城市道路養(yǎng)護與病害修復技術一、引言：城市道路養(yǎng)護的重要性與挑戰(zhàn)城市道路是城市交通的骨架，其性能直接影響居民出行安全與城市運行效率。隨著城市化進程加速，道路面臨的交通荷載（如重載車輛增多）、自然環(huán)境（如溫差、降水、凍融循環(huán)）及人為因素（如管線施工擾動）日益復雜，導致路面病害頻發(fā)。據統(tǒng)計，我國城市道路的平均使用壽命約為10-15年，遠低于設計壽命（通常20年以上），主要原因是養(yǎng)護不及時或修復技術不當。道路養(yǎng)護的核心目標是維持路面結構完整性、保障行車安全性、延長使用壽命。傳統(tǒng)“重建設、輕養(yǎng)護”的模式已難以適應現代城市需求，亟需建立“預防為主、防治結合”的全流程養(yǎng)護體系，通過科學的病害識別與針對性修復技術，實現道路全生命周期的成本優(yōu)化與性能保持。二、城市道路常見病害類型及成因分析城市道路病害按破壞性質可分為結構性病害、功能性病害與表層病害三類，其成因與表現形式差異顯著，需精準識別以制定修復方案。（一）結構性病害：路面結構的破壞結構性病害源于路基或基層的承載力不足，導致路面結構失穩(wěn)，主要表現為：裂縫：包括溫度收縮裂縫（低溫時瀝青層收縮拉裂，多為橫向短縫）、反射裂縫（基層裂縫向上反射至面層，多為縱向或網狀）、荷載裂縫（重載反復作用下，面層彎曲拉裂，多為縱向長縫）。沉陷：路基壓實不足或地下水侵蝕導致路基沉降，表現為路面局部凹陷（常伴隨裂縫）。斷裂：基層或面層完全斷開，多由嚴重沉陷或荷載超過設計極限引起。成因：路基施工質量差（如填土含水量過高、壓實度不足）、基層材料強度低（如水泥穩(wěn)定碎石配合比不當）、重載車輛超載（如貨車軸載超過10噸）。（二）功能性病害：使用性能的下降功能性病害影響行車舒適性與安全性，但未破壞結構完整性，主要表現為：車轍：瀝青層在高溫下受重載擠壓變形，表現為輪跡處的縱向凹陷（常伴隨松散）。松散：瀝青與集料粘結力喪失，表現為面層顆粒脫落（多由雨水浸泡或瀝青老化引起）。泛油：瀝青受熱軟化向上遷移，表現為路面表面發(fā)亮、抗滑性能下降（多由瀝青用量過多或高溫天氣引起）。成因：瀝青材料性能不足（如針入度大、軟化點低）、施工溫度控制不當（如瀝青混合料攤鋪溫度過高）、雨水滲入（未做好路面排水）。（三）表層病害：服務質量的退化表層病害僅影響路面表面性能，主要表現為：磨光：集料表面被車輪摩擦拋光，表現為路面抗滑系數下降（多由集料硬度低或交通量大引起）。剝落：面層與基層之間的粘結層破壞，表現為面層局部脫落（多由粘層油未噴灑或噴灑不均勻引起）。成因：集料級配不合理（如細集料過多）、粘層油施工質量差（如噴灑量不足或未固化）、環(huán)境因素（如凍融循環(huán)導致界面層破壞）。三、城市道路養(yǎng)護策略體系：預防為主，防治結合城市道路養(yǎng)護需遵循“預防優(yōu)于治理”的原則，通過日常巡查、定期檢測與分級養(yǎng)護，實現病害的早期干預與精準治理。（一）日常巡查與定期檢測：病害早期識別日常巡查：采用人工或車載巡查系統(tǒng)（如道路檢測車），每周對道路進行全面檢查，記錄病害位置、類型與程度（如裂縫長度、沉陷深度），重點關注交叉口、橋梁引道等易損部位。定期檢測：每1-2年進行一次無損檢測，采用專業(yè)設備獲取路面性能數據：路面狀況指數（PCI）：通過圖像識別技術評估裂縫、坑槽等病害的嚴重程度；路面結構強度指數（PSSI）：用落錘式彎沉儀（FWD）檢測路面彎沉，評估結構承載力；抗滑性能指數（SRI）：用擺式儀或摩擦系數測試儀檢測路面摩擦系數，評估行車安全性。目的：早期識別病害（如微小裂縫、輕微沉陷），避免病害擴展（如裂縫發(fā)展為坑槽）。