对城市道路特殊路段沥青路面结构与材料组成应用技术的探讨

何宗鑫

(安徽国顺交通咨询设计研究院有限公司，安徽 合肥 230051)

1 现阶段城市道路特殊路段交通特点及常见病害分析

城市道路特殊路段是指存在超限运输、路面易发生病害的路段，或有着特殊功能要求的路段。特殊路段及其特点、常见病害列举如下：

(1)针对城市规划区先期建设用于运输建筑材料的路段而言，其特点是建成后通行大型货运车辆，在较为频繁的重载下，路面容易发生龟裂、重度车辙等病害，后期需要翻修才能作为城市次干路、支路使用，二次建设造成资金和资源的浪费。

(2)部分路段存在频繁车辆起停、转向的公交港湾或交叉口，此类路段特点是车辆急停、启动加速过程，会对路面施加较大的推力，易造成路面剪切破坏，发生横向开裂、推移性车辙等病害。

(3)运输量大的城市环线路段、出城口路段，具有交通量大、重载车辆多的特点，易大量发生龟裂、坑槽等病害。由于交通不宜中断，维修困难。

(4)道路纵断面设计受限于地块标高，导致道路纵坡较小、排水不畅的路段，若采用一般沥青混凝土作为主要材料，路面雨天易形成路表水膜，导致行车不安全，且由于路面层间水排除不及时，在车辆荷载下可形成较高动水压力，顶破路面形成坑槽、唧浆。

(5)密集居住区、医院、科研单位、学校、公园等环境敏感区周边路段，对噪声控制要求较为严格，部分路段还需要兼顾景观、交通功能区分需求。

通过分析城市道路特殊路段交通特点和常见病害，可以科学地对特殊路段路面结构与材料组成应用技术进行设计，避免特殊路段频繁发生病害。城市道路特殊路段常见病害如图1所示。

图1 城市道路特殊路段常见病害

2 城市道路特殊路段路面结构和材料分析

城市道路特殊路段路面材料相对复杂，为了满足道路能稳定投入使用需要保证材料的多面性，现阶段路面对平整度的要求愈来愈高导致在材料选择上限制性较大甚至为了追求路面平整存在选材不科学的现象。相比于基层和底基层而言，沥青面层材料工作温度和压力最高，需要面对荷载和环境的双重侵蚀，既要能够稳定面对一定的负荷不发生形变，又要有效应对水、气温、光照等自然作用，因此在选择沥青面层材料时需要对材料质量和性能进行严格监管。沥青面层初期一般只是功能性破损，不存在结构损害问题，但是如果不及时进行养护则会逐渐造成其他结构的损坏。沥青面层材料组成应用技术相对复杂，主要有沥青含量确定、集料类型选择、设备确定、最大颗粒选择、混合料类型确定等，需要保证适应性强、相对平整、耐久性表现优质且有一定的强度，可以有效降低行车噪声。一般情况下，沥青面层材料分为一定的等级类型，需要根据实际情况和国家规定科学选择材料。

现阶段主要用密级配沥青混凝土(AC)型、开级配排水式磨耗层(OGFC)型、沥青玛蹄脂碎石(SMA)型三种混合料类型。AC型相对而言更为密实抗滑，主要用来提升路面的抗车辙能力，整体混合料呈现嵌挤结构，孔隙率在7%以下。OGFC型主要用于排水表面层，OGFC型是多孔结构且能够在表层的混合料中形成空隙，不仅能够降低雨天路面反射且能有效提升路面的抗滑性，但是由于OGFC型的耐久性较差，很容易导致沥青面层损坏或者老化，在选择时需要格外注意。SMA型在这三种材料中有着更为优质的路用性能表现，通过大量的粗集粒让SMA型路面有着较大的内摩擦力，整体骨架结构相对稳定坚固，不仅可以有效防止车辙和面层开裂的现象，抗水害和耐久性也更为优质，因此在我国南方雨水较为丰沛的城市如广州、深圳等大都是采用SMA型材料作为面层材料。

此外，要重视对当前出现的新型路面材料进行推广和应用，例如半柔性路面、抗滑低噪超表处等。半柔性路面材料是一种复合式路面材料，具有刚柔并济的特点，制备的过程中需要在开级配的大空隙沥青混合料(空隙率22%～28%)中灌入特殊高流动度水泥胶浆。在上述材料中，水泥胶浆可以使路面更耐高温，在高温中禁锢住沥青混合料中集料的滑移变形，极大提高路面的抗车辙性能，60 ℃动稳定度可达到 30 000 次以上，与此同时，还可使路面保留足够的柔性，车辆行驶其上可获得良好的行车体验，但该种路面也存在明显缺点，即降噪性能不足。

抗滑低噪超表处是通过超表处封层车，依次将层间界面剂、乳化高黏沥青或液体高黏沥青、集料、乳化高黏沥青或液体高黏沥青、表面保护剂等材料，五层同步洒/撒布施工至原路面，以恢复提高原路面功能、延长使用寿命、消除行车安全隐患、节约后期养护费用；具有抗滑能力强、行车噪声低、封水效果好、快速开放交通、低碳环保、性价比高等优点，若另外加入防凝冰剂，则具有持久防凝冰功能。其主要应用于一些交通量大的路段的养护作业。

新型路面的应用，保障了城市道路特殊路段路面材料选择的多样性、全面性。

3 城市特殊路段的路面结构选择

通过实验分析，针对特殊路段的路面结构做出选择：

(1)对于在建区运输道路、城市环线路段、出城口路段等重载特殊路段，优选结构强度高、稳定性能好的SMA路面，同时考虑半柔性路面的应用。

(2)对于存在轻微裂缝、车辙病害但交通量大维修困难的路段，可以采用抗滑低噪超表处进行罩面处理。

(3)对于公交港湾或交叉口路段，因抗剪要求高，可优选SMA路面以及同时添加SBS改性剂、抗车辙剂的复合改性沥青混凝土路面。如果路面抗滑性需求较大，可以选择OGFC路面和SMA路面。但是相对而言，OGFC路面的耐久性较差，需要结合实际需求进行选择。

(4)对于加油站、化工厂附近的在路面防火性方面有特殊需求的路段，通过测试发现，OGFC路面的汽油逃逸程度最高，而SMA路面的汽油逃逸程度最低，这意味着在禁止明火或者特殊危险路段需要选择OGFC路面来提升整体安全系数。

(5)对于教育区域和居民住宅区域附近对于降低噪音有特殊需求的路段，OGFC路面与SMA路面的降噪性能基本持平，可以根据道路的交通需求和路面耐久性要求进行选择。

(6)对于交通量小但排水不畅的路段，可以考虑采用OGFC路面；在部分交通拥堵的路段可以借助彩色沥青来进行疏导，能够有效预防交通事故的发生。

具体选择何种路面，需要根据自身需求，通过科学分析后合理选择。

4 结束语

路面的结构类型较为复杂，需要结合实际交通需求进行选择。比选阶段，需要针对路面结构进行梳理整合分析，并结合实际情况科学选择路面结构，从强度、抗剪性、抗冲刷性、水稳定性等多方面着手分析，科学选择材料组成应用技术，避免由于路面结构损坏对交通运行造成影响。