浅析市政道路沥青混凝土路面病害及检测技术

樊祥龙，马顺芳

（1.四川四正建设工程质量检测有限公司，四川 成都 610200；2.四川铁道职业学院，四川 成都 610097）

随着道路施工技术不断进步，城市道路路面质量也在不断提高，但由于交通量不断增加，设计和施工质量参差不齐，路面也逐渐呈现出各种病害，为避免路面病害问题影响道路正常运行，需加强对路面工程的维修养护处理[1]。及时认识到路面病害程度是进行道路养护的依据，实时进行路面调查可以及时反馈道路的使用状况。本文以成都市某段路面情况为例进行了路面病害类型及检测技术的分析。

1 市政沥青混凝土路面常见病害及成因分析

1.1 裂缝

裂缝是沥青混凝土路面最常见的一种病害，直接威胁到道路的使用寿命[2]。根据形成原因将裂缝大致分为荷载性裂缝和非荷载性裂缝。荷载性裂缝主要因行车荷载作用而产生，非荷载裂缝主要以温度裂缝为主，还包括由于施工工艺不当或者选择使用不合格材料产生的裂缝，这2 种裂缝常以横向裂缝、纵向裂缝和网裂的形式表现出来。

1.1.1 横向裂缝

横向裂缝表现为与线路中线基本垂直，线宽不一。产生的原因主要有：①半刚性积层材料失水收缩、低温收缩裂缝反射到路面[3]；②沥青混凝土温缩引发的收缩变形，材料或施工质量等原因致使沥青混凝土面层温度收缩或温度疲劳应力大于沥青混凝土的抗拉强度，长生横向裂缝；③构造物与路基、地基间的差异沉降引发基层开裂从而产生行车横向裂缝。

1.1.2 纵向裂缝

纵向裂缝表现为与线路中线基本平行。纵向裂缝的产生原因如下：①地基因素。道路经过的地基情况复杂、土质不一、含水量偏高等原因造成地基承受力不一，从而形成不均匀沉降，产生纵向裂缝。②施工因素。施工时混合料摊铺中纵向接缝质量不满足要求[3]或者用料不足等原因导致纵向裂缝出现。③其他原因。在运营过程中行车道超载等情况也会造成路面纵向裂缝的产生。

1.1.3 网裂

网裂主要表现为在路面上呈现出一片相互交错的裂缝将路面分割成形似网状或龟纹状的锐角多边形小块。网裂产生的原因如下：①施工质量。在施工过程中使用了不符合要求的原材料或者施工不均匀等造成路面强度不足，在承受车辆荷载或温度荷载后产生网裂。②管养因素。在道路运营过程中超载车辆长期通过或者产生横向裂缝后不及时封填也将产生网裂，从而降低路面的使用寿命。

1.2 车辙

车辙是在道路横断面上由于车辆轮胎反复作用而产生的一种路面沉陷现象，是沥青混凝土路面特有的一种破坏形式，表现为沿行车轨迹产生纵向的带状凹槽，严重时车辙两侧出现隆起变形，在市政道路中，路口停车线处和公交车站处是车辙病害的多发部位[4]。车辙通常分为结构性车辙、流动性车辙、磨损性车辙和压实不足引起的车辙，产生的原因主要有内因、外因和其他因素。内因主要涉及所选择的沥青材料的类型及用量，以及混合料的级配等，外因涉及道路的交通条件及气候条件，其他因素主要指路面结构层的基层及施工质量等[5]。

1.3 坑凼、沉陷

坑凼是裂缝演变而来的，通常表现为在某一路段的凹陷。水和机动车的油是产生坑凼的主要原因。沥青混凝土具有耐水性差的特点，路面积水或降雨等原因造成水渗入基层，降低基层的承载力从而产生裂纹，不断发展将形成坑凼；机动车的油流至路面将渗入基层，降低基层的致密性，导致材料松散，在长期交通荷载作用下形成坑凼。

1.4 泛油

沥青混合料中的沥青在天气炎热时向上迁移到路面表面，而在温度降低时又不可逆流，沥青积聚在路面表面形成一层有光泽的沥青膜现象称为泛油。

泛油将导致路面与车辆摩擦力下降，影响行车安全，并且沥青溢出路面后，下层沥青减少，会导致路面结构层破坏，影响路面使用寿命[6]。泛油产生的原因如下：①气候原因。沥青混凝土路面因为气候及降水原因出现热胀冷缩，导致沥青的粘合力下降。沥青空隙被水填充导致沥青面层结构空袭无法容纳而溢出路面。②材料原因。沥青混合料的配合比设计不合理，沥青用量过多。③荷载原因。已出现泛油的路面在车辆的反复碾压作用下，会加重泛油病害。

