城市道路舊瀝青路面使用性能恢復設計研究

李佳航 余承喜 魏鵬飛

摘要：文章以廣西南寧軌道交通4號線沿線道路維修整治工程（西段）主體工程路面恢復方案為例，通過分析基礎設施建設過程中造成該舊瀝青混凝土路面病害的原因，提出了基于橡膠瀝青混凝土表面層及高性能聚酯布的舊瀝青混凝土路面維修處治方案，以改善路面結構的抗裂縫、抗疲勞、抗水毀性能。通過該方案恢復的瀝青路面具有良好的使用性能及經濟效益。

關鍵詞：舊路維修整治；高性能聚酯布；舊瀝青路面；病害處治方案；橡膠瀝青混凝土

中圖分類號：U416.217 A 35 111 3

0 引言

因基礎交通建設需要，舊路維修整治是近年來城市軌道等基礎設施建設后的重點問題。國內在舊路病害處理方面主要集中在破除新建、直接罩面等，較少針對不同路段和病害進行具體設計。本文以廣西南寧軌道交通4號線沿線道路維修整治工程為例，在以恢復路用功能為主的前提下，以經濟性指導總體建設思路，對病害判定的準確性及其范圍提出更高的要求，確保病害處治方案經濟、合理、實施性高。

目前國內舊路維修整治主要以加鋪罩面［2］與破除新建為主，講究整體性處治，主要以彎沉值作為評判指標進行處治［3］，而以恢復路用性能為主，兼顧經濟性、道路適用性為出發點的較少?？傮w而言，本文結合當地實際工程需求，以經濟性兼顧實用功能為準則，對舊路瀝青路面使用性能恢復提供一些思考［4］。

1 項目概況

五象大道、那洪大道、洪歷路作為南寧市五象新區與江南區連接的重要道路，因軌道交通建設、道路使用年限、結構層等綜合原因，路面病害已逐步凸顯，如果不進行修復，隨著軌道4號線建成和城市的發展，上述道路將無法承受未來增加的交通流量荷載要求。為了配合軌道4號線建成通車，保證道路使用年限，改善交通功能，恢復路容路貌，維修整治勢在必行。

該項目為軌道交通4號線沿線道路維修整治工程（西段）主體工程，位于南寧市邕江以南，橫跨南寧經濟技術開發區、五象新區。路線西起于軌道交通4號線洪運路站，沿洪歷路、那洪大道、五象大道自西向東延伸至建設路。其中，經過了軌道交通4號洪運路站、金陽路站、通源路站、大沙田站、金象大道站、五象嶺站，共6個站點。

2 舊路檢測情況及病害成因分析

通過對現場調查及路面檢測報告分析病害成因，為舊路病害處治提供建設性意見。

2.1 舊路病害分析

2.1.1 路表病害情況

根據現場勘踏，現狀道路路基狀況基本良好，但局部路段可能出現不密實或松散情況。受軌道交通建設施工的影響，目前瀝青混凝土路面存在較多路面病害，亟待改造，主要包括：（1）道路病害類型表現為裂縫類、沉陷、坑槽、路況差等；（2）部分路段行車道及人行道為配合地鐵施工期間交通疏解而改變原有功能和面貌，施工結束后需對改造部分進行恢復。

2.1.2 路面行駛質量及結構性能評價

根據舊路檢測報告［4］，路面行駛質量（RQI）及路表彎沉檢測結果分別如下。

2.1.2.1 路面行駛質量（RQI）結果（圖1～3）

整體路面行駛質量RQI等級評價較低，路面平整度較差。項目共分3段。

第一段等級評價為優的路段占該檢測路段單元的25.00％；等級評價為良的路段占47.92％；等級評價為中的路段占16.67％；等級評價為次的路段占4.16％，等級評價為差的路段占6.25％。

第二段等級評價為優的路段占該段檢測路段單元的13.04％；等級評價為良的路段占23.91％；等級評價為中的路段占25.00％；等級評價為次的路段占8.70％，等級評價為差的路段占29.35％。

