城市道路旧沥青路面使用性能恢复设计研究

李佳航 余承喜 魏鹏飞

摘要：文章以广西南宁轨道交通4号线沿线道路维修整治工程（西段）主体工程路面恢复方案为例，通过分析基础设施建设过程中造成该旧沥青混凝土路面病害的原因，提出了基于橡胶沥青混凝土表面层及高性能聚酯布的旧沥青混凝土路面维修处治方案，以改善路面结构的抗裂缝、抗疲劳、抗水毁性能。通过该方案恢复的沥青路面具有良好的使用性能及经济效益。

关键词：旧路维修整治；高性能聚酯布；旧沥青路面；病害处治方案；橡胶沥青混凝土

中图分类号：U416.217 A 35 111 3

0 引言

因基础交通建设需要，旧路维修整治是近年来城市轨道等基础设施建设后的重点问题。国内在旧路病害处理方面主要集中在破除新建、直接罩面等，较少针对不同路段和病害进行具体设计。本文以广西南宁轨道交通4号线沿线道路维修整治工程为例，在以恢复路用功能为主的前提下，以经济性指导总体建设思路，对病害判定的准确性及其范围提出更高的要求，确保病害处治方案经济、合理、实施性高。

目前国内旧路维修整治主要以加铺罩面［2］与破除新建为主，讲究整体性处治，主要以弯沉值作为评判指标进行处治［3］，而以恢复路用性能为主，兼顾经济性、道路适用性为出发点的较少。总体而言，本文结合当地实际工程需求，以经济性兼顾实用功能为准则，对旧路沥青路面使用性能恢复提供一些思考［4］。

1 项目概况

五象大道、那洪大道、洪历路作为南宁市五象新区与江南区连接的重要道路，因轨道交通建设、道路使用年限、结构层等综合原因，路面病害已逐步凸显，如果不进行修复，随着轨道4号线建成和城市的发展，上述道路将无法承受未来增加的交通流量荷载要求。为了配合轨道4号线建成通车，保证道路使用年限，改善交通功能，恢复路容路貌，维修整治势在必行。

该项目为轨道交通4号线沿线道路维修整治工程（西段）主体工程，位于南宁市邕江以南，横跨南宁经济技术开发区、五象新区。路线西起于轨道交通4号线洪运路站，沿洪历路、那洪大道、五象大道自西向东延伸至建设路。其中，经过了轨道交通4号洪运路站、金阳路站、通源路站、大沙田站、金象大道站、五象岭站，共6个站点。

2 旧路检测情况及病害成因分析

通过对现场调查及路面检测报告分析病害成因，为旧路病害处治提供建设性意见。

2.1 旧路病害分析

2.1.1 路表病害情况

根据现场勘踏，现状道路路基状况基本良好，但局部路段可能出现不密实或松散情况。受轨道交通建设施工的影响，目前沥青混凝土路面存在较多路面病害，亟待改造，主要包括：（1）道路病害类型表现为裂缝类、沉陷、坑槽、路况差等；（2）部分路段行车道及人行道为配合地铁施工期间交通疏解而改变原有功能和面貌，施工结束后需对改造部分进行恢复。

2.1.2 路面行驶质量及结构性能评价

根据旧路检测报告［4］，路面行驶质量（RQI）及路表弯沉检测结果分别如下。

2.1.2.1 路面行驶质量（RQI）结果（图1～3）

整体路面行驶质量RQI等级评价较低，路面平整度较差。项目共分3段。

第一段等级评价为优的路段占该检测路段单元的25.00％；等级评价为良的路段占47.92％；等级评价为中的路段占16.67％；等级评价为次的路段占4.16％，等级评价为差的路段占6.25％。

第二段等级评价为优的路段占该段检测路段单元的13.04％；等级评价为良的路段占23.91％；等级评价为中的路段占25.00％；等级评价为次的路段占8.70％，等级评价为差的路段占29.35％。

