快速公交(BRT)专用道沥青路面早期损害分析

叶凌云

(广州市市政工程设计研究院，广东广州510062)

0 引言

优先发展公共交通，一方面要通过扶持公共交通并对其他交通方式进行合理引导或限制，另一方面在公共交通内部协调各种方式，常规公交、有轨电车、BRT系统、轻轨、地铁、出租等使之充分发挥其各自功能。随着BRT理论体系研究的深入，从20世纪70年代开始，在南美、北美、西欧、澳大利亚等二十几个城市BRT得到了应用，并取得了良好的效果[1]。

1997年北京率先开辟了中国第一条公交优先车道，以公交线路条数最多的长安街为试点，取得了积极的效果，目前我国越来越多的城市意识到公交优先的重要性，杭州、厦门、济南、常州、合肥、广州等城市相继前后都修建了BRT。现在还有很多城市也在开展BRT的研究规划工作，BRT在我国的应用越来越广泛。我国BRT专用道路面大部分采用沥青路面，在建设使用早期，都出现了不同程度的早期破坏[2、3]。这不仅对社会、交通造成了交通影响，也在经济上造成了很大的损失。因此，BRT专用道路基路面的早期损坏问题引起了广泛的关注。

本文针对BRT专用道沥青路面出现的早期破坏进行分析，积累经验，为其他的工程提供参考。

1 路面加铺设计

我国目前BRT主要集中在旧城区，路面以改造为主，BRT专用道基本为旧路改造。改造方案为加铺沥青混凝土或是水泥混凝土。由于水泥混凝土路面施工和维修养护均需要封闭交通，需养护一段时间方可开放交通，行车舒适性差，且维修时也需要封闭交通，影响BRT正常运营，因此一般采用沥青路面较多。

针对公交专用道对沥青路面的路用性能有较高的要求，为此需要通过铺筑试验段及室内实验对路面方案进行论证，优化设计，以达到最佳使用效果。从而为公交专用道路面设计、施工和检测验收等提供技术支持。

对实验路段进行检测分析，及现场情况发现站台路段及车辆进出站的渐变处车辙比较明显。通过专家论证，车辙易发生在车辆起步、停靠及转弯位置。针对试验段分析结果，对BRT车道路面结构及路面材料进一步优化：车站站台和渐变段(车辆起步、停靠及转弯位置)易发生车辙等病害处采用路用性能更好的SMA-13(改性沥青玛蹄脂碎石混合料)。

通过实验研究及工程实践经验确定最终的路面结构方案：BRT车站及渐变段路面结构为在原有路面上加铺SAM-13(改性沥青玛蹄脂)4 cm+AC-20C(加抗车辙剂)6 cm+1 cm应力吸收膜。

2 路况调查

某BRT专用道通车8个月后，BRT站台路段出现了不通程度的早期病害，BRT专用道站台间路段路况较好。现场路面病害主要以车辙、坑洞、拥包等主要病害为主。主要发生在BRT站台路段，特别为屏蔽门车辆停靠处，其他路段路况很好。

通过对现场路面的病害调查对不同测点的情况统计如表1所列。

根据表1统计的结果，可以得出：

(1)坑槽和车辙多发生在加铺前原有路面出现交叉裂缝病害处。

(2)早期损坏易发生于道路线形转弯处。

(3)加铺按两层考虑4mSAM+6cmAC-20C+1cm应力吸收膜，按规范的加铺厚度11～15 cm的加铺厚度为适宜厚度，根据统计结果，按适宜厚度加铺的路段路况基本较好。

(4)加铺前原有路面为刚性路面也易发生早期破坏。

(5)由于公交车辆定点停靠早期损坏易发生车辆起步和停靠位置。

表1 不同测点路面病害调查情况一览表

3 病害的成因分析

3.1 病害特点

早期损坏发生的形态是不一样的，有其各异的个性，同时其中又有普遍的共性，早期损坏往往有以下特点[4]：

(1)这些损坏的发生有强烈的时间特性，雨季和春融季节，水的危害是首位的，水损坏是最常见的现象，包括坑槽、松散、掉粒、网裂等。车辙毫无疑议是发生在夏季高温季节，尤其是在长大纵坡的上坡路段，开裂大部分发生在气候转冷的入秋季节和冬季，说明这些损坏受环境影响较大。

