南宁某市政道路沥青路面病害调查及分析

覃　文，唐羽玲

(1.广西交通科学研究院，广西　南宁　530022；2.广西八桂工程监理咨询有限公司，广西　南宁　530028)



南宁某市政道路沥青路面病害调查及分析

覃文1，唐羽玲2

(1.广西交通科学研究院，广西南宁530022；2.广西八桂工程监理咨询有限公司，广西南宁530028)

覃文(1985—)，工程师，主要从事工程材料试验检测工作；

唐羽玲(1987—)，助理工程师，主要从事公路工程监理工作。

摘要：文章通过对南宁市某市政道路“白改黑”后沥青路面出现的大规模病害进行调查，分析了该市政道路主要病害类型及损坏特征，探讨了路面空隙率、基层强度、旧水泥混凝土板脱空等性能指标与路面损坏之间的关系，可为市政道路“白改黑”设计及施工提供参考。

关键词：市政道路；沥青路面；病害调查；损坏分析；路面空隙率；基层强度；旧水泥混凝土板脱空

0引言

沥青路面拥有行车舒适性好、噪音小以及修复速度快等优点，正逐渐成为城市道路的主要结构型式，而原有的部分水泥混凝土路面则通过沥青加铺方式改造成沥青路面，俗称“白改黑”。但随着交通密度和重型车辆的日益增多，许多“白改黑”道路通车不久，即发生了车辙变形、网裂、反射裂缝等路面病害。目前关于沥青路面病害研究多集中于高等级公路或路网公路，对于“白改黑”后市政道路路面病害的调查及原因分析则相对较少。因此，本文结合南宁市某市政道路“白改黑”后路面的病害现象及发生机理进行分析，相关成果可为市政道路“白改黑”设计、施工及维修养护提供参考。

1项目病害特征及钻芯结果分析

1.1　项目概况

该市政道路为南宁市区一条主要城市干道，双向6车道，每车道宽3.5 m，全长约10.8 km。原路面为水泥混凝土路面，于2009年进行沥青罩面工程，在原水泥路面上加铺水泥稳定碎石层后加铺沥青面层，路面经过五年左右的使用，目前全线普遍存在车辙、网裂、表面剥落、反射裂缝等路面病害。

1.2　路面病害调查统计

为了全面掌握该市政道路沥青路面的病害类型及特征，本文对该市政道路沥青路面进行了大规模的现场调查及统计工作。其中调查内容主要参照《城镇道路养护技术规范》(CJJ36-2006)中沥青路面损坏类型表中的裂缝类、松散类、变形类及其他类进行，其病害面积计算均参照该规范。具体统计信息见表1。

表1　每公里路面病害面积汇总表(m2)

1.2.1车辙

由统计结果可知，该市政道路路面车辙病害较为明显，其中在所调查病害中车辙病害所占比例达到79%以上，且车辙深度明显，大多属于中度车辙，同时对存在车辙病害路段进行钻芯调查，发现大部分水稳基层松散。由此初步判断沥青面层、水稳基层等结构层强度不足是造成路面车辙的主要原因。

1.2.2裂缝类病害

调查结果显示，该市政道路还存在一定数量的裂缝类病害，且呈现形式多样化，以网裂为主，另有部分线裂为旧水泥路面板造成的反射裂缝。

1.3　路面钻芯结果分析

为保证取得的芯样完整以利于进行室内试验分析，且能反映出病害路段的施工初期情况，现场选点的原则为：选择在典型病害路段内，在已经出现病害的车道旁尚未出现病害的相邻车道上，选取路表状况依然良好位置进行钻芯；面层芯样钻取后，同一钻孔处继续进行基层钻芯。通过现场钻芯发现，面层芯样完整，且层间结合良好，但面层芯样存在明显空隙，水稳基层大部分芯样松散。根据相关工程经验，基层松散原因主要由于沥青面层空隙率偏大，容易导致路面渗水，在动水压力作用下，基层容易出现冲刷松散状况。

2室内试验分析

由于现场病害调查和钻芯取样观察均是直观病害机理分析，为了更深入分析路面病害的发生原因，对现场钻取的路面芯样进行了室内试验研究，主要分析路面空隙率、基层强度(基层芯样完整度)与路面状况间的关系。

2.1　路面状况指数(PCI)

为了便于比较空隙率、基层强度与路面状况间的关系，本文依据《城镇道路养护技术规范》(CJJ36-2006)中对路面状况指数(PCI)的规定，对路面状况进行等级评价。路面状况指数(PCI)按式1进行计算。

(1)

其中，PCI——路面状况指数数值范围为0~100，如出现负值则取为0；

n——单类损坏类型数对沥青路面取值为4，分别对应裂缝类变形类松散类和其他类；

m——某单类损坏所包含的单项损坏类型数对沥青路面的裂缝类损坏，m取值为3，分别对应线裂网裂和碎裂，其他单类损坏所包含的单项损坏类型数根据损坏类型表依此类推；

DPij——第i单类损坏中的第j单项损坏类型的单项扣分值，具体数值根据损坏密度，由损坏单项扣分表中的值内插求得；

ωij——第i单类损坏中的第j单项损坏类型的权重，其值与该单项损坏扣分值和该单类损坏所包含的所有单项损坏扣分值总和之比或与该单类损坏扣分值和所有单类损坏扣分值总和之比有关，具体数值依据(CJJ 36-2006)规范附录相关规定确定。