第三段等級評價為優的路段占該段檢測路段單元的24.20％；等級評價為良的路段占29.03％；等級評價為中的路段占16.13％；等級評價為次的路段占12.90％，等級評價為差的路段占17.74％。

2.1.2.2 路面彎沉檢測結果（圖4～6）

第一段檢測彎沉852點，評定為足夠，即彎沉值＜31（0.01 mm）的有646點，占實際檢測彎沉數量的75.8%；評定為臨界，即彎沉值為31～46（0.01 mm）的有206點，占實際檢測彎沉數量的24.2%；無評定為不足，即彎沉值＞46（0.1 mm）的測點。

第二段檢測彎沉1 207點，彎沉值＜31（0.1 mm）、評定為足夠的有883點，占實際檢測彎沉數量的73.2%；評定為臨界即彎沉值為31～46（0.1 mm）的有324點，占實際檢測彎沉數量的26.8%；無評定為不足，即彎沉值＞46（0.1 mm）的測點。

第三段檢測彎沉1 032點，彎沉值＜31（0.1 mm）、評定為足夠的有731點，占實際檢測彎沉數量的70.8%；評定為臨界，即彎沉值為31～46（0.1 mm）的有301點，占實際檢測彎沉數量的29.2%；無評定為不足，即彎沉值＞46（0.1 mm）的測點。

2.1.2.3 舊路狀況結論

通過比較RQI與路面彎沉數據可知，既有路面結構整體技術狀況較好，僅局部路段進行大修，少部分路段中修，大部分路段可進行預防性養護或保養小修。

2.2 路面病害成因分析及改造建議

根據舊路檢測報告及現場調查情況可知，項目沿線道路路面出現不同程度病害的主要原因如下：

（1）隨著使用年限增長，路面使用壽命逐年降低。表面磨耗嚴重，瀝青骨料外露，導致出現裂縫、水毀、坑槽、車轍等病害。

（2）裂縫、坑槽等病害若不及時處治，路表水下滲，會加劇病害的發展速度及嚴重程度。

（3）局部路段舊瀝青混凝土路面強度和厚度均存在一定不足。

（4）軌道施工交通組織導致局部路段交通量增大，重型施工車輛增加，導致這些路段路面病害破損嚴重。

（5）地鐵施工加劇路面病害的發展速度和嚴重程度。

根據舊路檢測報告及項目特點，對舊路恢復及施工提出以下幾點改造建議：

（1）針對該項目水毀病害嚴重、城市道路已出現路面積水問題，應采用高黏、高彈瀝青膠結料及抗水毀性能強的瀝青混合料。

（2）針對設計路段反射裂縫較多的特點，采取延緩和減少反射裂縫的手段和措施。

（3）在混合料設計和施工時，考慮到地區高溫多雨的氣候特點，應加強路面排水系統設計；嚴格控制加鋪瀝青混合料水穩定性的試驗指標，采用高黏度瀝青結合料、優質礦料和骨架密實型的瀝青混合料。

3 舊路病害綜合處治及路面結構設計

3.1 舊路病害綜合處治

鑒于病害成因，依照舊路檢測報告，現狀道路使用年限較久，路基經多年沉降已趨于穩定狀態。對路面病害傾向于淺層處理和精細化設計，以降低投資。主要處理方式如下：

（1）對于彎沉及路表感觀良好的路段不做處理。

（2）根據彎沉檢測結果，對舊瀝青路面承載能力顯示不足位置進行破除，按新路面結構進行恢復，以提高舊路的承載能力。

（3）對于彎沉狀況良好，僅出現縱橫斜向裂縫、坑槽、車轍、龜裂、波浪等病害的，對瀝青混凝土面層進行銑刨加鋪。

（4）針對病害情況應精細化處理，根據舊路檢測確定范圍，以精確、細致的單點數據確定處治范圍，以“豆腐塊”“補丁狀”控制恢復范圍，以恢復路用性能為準則。

3.2 路面材料的選擇

該項目屬于舊路維修整治工程，以往的舊路整治工程以整體破除恢復為主，本次維修整治工程以恢復路用功能為前提，以經濟性為導向。根據上述分析，裂縫、水毀是導致路面病害發生及加劇的主要原因，因此選擇能改善路面結構、抗裂縫、抗水毀性能強的處治材料是方案成功的關鍵。

