提高車輛行駛安全度與舒適度，節(jié)約快速路養(yǎng)護(hù)資金意義重大，本文以太原市中環(huán)快速路出現(xiàn)的路面病害為例，深入分析路面病害產(chǎn)生的原因，并針對(duì)不同的路面提出處治與養(yǎng)護(hù)的方法措施，為城市快速路管理部門解決快速路養(yǎng)護(hù)問題提供理論依據(jù)。