2 沥青混凝土路面调查技术

2.1 工程概况

某城市道路路段长920 m，按城市主干道标准设计，设计车速为60 km/h，采用沥青混凝土路面，标准轴载BZZ-100，路面结构层为4 cm 改性沥青（SMA-10）+6 cm 改性沥青（AC-20C）+6 cm 普通沥青（AC-20C）+40 cm 水泥稳定随时基层+20 cm 级配碎石基层+砂砾石。

2.2 路面检测技术

为顺利完成路面检测，在前期做了现场踏勘、查阅原道路的竣工资料等工作。现场踏勘是为了掌握项目的基本情况，查阅竣工资料是为了收集分析道路原设计参数和施工资料，为路面检测实施提供依据。根据前期分析确定了本项目的调查内容为路面行驶质量、路面损坏状况、路面结构强度、路面抗滑性能检测、综合评价及检查井调查。

2.2.1 路面行驶质量调查

本项内容的检测指标为路面行驶质量指数RQI 和国际平整度指数IRI，路面平整度及行驶质量主要与道路破损状况、道路施工工艺相关，其结果直接影响行车安全性、行车舒适度。按CJJ 36—2016《城镇道路养护技术规范》，沥青路面行驶质量评价应根据RQI、IRI 或平整度标准差，将城镇道路路面行驶质量分为A、B、C、D 这4 个等级，标准参照CJJ 36—2016《城镇道路养护技术规范》中关于沥青路面和水泥混凝土路面行驶质量评价标准。采用LIPRES-2 g 车载式路面激光平整度及构造深度仪（双激光）进行检测。

通过对检测数据进行分析，根据CJJ 36—2016《城镇道路养护技术规范》，从平整度检测情况来看，该道路的平整度状况良好：A 级占58.7%、B 级占28.7%、C 级占12.6%、D 级占0%；从行驶质量指数检测情况来看，路面行驶质量RQI 为3.77，该道路行驶舒适性实际较好，2 个检测单元评定等级均为A 级，总体评定为A 级。

2.2.2 路面损坏状况检测

本项目检测指标为路面状况指数PQI 及车行道完好率，根据规范将道路路面损坏状况分为A、B、C、D 这4 个等级，标准评价为A 级时，快速路PQI 为[90，100]，主干路和次干路PQI 为[85，100]，支路PQI 为[80，100]；评价标准为B 级时，快速路PQI 为[75，90），主干路和次干路PQI 为[70，85），支路PQI 为[65，80）；标准评价为C 级时，快速路PQI 为[65，75），主干路和次干路PQI 为[60，70），支路PQI 为[60，65）；标准评价为D 级时，快速路PQI 为[0，65），主干路和次干路PQI 为[0，60），支路PQI 为[0，60）。PCI 计算过程较复杂，本文不介绍。

车行道养护状况的检查评定应将所调查车行道单元破损状况进行记录，按照式（1）计算车行道完好率：

式（1）中：CL为车行道完好率，%；F1为检查单元车行道总面积，m2；F1i为检查单元车行道各类破损的实际面积，m2；Ki为车行道各类破损换算系数。

车行道沥青路面检查面积为32 830 m2，其中裂缝面积为1.52 m2，坑槽面积为3.16 m2，换算破损面积为10.24 m2，完好率CL=99.97%，评定等级为优。从本次路面损坏检测情况来看，该道路沥青路面损坏状况较好，损坏类型主要包括线裂、坑槽等，其中以线裂破坏较多。车行道2 个检测单元均为A 级，总体路面状况评价等级为A 级。

2.2.3 路面结构强度检测

路面结构强度是道路技术性能的重要参数之一，相应的评价指标为路表回弹弯沉值。 采用Dynatest8000、JSTRI-FWD-2000/TM 型落锤式弯沉仪检测系统进行检测，每车道按1 处/20 m 进行检测。实测路面弯沉的大小取决于路基及道路结构层的整体强度和厚度，通过这些测值能够表明路面强度的状况及相对差异，反映出结构层位病害的弱点。

利用落锤式弯沉仪检测的最大优点是数据采集准确，计算机处理数据准确可靠。对于沥青路面，利用弯沉仪可自动测量并记录温度，同时根据沥青层厚度和检测前5 d 平均气温计算温度修正系数。

各检测单元按测点平均值及标准差（S）计算弯沉值，即：

式（2）中：Lr为弯沉代表值，0.01 mm；L为实测弯沉的平均值；β为目标可靠指标；S为标准差；K1为湿度影响系数，根据当地经验确定；K3为温度影响系数，路基顶面弯沉测定时取1。