路面损坏状况评价标准根据路面损坏状况指数PCI将道路路面损坏状况分为A、B、C和D四个等级，相应的评价标准应符合表2的规定。该市政道路按主干路标准评级。

表2　沥青路面损坏状况评价标准表

2.2　路面状况与空隙率的关系

沥青路面芯样空隙率通过芯样毛体积相对密度和混合料最大相对理论密度计算得到，为准确反应路面空隙率与路面状况间的关系，本文按每百米进行路面状况评价，并从中抽取已钻芯路段进行汇总，路面状况等级评价与空隙率关系如表3所示。

表3　路面状况等级评价与空隙率关系表

通过表3可见，PCI评定为A级路段平均空隙率为11.5%，PCI评定为C级、D级路段的平均空隙率为13.9%，说明路况评级较差路段的空隙率较大。路面空隙率较大容易导致路面渗水，基层容易出现冲刷松散状况，从而更易造成路面病害的发生。

2.3　路面状况与基层强度的关系

由现场车辙病害情况判断，路面基层对沥青路面影响明显。在路面水泥稳定碎石基层施工过程中，通常以基层能否完整取芯作为评价基层强度的重要依据。本文通过汇总统计该市政道路左右幅基层芯样完整率判断基层强度与路面状况间的关系，统计结果如表4所示。由统计结果可见，左右幅分别取芯33个，右幅基层芯样完整率为69.7%，左幅芯样完整率为45.5%，总体而言，左右幅基层芯样完整率均不高，这一情况主要由路面空隙率较大造成。从基层芯样完整率比较，右幅基层芯样完整率较左幅高，而右幅路况也较左幅路况好。说明基层强度不足，难以抵抗外界荷载作用，而路面病害则更易形成和发展。

表4　路面状况等级评价与基层强度关系表

3旧水泥混凝土板脱空检测

旧水泥混凝土路面在经过一段时间运营后，随着路基逐渐完成固结沉降，容易发生板底脱空现象。市政道路“白改黑”过程中，如果对板底脱空不加以处理而直接加铺沥青层，由于基层不稳定，板内荷载应力急剧增加，水泥板很快就会发生断裂破坏，水泥板的断裂破坏会使上部的沥青加铺层在使用的短时间内出现反射裂缝。

该市政道路后期由于维修改造需要，对部分路段的沥青面层及水稳层进行了刨除，本文运用落锤式弯沉仪(FWD)对这些路段中的旧水泥混凝土板进行了脱空检测。其中脱空板比例与前期沥青路面路况等级比对结果如表5所示。

表5　脱空板比例与路况等级比对表

由表5可见，相同路段由于脱空板比例较高，加铺沥青后路段PCI等级评价也较低，说明旧水泥混凝土板脱空对“白改黑”后路面状况造成了一定的影响。

4病害成因及处置建议

通过对该市政道路的检测后发现，造成该市政道路路面各种病害发生的主要原因是由于沥青面层空隙率较高，水分容易侵入基层，在行车荷载作用下，水分的长期侵蚀和冲刷使得水稳基层强度降低，出现松散状况，另由于部分旧水泥混凝土板存在脱空，致使水泥板容易断裂破坏，其上部的沥青加铺层出现反射裂缝。

基于对该市政道路的病害分析，本文对该市政道路病害处置提出以下建议：

(1)对破损严重路段的沥青面层及水稳基层进行刨除，对旧水泥路面存在的脱空板块进行灌浆处置，并对破碎板进行处理，以提高旧水泥路面结构承载能力。

(2)重新加铺半刚性基层，加强其质量控制，保证其强度达到设计要求；路面结构层宜采用密级配沥青面层，并合理设计沥青混合料级配，施工时优化碾压工艺，保证路面压实度，防止空隙率过大。

(3)在路面内部、边部设置防排水设施，以提高路面结构抗水损害能力。

5结语

本文通过对广西南宁市某市政道路“白改黑”后沥青路面出现的大规模病害进行调查，分析了该市政道路主要病害类型及损坏特征，并确定路面空隙率、基层强度、旧水泥混凝土板脱空等性能指标与路面损坏之间的关系，可为市政道路“白改黑”设计、施工及维修提供参考。

参考文献

[1]CJJ36-2006，城镇道路养护技术规范[S].

Disease Investigation and Analysis of A Municipal Road Asphalt Pavement in Nanning

QIN Wen1，TANG Yu-ling2

(1.Guangxi Transportation Research Institute，Nanning，Guangxi，530022； 2.Guangxi Bagui Engineering Supervision Consulting Co.，Ltd.，Nanning，Guangxi，530028)

Abstract：Through the investigation on the massive disease of a municipal road asphalt pavement in Nanning City after“White to Black”，this article analyzed the main disease types and damage characteristics of this municipal road，and discussed the relationship between pavement porosity，base-layer strength，old cement concrete disengagement and other performance indexes with pavement damage，which can provide the ref-erence for the municipal road“White to Black”design and construction.

Keywords：Municipal roads； Asphalt pavement； Disease investigation； Damage analysis； Pavement porosity； Base-layer strength； Old cement concrete slab disengagement

收稿日期：2015-05-03

文章编号：1673-4874(2015)05-0030-03

中图分类号：U418.6

文献标识码：A

DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2015.05.009

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