这些损坏通过及时的局部性的维修和铣刨加铺可以得到缓解。

(2)这些损坏可能发生在普通的沥青混凝土路面，也可能发生在采用改性沥青的SAM路段或者按照SUPERPAVE设计的路段。造成损坏的原因如下：

a.某些工程着眼于“形象工程”、“政绩工程”，不按照科学规律办事，盲目地缩短工期，赶工、抢工，导致施工质量严重下降。特别是旧路加铺，有些甚至原有旧路病害都没有处理就直接加铺沥青。

b.路面设计时对水的考虑较少，设计千篇一律，缺乏地区特色，其结构设计从全国范围看大同小异，排水设计尤其没有得到重视，长期以来很少在缝水和排水设施上下功夫。

c.配合比设计不周，基层和沥青混合料的配合比设计不当，混合料的级配不合理，基层级配过于致密，沥青混合料孔隙率过大，沥青用量过大或是过小，再加上沥青混合料配合比设计体积指标计算的随意性，设计孔隙率与实际的空隙率不吻合，一些路段要么出现泛油，要么渗水严重。

d.施工原因，除了少数仍然存在的偷工减料的情况外，普遍的问题是压实不好。在相当长的一段时间内，片面地追求平整度、担心构造深度而严重影响碾压。而沥青路面层间施工污染和施工离析成为目前最突出的问题。施工质量的失控，施工时没有按路面结构设计厚度实施。

使用寿命与设计寿命两个概念，只要维修养护及时，沥青路面是可以长期使用下去的。

3.2 主要病害

3.2.1 车辙

造成原因：气温；沥青混凝土的矿料级配过细，沥青用量过多；荷载；纵坡状况及车速引起的。

高温季节连续的高温通行重载交通造成车辙的最直接的原因，混合料在有水的情况下，车辙变形可能会更严重。

3.2.2 坑洞

(1)自上而下的表面层水损坏，在降雨过程中，雨水首先渗入并滞留在表面层沥青混凝土的孔隙中，当下层的沥青混合料密水性好，且沥青层厚较大，往下渗透相对比较困难，在大量行车作用下，反复产生动水压力逐渐使沥青从集料表面剥离，局部沥青混凝土变成松散，集料被车轮甩出，产生坑洞。

(2)表面水透过沥青面层停留在基层上，在行车荷载反复作用下动水冲刷基层，水使沥青面层与基层脱开，在沥青面层不太厚的情况下，特别是较薄的情况下，水被行车荷载压挤通过面层的孔隙唧到表面，沥青面层先是产生网裂，接着就可能产生坑洞。

造成原因：孔隙率大，达8%～15%时沥青混凝土易破坏、离析，易造成大孔隙；表层与中层之间有严重的层间污染。

3.3 现状分析

(1)现状BRT交通流量很大，且行车荷载较大(公交车辆)，站台段，车辆停车、启动频繁，从而造成很大的剪切力，并且作用范围基本在BRT车辆停靠屏蔽门的位置，因此造成很大的剪切破坏。

(2)现场施工压实度不够，造成孔隙率大。

(3)刚过去一段时间为雨季，下雨频繁，路面潮湿的时间较长，水停留在路表即通过孔隙透过沥青面层，停留在基层表面，在车辆荷载反复作用下，毛细动水压力较大，易使沥青剥落，沥青剥落后，行车车辆带走骨料，造成坑洞。

从现场的情况也印证了这一现象，西段较东段交通量大站台停靠车辆多，病害也较严重。

4 结语

(1)控制好施工质量，确保混合料的配合比、压实度等。

(2)设计时针对地域特色，考虑适宜的路面结构形式和材料特性。

(3)在雨季和高温季节，要做好预养护，延长沥青路面的使用寿命、维持道路服务水平。

(4)针对BRT站台段公交车辆的停靠特点——车辆定点停车、启动频繁，可以考虑在站台段修筑水泥混凝土路面，特别是钢筋混凝土路面，增强路面结构强度和使用寿命，减少维修次数，确保BRT正常营运。

[1]陈磊.快速公交(BRT)在我国大城市的应用研究[J].西安建筑科技大学学报，2006，(6).

[2]沙庆林.高速公路沥青路面早期损坏与对策[J].长沙理工大学学报：自然科学版，2006，(3).

[3]孙鸿伟，李宇伶方，贺炜.浅谈沥青路面常见病害及其防治方法[J].山西建筑，2007，(10).