（二）養(yǎng)護等級劃分：精準施策的基礎根據病害嚴重程度與路面性能，將養(yǎng)護分為三級：預防性養(yǎng)護：路面性能良好但有輕微病害（如微小裂縫、輕度車轍）時，采用非破壞性技術（如封層、灌縫）延長壽命，成本僅為矯正性養(yǎng)護的1/3-1/2。矯正性養(yǎng)護：路面有明顯病害（如坑槽、中度沉陷）但未破壞結構時，采用局部修復技術（如坑槽填補、注漿加固）恢復性能。應急養(yǎng)護：路面出現嚴重病害（如大面積坑槽、斷裂）影響交通時，采用快速修復技術（如冷補料）臨時恢復通行，后續(xù)進行永久修復。（三）預防性養(yǎng)護：延長壽命的關鍵預防性養(yǎng)護是性價比最高的養(yǎng)護方式，其核心是在病害未擴展前進行干預，常用技術包括：微表處：由聚合物改性瀝青、集料、填料與水混合而成，攤鋪于路面表面（厚度2-3cm），用于修復輕微車轍、封閉裂縫、提高抗滑性能（適用時機：PCI≥80，無嚴重結構病害）。稀漿封層：類似微表處，但瀝青用量較少（厚度1-2cm），用于封閉路面、修復輕微松散（適用時機：PCI≥70，表面病害輕微）。裂縫密封：用灌縫材料填充裂縫（如熱瀝青、橡膠瀝青），防止雨水滲入（適用時機：裂縫寬度0.5-10mm，未出現沉陷）。效果：預防性養(yǎng)護可使路面壽命延長3-5年，每平方米成本約為10-30元，遠低于重建成本（約____元/㎡）。四、關鍵病害修復技術詳解針對不同病害類型，需選擇匹配的修復技術，重點關注材料性能、施工工藝與質量控制。（一）裂縫修復：阻斷擴展的核心措施適用情況：裂縫寬度0.5-10mm（寬度＞10mm需結合基層修復）。技術選擇：熱瀝青灌縫：成本低，適合低溫地區(qū)（瀝青軟化點≥60℃），施工步驟：清理裂縫（用壓縮空氣吹凈雜物）→加熱瀝青（____℃）→灌縫（填滿裂縫并略高于路面）→冷卻固化。橡膠瀝青灌縫：彈性好，適合溫差大的地區(qū)（如北方四季溫差＞50℃），其延伸率可達300%以上，抗老化性能優(yōu)于熱瀝青。聚氨酯灌縫：強度高、粘結力強，適合重載路段（如貨車專用道），但成本較高（約為熱瀝青的3-5倍）。質量控制：灌縫材料需符合《公路瀝青路面養(yǎng)護技術規(guī)范》（JTJ073.____）要求，裂縫清理需徹底（無松散材料、干燥），灌縫后24小時內禁止重型車輛通行。（二）坑槽修復：恢復路面完整性的緊急處理適用情況：路面局部松散、沉陷形成的坑洞（深度≥2cm）。技術選擇：熱補法：耐久性好，適合永久性修復，施工步驟：1.切割：用切割機將坑槽切割成矩形（比坑槽大10-15cm，深度至穩(wěn)定基層）；2.清理：清除切割范圍內的松散材料，用壓縮空氣吹凈；3.粘層油：噴灑乳化瀝青（用量0.3-0.5kg/㎡），增強新舊瀝青粘結；4.填充：攤鋪熱瀝青混合料（溫度≥130℃），壓實（用振動壓路機碾壓3-5遍，壓實度≥98%）；5.找平：用刮尺刮平表面，確保與原路面齊平。冷補法：施工便捷，適合應急修復（如夜間坑槽處理），冷補料由瀝青、集料、抗剝落劑與穩(wěn)定劑混合而成，無需加熱，壓實后即可開放交通，但耐久性略差（壽命約1-2年）。質量控制：坑槽切割需垂直，避免斜切；熱補混合料的溫度需符合要求（如AC-13型瀝青混合料攤鋪溫度≥135℃）；壓實度需用核子密度儀檢測，確保達到設計要求。（三）沉陷與不均勻沉降：解決結構失穩(wěn)的根本適用情況：路面沉陷深度≥5cm（伴隨裂縫或基層破壞）。技術選擇：注漿加固：適合路基沉陷（未破壞基層），通過向路基注入漿液（水泥漿、化學漿液），填充路基空隙并固化，提高路基承載力。施工步驟：1.鉆孔：用鉆機在沉陷區(qū)域鉆孔（孔距1-2m，深度至路基底部）；2.注漿：注入水泥漿（水灰比0.5-0.7）或化學漿液（如環(huán)氧樹脂），壓力控制在0.2-0.5MPa（避免路基隆起）；3.封孔：注漿完成后用水泥砂漿封孔，恢復路面。