第三段等级评价为优的路段占该段检测路段单元的24.20％；等级评价为良的路段占29.03％；等级评价为中的路段占16.13％；等级评价为次的路段占12.90％，等级评价为差的路段占17.74％。

2.1.2.2 路面弯沉检测结果（图4～6）

第一段检测弯沉852点，评定为足夠，即弯沉值＜31（0.01 mm）的有646点，占实际检测弯沉数量的75.8%；评定为临界，即弯沉值为31～46（0.01 mm）的有206点，占实际检测弯沉数量的24.2%；无评定为不足，即弯沉值＞46（0.1 mm）的测点。

第二段检测弯沉1 207点，弯沉值＜31（0.1 mm）、评定为足够的有883点，占实际检测弯沉数量的73.2%；评定为临界即弯沉值为31～46（0.1 mm）的有324点，占实际检测弯沉数量的26.8%；无评定为不足，即弯沉值＞46（0.1 mm）的测点。

第三段检测弯沉1 032点，弯沉值＜31（0.1 mm）、评定为足够的有731点，占实际检测弯沉数量的70.8%；评定为临界，即弯沉值为31～46（0.1 mm）的有301点，占实际检测弯沉数量的29.2%；无评定为不足，即弯沉值＞46（0.1 mm）的测点。

2.1.2.3 旧路状况结论

通过比较RQI与路面弯沉数据可知，既有路面结构整体技术状况较好，仅局部路段进行大修，少部分路段中修，大部分路段可进行预防性养护或保养小修。

2.2 路面病害成因分析及改造建议

根据旧路检测报告及现场调查情况可知，项目沿线道路路面出现不同程度病害的主要原因如下：

（1）随着使用年限增长，路面使用寿命逐年降低。表面磨耗严重，沥青骨料外露，导致出现裂缝、水毁、坑槽、车辙等病害。

（2）裂缝、坑槽等病害若不及时处治，路表水下渗，会加剧病害的发展速度及严重程度。

（3）局部路段旧沥青混凝土路面强度和厚度均存在一定不足。

（4）轨道施工交通组织导致局部路段交通量增大，重型施工车辆增加，导致这些路段路面病害破损严重。

（5）地鐵施工加剧路面病害的发展速度和严重程度。

根据旧路检测报告及项目特点，对旧路恢复及施工提出以下几点改造建议：

（1）针对该项目水毁病害严重、城市道路已出现路面积水问题，应采用高黏、高弹沥青胶结料及抗水毁性能强的沥青混合料。

（2）针对设计路段反射裂缝较多的特点，采取延缓和减少反射裂缝的手段和措施。

（3）在混合料设计和施工时，考虑到地区高温多雨的气候特点，应加强路面排水系统设计；严格控制加铺沥青混合料水稳定性的试验指标，采用高黏度沥青结合料、优质矿料和骨架密实型的沥青混合料。

3 旧路病害综合处治及路面结构设计

3.1 旧路病害综合处治

鉴于病害成因，依照旧路检测报告，现状道路使用年限较久，路基经多年沉降已趋于稳定状态。对路面病害倾向于浅层处理和精细化设计，以降低投资。主要处理方式如下：

（1）对于弯沉及路表感观良好的路段不做处理。

（2）根据弯沉检测结果，对旧沥青路面承载能力显示不足位置进行破除，按新路面结构进行恢复，以提高旧路的承载能力。

（3）对于弯沉状况良好，仅出现纵横斜向裂缝、坑槽、车辙、龟裂、波浪等病害的，对沥青混凝土面层进行铣刨加铺。

（4）针对病害情况应精细化处理，根据旧路检测确定范围，以精确、细致的单点数据确定处治范围，以“豆腐块”“补丁状”控制恢复范围，以恢复路用性能为准则。

3.2 路面材料的选择

该项目属于旧路维修整治工程，以往的旧路整治工程以整体破除恢复为主，本次维修整治工程以恢复路用功能为前提，以经济性为导向。根据上述分析，裂缝、水毁是导致路面病害发生及加剧的主要原因，因此选择能改善路面结构、抗裂缝、抗水毁性能强的处治材料是方案成功的关键。