（1）為節約施工時間、盡快開放交通，采用貧混凝土基層，但水泥混凝土接縫豎向變形是引起瀝青混凝土面層開裂（反射裂縫）的主要原因。針對此情況，在設計中需特別注意考慮材料的特性，采用了滿鋪高性能聚酯布方案。該材料是由非織造聚酯纖維等構成，具有耐高溫和柔韌性的特殊性質，可將向下傳遞的應力（水泥混凝土板裂縫處產生的集中應力）分散在較大的面積。應力經高性能聚酯布分散后，可延緩罩面層反射裂縫的產生時間，并可使裂縫產生的位置偏離水泥板裂縫的位置。高性能聚酯布還具有優異的柔韌性，輕微變形不會斷裂，可保護基層和路基不會因雨水下滲而破壞，改善路面結構的整體抗水毀性能，延長路面使用壽命。

（2）路面采用ARHM-SD-13橡膠改性瀝青混凝土［2］，以橡膠瀝青為膠結料。利用瀝青中有較高含量的廢舊輪胎橡膠粉、黏度高的特點，使橡膠瀝青混凝土具有優越的高溫穩定性能。同時，由于橡膠具有良好的彈性性能，因此橡膠瀝青混凝土低溫抗裂性能要較SBS改性瀝青［3］優良；與SMA相比，其性能指標一致，橡膠瀝青混凝土因不摻入木屑纖維，所以性價比更為優越，抗變形的彈性恢復能力也表現優秀。橡膠改性瀝青混凝土路面應用經驗表明，其抗疲勞、抗車轍和抗水損性能均表現優良。特別是采用輝綠巖的橡膠改性瀝青混凝土路面，由于其能長期保持黑色，能夠長久保持道路美觀，在城市道路中應用越來越廣泛；另外，大量采用廢舊輪胎粉，是廢舊資源再利用，符合環保節能的現實要求。盡管橡膠改性瀝青也存在性能變異、對施工溫度控制要求高等缺點，但只要對基質瀝青摻加橡膠粉的工藝嚴加控制，保證膠粉融合的均勻度，就可以消除其性能的變異性。同時，在混合料的攤鋪碾壓過程中，嚴格控制溫度也能減少平整度差。

4 路面結構設計

鑒于高性能聚酯布具有抗反射裂縫、抗水毀壞、經濟性高的特點，ARHM-SD-13橡膠改性瀝青混凝土具有良好的抗疲勞、抗車轍和抗水損性能，針對該項目特點提出了基于高性能聚酯布及的ARHM-SD-13橡膠改性瀝青混凝土的路面結構方案，詳見表1。路面處治方案詳見圖8。

5 路用性能評價

根據檢測數據及驗收情況，舊瀝青路面使用性能恢復的精細化處治可以很好地節省投資，對道路使用并不會產生影響，重建部分局部施工對瀝青攤鋪質量未有影響，整體效果較好。

6 結語

針對以往城市道路舊路瀝青路面維修處治“一刀切”的問題，本文以廣西南寧軌道交通4號線沿線道路維修整治工程（西段）主體工程路面恢復方案為例，通過分析基礎設施建設過程中造成該舊瀝青混凝土路基路面產生病害的原因，并根據檢測報告及現場實際情況，針對項目特點及不同病害，提出了基于橡膠瀝青混凝土表面層及高性能聚酯布的舊瀝青混凝土路面使用性能恢復設計方案，從而改善路面結構的抗裂縫、抗疲勞、抗水毀性能。通過該方案恢復的瀝青路面具有良好的使用性能及經濟效益，為以后類似城市道路舊路整治維修項目提供參考。

參考文獻

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收稿日期：2023-08-20