市政道路常见路面病害及成因分析

唐羽玲 覃文

摘要：文章通过选取南宁市部分典型市政道路进行路况调查，阐述了常见的路面病害类型，并从原材料控制、施工过程控制等方面，分析了各种常见路面病害的成因，以期有助于改进新建市政道路的建设水平，同时对市政道路选择更科学、合理的养护措施和管理方式提供参考。

关键词：市政道路;路面病害;成因分析

0 引言

近年来，城市规模不断发展壮大，市政道路建设里程也随着城市规模的扩大而不断增加，部分市政道路的建设在更多地强调建设进度的同时，往往容易忽视建设质量的细节，导致部分市政道路在使用一段时间后，往往会出现不同程度的路面病害。路面病害的发生和持续发展不仅影响行车舒适性及行车安全，并且缩短路面工程的使用寿命。市政道路由于使用地点的特殊性，在修复及保养上均存在一定程度的困难。因此通过分析常见路面病害的成因，从源头上控制路面工程质量，对延长路面使用寿命以及保证行车舒适性方面有重要意义。

本文通过选取南宁市内多条主要市政道路进行路面破损状况调查，统计主要路面病害类型，并对路面常见病害的成因从原材料控制、施工过程控制等方面进行分析，以期在路面建设过程中进行更科学地管理，对改进路面建设技术水平，提高路面的服务质量有所帮助。

1 市政道路路面常见病害统计

本次路面病害调查主要选取南宁市内主要市政道路进行路况调查，其中沥青路面累计调查里程约80km·车道，水泥路面累计调查里程约30km·车道，路面病害调查内容参照《城镇道路养护技术规范》（CJJ36-2006）中附表C沥青路面损坏类型表中的裂缝类、松散类、变形类及其他类，以及水泥路面裂缝类、接缝破坏类、表面破坏类及其他类进行。通过路况调查统计，主要路面病害汇总如下页表1～2所示。

由图1～4可见，调查的市政道路中，车辙病害在沥青路面病害面积中占比最大，破碎板病害面积则在水泥路面病害面积中相对最大;通过对病害发生的数量进行統计，发现沥青路面中线裂、网裂、坑槽以及水泥路面中线裂、板角断裂病害分布的数量相对其他病害更多，在所调查的市政道路中均有分布。结合以上调查统计结果，将对沥青路面中车辙、线裂、网裂、坑槽以及水泥路面中破碎板、线裂、板角断裂作为常见病害并进行成因分析。

2 沥青路面常见病害成因及施工建议

2.1 沥青路面常见病害成因分析

上节所述市政道路沥青路面常见病害以车辙、网裂及坑槽为主。本次对沥青路面病害成因的分析主要通过在病害位置附近钻取路面芯样，观察芯样的侧面，直观地判断沥青芯样的骨架嵌挤结构。典型病害附近所钻取代表芯样如图5～7所示。通过对路面芯样进行相关室内试验，计算路面芯样的空隙率、油石比，进一步分析矿料级配组成情况，从原材料及施工过程方面分析沥青路面病害成因。

从常见病害代表芯样的侧面直观效果可见，其中车辙病害处的路面芯样，上面层细集料较多，没有形成稳定的骨架嵌挤结构，造成上面层在高温和重载的作用下，发生明显的挤压变形，形成车辙病害;坑槽病害处的路面芯样，上下面层空隙明显，通过密度试验发现其空隙率达到15%左右，空隙率偏大容易导致路面渗水，在动力水作用下，路面更容易出现冲刷松散的情况，最终形成坑槽病害;线裂及网裂病害处的路面芯样，上下面层的空隙同样较为明显，但空隙率相较发生坑槽病害处芯样较低，致使面层芯样没有发生完全的松散病害，而是以网裂的形态呈现。

同时通过矿料的级配组成试验分析可见，选取调查的市政道路中其沥青路面芯样普遍存在以下特征或不足：

（1）集料颗粒形状差，针片状颗粒明显。通过钻取的路面芯样可见，沥青芯样内部矿料存在较明显的针片状颗粒。当针片状颗粒含量过高时（超过20%），沥青混合料的路用性能会显著降低，对沥青混凝土路面质量将造成较大的不利影响。针片状颗粒含量增加，容易造成沥青混合料压实困难，压实不足从而也影响沥青路面的高温抗车辙能力。

（2）压实度欠佳，空隙明显。沥青路面芯样存在较明显空隙。通过对病害附近路面沥青芯样压实度进行测试可见，沥青芯样压实度在85%～90%之间，压实度明显偏小，即空隙率偏大，路面更容易出现水损害的情况，对路面承载力造成不利影响，从而容易出现网裂及坑槽病害。

（3）矿料级配组成不合理。通过对钻取的沥青混凝土芯样进行混合料抽提和级配分析试验，发现大部分病害路段的矿料级配组成不符合施工技术规范要求。以市政道路较为常见的上面层AC-13为例，级配筛分典型如图8所示。与AC-13规范级配范围相比，9.5mm筛孔通过率普遍大于级配范围上限。说明矿料组合普遍偏细，缺少粗集料致使沥青混合料无法形成稳定的骨架嵌挤结构，影响沥青路面的稳定性。

