市政路面改造工程病害分析及处治建议

陈艳芬 李铭

摘要：文章分析了我国当前旧沥青混凝土路面存在的路面病害及形成原因，并结合广西百色市中山路旧路改造工程项目，采用美国PCI评价模型对路面损坏情况进行全面评估，同时运用激光路面平整度检测系统及落锤式弯沉仪对路面损害情况进行检测，发现该路面主要存在网裂、碎裂、沉陷、修补破损等病害，并提出了后期改造技术措施。

关键词：旧沥青混凝土路面;病害;路面改造;PCI评价模型

0 引言

为满足国家经济水平高速发展的需要，近些年我国公路建设全面展开并取得了辉煌成绩。但随着城市道路的交通量和车辆轴载飞速增长，对公路质量提出了更高的要求：一方面，原有市政道路因城市快速发展已远远不能满足正常交通量要求;另一方面，许多城市道路在运营期间缺乏日常维护管理，在恶劣天气和荷载反复作用下，行车路面出现裂缝、沉陷、车辙、坑槽等诸多病害，影响城市美观，严重降低日常行车舒适性，影响日常通行量，且易引发交通事故[1-2]。在这种背景下，当前国内城市正如火如荼地进行城市旧路改造工作，常规复合路面和新建复合式路面等旧路改造技术在各大城市广泛推行[3-4]。

进行旧路改造前需要对原有路面病害及质量情况进行全面调查和质量评估，并根据调查和检测结果制定经济合理的改造方案，这对检测工作提出了更高的要求。路面路况调查与评价的目的是全面掌握路面的使用状况，分析路面产生病害的原因，研究其变化规律，拟定处治方案，为道路养护管理部门制定资金需求和资金分配计划、制定道路养护工作计划，确定大、中、小修及保养对策和方案提供依据[5]。本文以广西百色市中山路旧路改造为工程依托，采用美国PCI（PavementConditionIndex）评价模型[6-7]对路面损坏情况进行全面评估，同时运用激光路面平整度检测系统及落锤式弯沉仪，对旧沥青混凝土路面质量进行全面调查和检测，结合检测结果给出相应处治建议，为其它相关市政旧路改造工程提供相参考借鉴。

1 工程概况

1.1 实体项目介绍

中山路是百色市市区一条贯穿东西的主干道，东面连接中山桥、西面连接百林大桥，是车辆进出城区的主要道路，同时还是南北向车流汇流集中的主要道路。中山路途经学校、医院、商业中心、部队等，是一条重要城市道路，对提升百色市的城市形象起到重要作用。本次检测道路现状为沥青混凝土路面，道路等级为城市次干路，地理位置如图1所示

1.2 路面病害情况

通过对百色市中山路进行路况调查，汇总沥青混凝土路面病害情况如图2所示：

从路面拍摄情况可知，旧路面主要存在坑槽、线裂、沉陷、碎裂、修补破损和剥落等病害。通常认为当地气温的交替变化及当地行车荷载因素及二者的联合作用是导致路面裂缝和沉陷等病害出现的主因。对于气候湿润的地区，湿度因素也将为路面裂缝和沉陷的产生创造条件[6]，而百色市受亚热带季风气候影响，光热充沛，雨热同季，夏长冬短，受大气干湿交替影响显著，为路面病害的产生创造了条件。

2 路面检测结果及分析

为彻底对路面进行改造，采用路面损坏PCI等级评价、车辙试验和结构强度等检测试验方法，对百色市中山路旧沥青混凝土路面进行了全面系统地检测，为路面改造工程的方案设计提供科学决策的依据。

2.1 路面损坏状况PCI等级评价

路面损坏一般用路面损坏状况指数（PCI）评价模型，该方法能充分考虑不同损坏的评分及重复性损害所带来的影响，对整体损坏程度进行精准和有效计算。根据路段状况调查得出的病害类型、轻重程度和密度数据，按照规范计算出PCI。

路面损坏状况指数（PCI）：

式中：PCI为路面状况指数，取值范围0～100（数值小于0时，PCI=0）;n为单类损坏类型数，对沥青路面，n=4，对应裂缝类、变形类、松散类和其它类;m为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=3，分别对应线裂、网裂和碎裂，其它依次类推;DPij为第i单类损坏中的第j单项损坏类型的单项扣分值;Wij为第i单类损坏中的第j单项损坏类型的权重。相关技术指标参考应按《城镇道路养护技术规范》[8]（CJJ36-2006）进行。路面损坏状况PCI等级评价及病害数量见表1。

