城市快速路沥青路面病害分析及养护方案

于 欢

(山西旅游职业学院， 山西太原 030031)

近几年随着城市私家车的迅速增多，城市道路交通量逐渐趋于饱和，为了使交通运行通畅，城市快速路迅猛发展。但由于快速路的车辆行驶速度快，加之空气湿度、早晚温差等影响，使得城市快速路出现了各种形式的路面病害。例如：横、纵裂缝、网状裂缝、车辙等，这些病害现象使城市快速路的使用寿命与服务质量都明显降低。因此，对城市快速路沥青路面病害进行分析与处治研究，对城市快速路的运营与维护意义重大[1]。本文以太原市中环快速路为例，对南中环路况进行调查分析，得出相应的病害处治与养护方案，为提升城市快速路的管理水平提供实例依据。

1 城市快速路沥青路面病害分析

以太原南中环桥为起点，沿中环快速路进行路况调查，途经中环各路段中，有部分路面产生了的裂缝、龟裂、车辙等病害。

1.1 裂缝出现的原因调查与分析

通过调查发现，太原市中环快速路出现了以下三种不同的裂缝形式。

1.1.1 横向裂缝

通过钻孔取芯观察研究，环路部分路段芯样面层出现松散现象，严重情况裂缝甚至延伸至路面基层(图1)，产生原因主要有以下几种：

图1 路面横向裂缝

(1)地处于大陆季风气候的太原，是典型的内陆城市，冬季干燥寒冷，由于低温长时间作用于路面，所产生的拉应力逐渐超出沥青混凝土的极限拉应力时，低温横向裂缝就容易出现在路面薄弱处[2]。

(2)常年昼夜温差大是太原市主要的气候特征之一，日积月累的温差作用，导致沥青路面产生了温度应力，逐渐形成了温度疲劳裂缝。

(3)当路面出现裂缝时，裂缝的两侧非常容易受到雨水的侵蚀，尤其是快速路频繁受到动态荷载的作用，逐渐导致两侧路表面层松散剥离甚至基层开裂。

(4)除了主要的低温、温差、反射、不均匀沉降等因素外，当快速路各面层间没有粘结成整体，容易产生层间位移，从而导致横向裂缝出现。

1.1.2 纵向裂缝

通过沿路调查研究，太原市中环快速路的纵向裂缝主要出现在行车道的轮迹带周围[3]，且裂缝出现间断性网裂，根据纵缝取芯观察，大部分纵向裂缝处于沥青路面的面层(图2)，分析其形成的原因主要有以下几点：

图2 路面纵向裂缝

(1)在施工过程中路基未压实均匀，投入使用后雨水的侵蚀加速了路基承载力的降低，尤其在高频率的车辆荷载作用下，使路基很快出现了不均匀沉降，而当不均匀沉降作用到路面时就表现为纵向裂缝。

(2)同样也是因为常年昼夜温差的作用，当温度应力超出沥青混合料抗拉强度极限时，也会致使路面出现纵向裂缝。

1.1.3 网状裂缝

当城市快速路面病害横向、纵向裂缝进一步演变就会出现网状裂缝(图3)。取芯观察，网状裂缝主要出现在路面的面层，主要是因为在路面施工过程中，沥青混合料拌合不充分，或者级配出现偏差，加之温应力及水分的作用所导致的网状裂缝[4]。

图3 路面网裂

1.2 车辙出现原因调查与分析

车辙是城市快速路沥青路面损害中常见的一种病害现象(图4)，通过对太原市中环快速路车辙路段取芯试验研究，分析车辙形成的主要原因如下：

图4 路面车辙

(1)交通量过大，车辆轮胎长期反复磨耗致使路面面层集料松散脱落。

(2)在车辆荷载的累计高频作用下，超出快速路沥青路面的抗剪极限时[5]，导致路面产生剪切变形，从而使轮胎两侧路面面层鼓起产生车辙。

2 城市快速路养护方案研究

通过对城市快速路路面所出现的各种病害调查与分析，针对病害产生的原因，适合快速路预防性养护方案的措施主要有：封缝、石屑封层、微表处、雾封层、碎石封层、超薄磨耗层、环氧沥青封层等。

2.1 封缝

在路面出现横向裂缝、纵向裂缝、网裂等裂缝初期，通过灌封胶、焊缝的方法，防止雨水流入裂缝进而侵蚀路面结构，因此越早处治裂缝对抑制路面病害发展效果越好。可根据裂缝的类型及路面病害的程度，进行综合评估采取相应的封缝措施。

2.2 石屑封层

对于轻微的路面松散病害，可以采用石屑封层进行预防性养护，采用人工涂刷或者同步碎石撒布车进行施工，抗滑性能好，能够为行驶车辆提供良好的附着力，同时在破损路面上形成防水屏障，有效阻止雨水进一步侵蚀到路面内部结构。

2.3 微表处

微表处是近几年被广泛推广的沥青路面有效预防性养护手段之一，具有造价低、快速化、机械化等优点。因为用于微表处的沥青混合料中加入了聚合物改性乳化沥青，所以该方法对于处治非结构性病害，施工较为方便，并且体现出更加优良的粘附性、高温稳定性和水稳定性，无需碾压即可修复车辙，从而使施工路段能够快速通车。

2.4 雾封层

针对具有裂缝较多的轻微网裂路面病害，可采用雾封层养护手段，将稀释后的慢凝型乳化沥青通过沥青洒布车喷洒到旧氧化沥青表面，然后撒布相对粒径的细沙，不仅使原来路面的颜色加深，标线对比更加清晰，也提高了旧路面的抗滑性和行车安全性。

2.5 碎石封层

针对反射裂缝，可采用碎石封层进行路面病害处治，根据路面实际情况可选择普通沥青、橡胶沥青、纤维沥青等结合料，喷洒在道路表面，之后把单一粒径的细碎石撒布在沥青结合料上，并使用压路机进行碾压，从而形成抗滑性能好、封水耐久的碎石封层。

2.6 超薄磨耗层

当快速路沥青路面出现轻度网裂、骨料外露的情况，可以通过超薄磨耗层来进行预防性养护，所使用的沥青结合料有SBS改性沥青混合料、SAC-10、Novachip[6]等，这些结合料对集料有高黏附性、包裹力持久、抗剥离性能强的特性，可以使原路面整体强度得到提高；同时超薄磨耗层还能够起到改善行车安全性能、减小路面行车噪声的作用。

2.7 环氧沥青封层

处理路面轻微裂缝、较浅车辙、轻度松散等病害，可采用环氧沥青封层，能够与原沥青路面保持有效的粘附性，并且在施工后撒布一定量的细沙，使得水性环氧沥青封层的抗滑性能得到进一步提高(表1)。

表1 城市快速路沥青路面养护方案、适应条件及效果

3 结束语

城市快速路逐渐进入养护期，做好路面预防性养护，对延长快速路使用寿命，提高车辆行驶安全度与舒适度，节约快速路养护资金意义重大，本文以太原市中环快速路出现的路面病害为例，深入分析路面病害产生的原因，并针对不同的路面提出处治与养护的方法措施，为城市快速路管理部门解决快速路养护问题提供理论依据。