2.2 沥青路面施工过程及维护建议

鉴于市政道路沥青路面常见病害的特征及代表缺陷，建议在市政道路沥青路面施工过程中，宜加强对集料质量的控制，保证集料的颗粒形状，尽可能减少集料对沥青混合料所造成的不良影响;加强施工质量控制，保证路面压实度及矿料级配组成符合设计要求。对于现阶段已发生的路面病害，可以考虑将病害严重处重新铣刨加铺，加铺过程同样要保证集料质量及施工质量，对于轻微病害则可以考虑采用薄层罩面的方式，以进一步提高路面使用性能及路面使用寿命。

3 水泥路面常见病害成因及施工建议

3.1 水泥路面常见病害成因分析

市政道路水泥路面常见病害以板角断裂和破碎板为主。水泥路面病害成因分析通过在病害板块上钻取水泥混凝土芯样，以相关试验分析判断，产生板角断裂和破碎板的原因主要是由于水泥混凝土板块承载能力不足造成。而承载能力不足主要受以下几个因素影响：

1. 水泥混凝土板块厚度不足。根据《城镇道路路面设计规范》（CJJ169-2012）相关规定（见表3），对各等级的市政道路水泥混凝土面层厚度均提出了参考范围。由于水泥混凝土面层厚度无法满足规范要求，以致于水泥混凝土板块承载力不能满足交通量要求，导致水泥混凝土板块发生断裂和破坏。如下页图9所示，在相同路段，在破碎板钻取的芯样厚度较无病害板块芯样厚度薄约5cm。

（2）水泥混凝土芯样弯拉强度不足。通过水泥混凝土芯样劈裂试验计算水泥混凝土芯样的弯拉强度，发现产生病害的水泥混凝土板块芯样弯拉强度普遍无法满足《城镇道路路面设计规范》（CJJ169-2012）中对水泥混凝土路面标准弯拉强度的要求。水泥混凝土路面标准弯拉强度要求详见表4。

（3）板块脱空，接缝传荷能力不佳。通过落锤式弯沉仪测定弯沉试验方法对水泥混凝土板块脱空情况进行判断。检测结果发现，在发生病害路段普遍存在水泥板块脱空情况，由于板底支撑条件较弱，从而造成水泥板块断裂和破碎。

目前大部分水泥路面城市道路都在原有路面上加铺沥青路面，俗称“白加黑”路面。这种路面结构最常见的路面病害以反射裂缝为主。反射裂缝主要是由于水泥路面板块的位移超过沥青层抗拉强度造成。而水泥板块的位移原因主要也是由于旧水泥板块脱空或是破碎，加铺前未进行合理的处治所引起。

3.2 水泥路面施工建议

鉴于市政道路水泥路面常见病害成因，在水泥路面施工过程中，应加强施工质量控制，保证水泥混凝土板块厚度满足设计要求;混凝土面层施工完成后，应及时开始养护，养护期应在7d以上，保证混凝土养护条件，可用湿的织物及塑料薄膜覆盖在路面上养护，满足养护龄期要求后方可开放交通，以确保混凝土强度;对于存在脱空板块路段，应及时进行灌浆处理，以加强板底支撑。而对于“白加黑”复合式路面，建设前宜首先对板底脱空板块进行灌浆处理，以保证基层稳定，并对破碎板进行处理，旧板凿除时，不得造成相邻板块破损、错位。沥青加铺层结构宜适当考虑旧路结构补强、抗反射裂缝能力，可考虑采用土工格栅、改性沥青油毡、土工布等防治反射裂缝，同时应适当考虑一定抗车辙性能，并应做好路面结构防排水。

4 结语

本文通过对所选取的市政道路进行路面状况调查，对常见病害进行汇总，分析路面病害产生的普遍因素，得到如下结论：

（1）市政道路常见大面积路面病害或是发生频率较高的路面病害，沥青路面结构以车辙、坑槽、线裂、网裂病害为主;水泥路面结构则以板角断裂及破碎板病害为主。

（2）沥青路面常见病害的发生主要是由于集料组成不合理以及空隙率偏高造成;水泥路面常见病害则是由于板块厚度及弯拉强度不满足规范要求造成承载能力不足而引起。

（3）应加强市政道路的路面施工质量控制。沥青路面的施工过程应特别重视集料质量的控制，保证集料的颗粒形状，减少集料对沥青混合料所造成的不良影响;水泥路面的施工过程应重视后期路面养护，保证混凝土养护条件，满足养护龄期后方可开放交通，以确保混凝土强度。

后续的调查研究可以扩大市政道路调查数量，进一步确定影响市政道路使用的主要路面病害情況，并从路面结构或是基层施工质量等方面进一步判断路面病害的成因，从而为市政道路的建设过程提供技术参考。

参考文献：

[1]CJJ169-2012，城镇道路路面设计规范[S].

[2]CJJ36-2006，城镇道路养护技术规范[S].