从表1可知，百色市中山路旧沥青混凝土路面损坏状况PCI指数在71～85范围内，按评价等级可划分为B级。前期路况调查发现其主要路面病害为网裂、碎裂、沉陷和修补破损等病害，各种面积分别达：153m2、290m2、52m2、324m2。

2.2 路面弯沉试验

采用落锤式弯沉仪FWD[9]对百色市中山路进行路面动态弯沉测定。测试工作原理如图3所示，路面弯沉分布如图4所示。

从图4可知，本次弯沉检测的单元分段中弯沉最大值为294.7（0.01mm），最小值为4.0（0.01mm），弯沉代表值在88.2（0.01mm）～214.2（0.01mm）之间，整个检测路段弯沉值变异较大。除K0+820～K1+140右幅2车道弯沉代表值<100（0.01mm）外，其他检测路段弯沉代表值均>100（0.01mm），局部路段甚至>200（0.01mm）。左幅1车道路面平均弯沉值为82.8（0.01mm）;左幅2车道路面平均弯沉值为69.2（0.01mm）;右幅1車道路面平均弯沉值为82.0（0.01mm）;右幅2车道路面平均弯沉值为80.1（0.01mm）。

从以上数据分析可知，该旧沥青混凝土路面的平均弯沉值偏大，反映出左右两侧车道的弯沉出现明显的差异性。差异性沉降极易引起相应位置出现应力集中现象，当集中剪应力超过沥青混凝土加铺层的抗剪强度时，造成反射裂缝的出现。随温度应力和行车荷载的反复作用，板缝处过大竖向位移引起较高水平的应力集中，使沥青面层过早地疲劳开裂，加剧路面损坏程度[9-10]。

2.3 路面平整度检测

采用激光路面平整度检测系统对百色市中山路旧沥青混凝土路面平整度状况进行现场检测，绘制平整度等级分布图如下页图5所示。

由图5可知，整个路段平整度较差，D级占有比例较大，A、B级占有比例不大，其中右幅2车道和左幅2车道D级占有比例达到50%。在常年交通荷载反复作用下，加上百色地区干湿交替的气候条件使得路面出现不同程度车辙和沉陷，而雨期雨水聚集，使得路面病害加剧，中期修补路面与周边路面易产生不均匀沉降，使得路面平整度进一步变差。

3 结语

（1）从路面损坏情况PCI评价指标可知，百色中山路旧沥青混凝土路面普遍存在网裂、碎裂、沉陷和修补破损等病害。对于该路面的改造，建议在进行罩面工程加铺时，对裂缝类病害视具体情况进行灌缝、修补坑槽或进行铣刨清除等处理，必要时采取防裂措施后再加铺沥青层。综合考虑道路的交通和环境影响因素，建议采用高质量、高黏度沥青，以提高沥青混合料的使用性能。

（2）针对旧沥青混凝土路面平整度差、平均弯沉值较大的情况，建议在路面改造施工过程中严格控制施工工艺，保证每一个结构层厚度均匀、表面平整，同时对路面强度不足的路段进行补强，以满足交通荷载对路面承载能力的要求。

（3）百色市位于亚热带季风气候分布区，受大气干湿交替影响显著，建议在路面维修改造过程中加强路面排水设施建设，路面加铺后应相应地提高排水口标高，在道路使用过程中要加强日常养护，確保路面排水通畅，以减少水对路基路面的影响。

参考文献：

[1]李 聪.旧路路面改造技术的研究及应用[D].广州：华南理工大学，2013.

[2]钟建超.沥青加铺层在旧水泥混凝土路面改造中的应用研究[D].长沙：湖南大学，2006.

[3]傅春秀.公路水泥混凝土路面加铺沥青技术研究[D].福州：福州大学，2013.

[4]江 毅.旧沥青路面加铺力学分析及防裂措施研究[D].长沙：湖南大学，2009.

[5]蔡舒岚.旧水泥路面检测评价及加铺沥青面层技术研究[D].西安：长安大学，2007.

[6]刘宪明.高速公路沥青混凝土路面破损状况评价新指标的研究[J].中国水运，2016，37（5）：60-61.

[7]张争奇.高速公路沥青路面维修养护技术[M].北京：人民交通出版社，2010.

[8]CJJ36-2006，城镇道路养护技术规范[S].

[9]曾 杰，肖 川，李保险，等.FWD荷载下沥青路面动力响应的温度影响作用研究[J].公路工程，2015，40（1）：107-111.

[10][ZK（]张志远.激光路面平整度检测系统研究[D].太原：太原理工大学，2013.