（1）为节约施工时间、尽快开放交通，采用贫混凝土基层，但水泥混凝土接缝竖向变形是引起沥青混凝土面层开裂（反射裂缝）的主要原因。针对此情况，在设计中需特别注意考虑材料的特性，采用了满铺高性能聚酯布方案。该材料是由非织造聚酯纤维等构成，具有耐高温和柔韧性的特殊性质，可将向下传递的应力（水泥混凝土板裂缝处产生的集中应力）分散在较大的面积。应力经高性能聚酯布分散后，可延缓罩面层反射裂缝的产生时间，并可使裂缝产生的位置偏离水泥板裂缝的位置。高性能聚酯布还具有优异的柔韧性，轻微变形不会断裂，可保护基层和路基不会因雨水下渗而破坏，改善路面结构的整体抗水毁性能，延长路面使用寿命。

（2）路面采用ARHM-SD-13橡胶改性沥青混凝土［2］，以橡胶沥青为胶结料。利用沥青中有较高含量的废旧轮胎橡胶粉、黏度高的特点，使橡胶沥青混凝土具有优越的高温稳定性能。同时，由于橡胶具有良好的弹性性能，因此橡胶沥青混凝土低温抗裂性能要较SBS改性沥青［3］优良；与SMA相比，其性能指标一致，橡胶沥青混凝土因不掺入木屑纤维，所以性价比更为优越，抗变形的弹性恢复能力也表现优秀。橡胶改性沥青混凝土路面应用经验表明，其抗疲劳、抗车辙和抗水损性能均表现优良。特别是采用辉绿岩的橡胶改性沥青混凝土路面，由于其能长期保持黑色，能够长久保持道路美观，在城市道路中应用越来越广泛；另外，大量采用废旧轮胎粉，是废旧资源再利用，符合环保节能的现实要求。尽管橡胶改性沥青也存在性能变异、对施工温度控制要求高等缺点，但只要对基质沥青掺加橡胶粉的工艺严加控制，保证胶粉融合的均匀度，就可以消除其性能的变异性。同时，在混合料的摊铺碾压过程中，严格控制温度也能减少平整度差。

4 路面结构设计

鉴于高性能聚酯布具有抗反射裂缝、抗水毁坏、经济性高的特点，ARHM-SD-13橡胶改性沥青混凝土具有良好的抗疲劳、抗车辙和抗水损性能，针对该项目特点提出了基于高性能聚酯布及的ARHM-SD-13橡胶改性沥青混凝土的路面结构方案，详见表1。路面处治方案详见图8。

5 路用性能评价

根据检测数据及验收情况，旧沥青路面使用性能恢复的精细化处治可以很好地节省投资，对道路使用并不会产生影响，重建部分局部施工对沥青摊铺质量未有影响，整体效果较好。

6 结语

针对以往城市道路旧路沥青路面维修处治“一刀切”的问题，本文以广西南宁轨道交通4号线沿线道路维修整治工程（西段）主体工程路面恢复方案为例，通过分析基础设施建设过程中造成该旧沥青混凝土路基路面产生病害的原因，并根据检测报告及现场实际情况，针对项目特点及不同病害，提出了基于橡胶沥青混凝土表面层及高性能聚酯布的旧沥青混凝土路面使用性能恢复设计方案，从而改善路面结构的抗裂缝、抗疲劳、抗水毁性能。通过该方案恢复的沥青路面具有良好的使用性能及经济效益，为以后类似城市道路旧路整治维修项目提供参考。

参考文献

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［2］张 军.沥青路面常见病害原因分析与处治措施［J］.黑龙江交通科技，2022（10）：46-48.

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［5］广西壮族自治区建筑工程质量检测中心.轨道交通4号线沿线道路维修整治工程（西段）设计前、施工前路面检测路况调查报告［Z］.南宁，2019.

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收稿日期：2023-08-20