路表弯沉测定时根据式（3）确定：

式（3）中：E0为平衡湿度状态下路基顶面回弹模量，MPa；Hm为沥青结合料类材料层厚度，mm；T为弯沉测定时沥青结合料类材料层中点实测或预估温度，℃。

本次所检测的道路均为城市主干道，目标可靠指标β值参照一级公路取1.28。沥青路面结构强度评价应根据沥青路面路表回弹弯沉值，将不同基层类型和交通量等级的沥青路面结构强度分为足够、临界和不足3 个等级，相应的评价标准应符合CJJ 36—2016《城镇道路养护技术规范》的规定，交通量等级分为特重（AADT＞20 000）、重（10 000＜AADT＜20 000）、中（5 000＜AADT＜120 000）、轻（2 000＜AADT＜5 000）、很轻（AADT＜2 000）5 个等级，其中，AADT为年平均日交通量。

本次检测道路路面总体构层承载力代表弯沉值为17.3（0.01 mm），左幅为17.1（0.01 mm），右幅为17.4（0.01 mm）。该段沥青路面弯沉值超出特异值上限点数共有10 点，区间范围为（23.1～30.9）（0.01 mm），从分布来看较分散，个别点位弯沉较大主要存在于左幅⑤车道和右幅②车道及非机动车道，原因在于重车反复作用下与施工过程存在薄弱点位。路面结构强度评价需结合路表回弹弯沉值和交通量等级共同确定，该路交通量等级在“特重” 等级时，评价标准进行评价：交通量等级为“特重”等级时，结构强度评价等级为“足够”。

3 路面抗滑性能检测

雨天道路湿滑是发生道路交通事故的重要原因，所以路面抗滑能力成为保证道路行车安全的重要指标。根据CJJ 36—2016《城镇道路养护技术规范》，沥青路面抗滑能力评价以横向力系数（SFC）表示。根据SFC，可将沥青路面抗滑能力分为A、B、C 和D 四个等级。

检测结果统计：本次检测总体检测点数741 个，SFC 平均值为64.91，SFC 标准差为13.71，变异系数为21.12，保证率为95%，SFC 代表值为64.08，抗滑能力评定等级为A。该路段构造深度TD平均值为0.08 mm，标准差为0.09 mm。

路面抗滑能力综述：从本次路面抗滑能力检测情况来看，根据CJJ 36—2016《城镇道路养护技术规范》，该道路路面抗滑能力为良好，整体评定为A 级。

参考JTG D50—2017《公路沥青路面设计规范》，当年平均降雨量大于1 000 mm 时，沥青路面的构造深度应大于等于0.55 mm；当年平均降雨量为500～1 000 mm 时，沥青路面的构造深度应大于等于0.50 mm；当年平均降雨量为250～500 mm 时，沥青路面的构造深度应大于等于0.45 mm。成都市年平均降雨量为976 mm，接近1 000 mm 标准。从本次检测及调查情况来看，该道路路面构造深度均大于等于0.45 mm，抗滑能力能满足要求。

4 综合评价

4.1 评价标准

根据CJJ 36—2016《城镇道路养护技术规范》，通过沥青路面的综合评价指数（PQI），将道路状况分为A、B、C、D 这4 个等级，评价标准参照规范规定执行。

4.2 综合评价结果

经过检测计算K0+000～K0+920 左幅行驶质量指数RQI=3.82，路面状况指数PCI=98.0，综合评价指数PQI=85.12，综合评价等级A；右幅行驶质量指数RQI=3.73，路面状况指数PCI=91.74，综合评价指数PQI=81.46，综合评价等级B；总体行驶质量指数RQI=3.77，路面状况指数PCI=95.6，综合评价指数PQI=83.48，综合评价等级B。

4.3 综合评价指数综述

从本次综合评价指数评价情况来看，该道路车行道检测总体评定为A 级。

5 总结

超流量和超载重车对道路路面结构的影响比较严重，致使道路局部位置结构强度不足，破损反映为线裂、坑槽等。通过以上分析，该道路的平整度评价根据IRI 和RQI 这2 个指标反映等级为A；路面损坏状况从沥青路面状况指数和车行道完好率方面进行评价，等级为A；沥青路面综合评价指标PQI=8.48，综合评价等级为B。路面强度从弯沉值角度进行评价，可知路面强度评价等级为足够。路面抗滑能力从横向力系数SFC 和构造深度角度评价为A。

6 结束语

识别城市道路路面病害，第一时间确定病害情况和发生的原因，采用科学的检测手段为道路养护提供依据，便于制定有针对性的处理方案，保证城市道路质量。