換填基層：適合基層破壞（如水泥穩(wěn)定碎石基層松散），施工步驟：清除破壞的基層（深度≥20cm）→攤鋪新基層材料（如水泥穩(wěn)定碎石，配合比為水泥:碎石=5:95）→壓實（壓實度≥97%）→鋪筑面層（如瀝青混凝土）。質量控制：注漿加固需檢測路基承載力（用輕型動力觸探儀，承載力≥150kPa）；換填基層需檢測材料強度（7天無側限抗壓強度≥3MPa）。（四）車轍治理：改善行車舒適性的重點適用情況：車轍深度≥10mm（輕微車轍可用預防性養(yǎng)護技術）。技術選擇：銑刨重鋪：適合嚴重車轍（深度＞20mm），銑刨表層瀝青層（深度5-10cm），攤鋪新瀝青混合料（如高模量瀝青混凝土，模量≥1200MPa），提高抗車轍性能。微表處：適合輕度車轍（深度10-20mm），微表處混合料由聚合物改性瀝青、集料、填料與水組成，具有良好的抗滑性與抗車轍性能（車轍深度可減少80%以上）。超薄磨耗層：適合中度車轍（深度15-25mm），鋪筑2-3cm厚的高粘度瀝青混合料（如SMA-10），具有良好的抗滑性與耐久性（壽命約5-8年）。質量控制：高模量瀝青混凝土需檢測高溫穩(wěn)定性（動穩(wěn)定度≥3000次/mm）；微表處需檢測粘結強度（≥0.4MPa）與抗滑系數（擺值≥45）。五、養(yǎng)護管理與技術創(chuàng)新：提升效率與可持續(xù)性（一）數字化管理：構建道路養(yǎng)護數據庫通過GIS（地理信息系統(tǒng)）與BIM（建筑信息模型）技術，整合道路基礎數據（如建設年代、設計參數）、檢測數據（如PCI、PSSI）與養(yǎng)護記錄，實現：可視化管理：通過地圖查看道路病害分布、養(yǎng)護歷史與預測趨勢；智能決策：基于數據模型預測病害發(fā)展（如裂縫擴展速率），制定最優(yōu)養(yǎng)護計劃；成本優(yōu)化：統(tǒng)計養(yǎng)護成本（如材料、人工），實現全生命周期成本分析（LCCA）。（二）新型材料應用：增強耐久性與適應性高模量瀝青：通過添加聚合物（如SBS）或礦物填料（如玄武巖纖維），提高瀝青混合料的模量（≥1200MPa），增強抗車轍性能（動穩(wěn)定度≥6000次/mm）；自愈型瀝青：添加微膠囊（如環(huán)氧樹脂微膠囊），當裂縫出現時，微膠囊破裂釋放修復劑，自動修復裂縫（可使裂縫寬度減少50%以上）；再生瀝青混合料：將舊瀝青路面銑刨料（RAP）與新瀝青、集料混合，用于鋪筑面層或基層（RAP摻量可達30%-50%），降低原材料消耗（每使用1噸RAP可節(jié)省0.3噸瀝青）。（三）智能檢測與施工：提高精度與效率無人機檢測：通過搭載高清攝像頭與LiDAR（激光雷達），快速獲取路面圖像與三維數據，利用人工智能（AI）識別病害（如裂縫、坑槽），檢測效率是人工的5-10倍；物聯(lián)網傳感器：在路基、基層中埋設溫度、濕度、壓力傳感器，實時監(jiān)測路面結構狀態(tài)（如路基沉降、瀝青層溫度），提前預警病害（如沉陷）；智能壓實設備：壓路機搭載GPS與壓實度傳感器，實時反饋壓實效果（如壓實度、碾壓遍數），避免過壓或欠壓（壓實度誤差≤1%）。六、結論與展望城市道路養(yǎng)護與病害修復是保障城市交通運行的關鍵環(huán)節(jié)，需從“重建設、輕養(yǎng)護”向“全生命周期管理”轉變。通過精準的病害識別（日常巡查+定期檢測）、針對性的修復技術（裂縫灌縫、坑槽熱補、沉陷注漿）與創(chuàng)新的管理模式（數字化、智能化），可實現道路性能的持續(xù)保持與成本優(yōu)化。未來，隨著新型材料（如自愈型瀝青、再生混合料）與智能技術（如無人機檢測、物聯(lián)網監(jiān)測）的進一步應用，城市道路養(yǎng)護將向綠色化、智能化、可持續(xù)化方向發(fā)展，為城市交通的安全與高效提供更有力的支撐。參考文獻[1