高速公路瀝青路面雙層攤鋪施工技術(shù)研究

文/黨江濤

1 前言

瀝青路面是高速公路工程應(yīng)用最為廣泛的路面類型，相對于其他類型路面具有使用性能和使用壽命上的優(yōu)勢。但是隨著使用頻率的增加，瀝青路面逐漸出現(xiàn)病害，不僅影響道路行車的舒適性，還會(huì)給高速公路的安全埋下隱患。進(jìn)行高速公路瀝青路面雙層攤鋪施工技術(shù)探索，采用有效的方法加強(qiáng)對路面病害的防治，及時(shí)處理高速公路瀝青路面病害，提升工程施工的穩(wěn)定性。

2 高速公路瀝青路面雙層攤鋪施工技術(shù)應(yīng)用難點(diǎn)

傳統(tǒng)的雙層瀝青路面主要采用上面層：4cmac-13,下面層6cmac-20，采用分層攤鋪、分層碾壓的傳統(tǒng)施工工藝，兩結(jié)構(gòu)層間通常不是連續(xù)施工，為“冷+熱”的施工工藝。而傳統(tǒng)的施工工藝存在以下問題：受路基、綠化、通信等工程交叉施工的影響容易造成已鋪中面層或下面層污染，進(jìn)而影響各瀝青結(jié)構(gòu)層間結(jié)合效果。工程實(shí)踐中采取撒布黏層油的層間處治措施，但各結(jié)構(gòu)層之間難以形成集料間嵌鎖聯(lián)結(jié)和層間完全連續(xù)接觸狀態(tài)，影響了路面耐久性和設(shè)計(jì)可靠性，還增加了黏層油工藝及工程造價(jià)，且施工周期較長，施工成本也較高。瀝青結(jié)構(gòu)表層是瀝青路面工程施工的最后一道工序，通常在秋冬季節(jié)施工，環(huán)境溫度低，瀝青混合料施工溫度散失快，若無法及時(shí)碾壓，會(huì)為復(fù)壓造成極大難度，嚴(yán)重影響壓實(shí)效果和路面平整。綜上，現(xiàn)有的雙層瀝青路面存在層間黏結(jié)性差、鋪設(shè)過程周期長、成本高的缺陷。

2.1 裂縫

裂縫是高速公路瀝青路面最常見的病害，包括縱向裂縫、橫向裂縫和網(wǎng)狀裂縫，裂縫會(huì)對高速公路產(chǎn)生嚴(yán)重破壞，導(dǎo)致道路基礎(chǔ)部分失去防護(hù)，使高速公路的安全性和外觀都受到影響。同時(shí)，裂縫還會(huì)導(dǎo)致水分滲入到高速公路內(nèi)部，對高速公路的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重破壞。

橫向裂縫，橫向裂縫在所有的裂縫病害中出現(xiàn)頻率最高，包括荷載裂縫和非荷載裂縫。高速公路工程多數(shù)采用半剛性結(jié)構(gòu)的水泥碎石進(jìn)行鋪墊，具有較高的剛性強(qiáng)度。但是這種結(jié)構(gòu)也很容易受到外部物理作用的影響，尤其是瀝青材料的溫度穩(wěn)定性比較差，如果出現(xiàn)溫縮反應(yīng)，結(jié)構(gòu)將會(huì)產(chǎn)生比較嚴(yán)重的變形。結(jié)構(gòu)變形還會(huì)繼續(xù)向路面擴(kuò)展，導(dǎo)致高速公路的面層由于擴(kuò)張作用出現(xiàn)裂縫。如果有下雨天氣，路面上的水分會(huì)沿著裂縫滲入到高速公路內(nèi)部，將會(huì)對高速公路產(chǎn)生更為嚴(yán)重的破壞[1]。

縱向裂縫，縱向裂縫主要是由于沉降作用所導(dǎo)致，比如一些地區(qū)的地基形勢比較復(fù)雜，導(dǎo)致很難確保地基全面填充，并且容易造成地表水滲入，最終使瀝青路面受到損害，并造成高速公路出現(xiàn)沉降問題。

網(wǎng)裂和龜裂，一些瀝青路面的高速公路經(jīng)過長期使用后，會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)裂和龜裂的現(xiàn)象，龜裂和網(wǎng)裂主要來自保養(yǎng)經(jīng)費(fèi)不足，使得道路長期使用后各種缺陷不斷累積，經(jīng)過長期使用后，道路路面出現(xiàn)了嚴(yán)重缺陷。通過定期對道路進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，就能避免高速公路出現(xiàn)龜裂病害。

2.2 坑槽、松散

如果高速公路工程施工過程中，沒有對施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，導(dǎo)致面材料之間沒有有效結(jié)合，或者存在材料黏結(jié)力不足的情況，就可能出現(xiàn)瀝青路面成片散開的問題。若油石比較低，導(dǎo)致瀝青和集料之間的黏性不足，就容易出現(xiàn)坑槽或者松散；若施工溫度較低，壓路機(jī)沒有進(jìn)行反復(fù)壓實(shí)，導(dǎo)致面層結(jié)合料不能充分黏結(jié)，在活載荷的作用下就容易松垮；若施工過程中粉塵太多，結(jié)合部位被粉塵覆蓋，也不能正常黏合?；炷林腥舫霈F(xiàn)草根等雜物，路面會(huì)出現(xiàn)洞或者坑等問題，出現(xiàn)松散問題時(shí)瀝青路面表面會(huì)形成糙面。

3 高速公路瀝青路面雙層攤鋪施工技術(shù)應(yīng)用問題

3.1 導(dǎo)致路面出現(xiàn)損壞的外在因素

高速公路會(huì)受到車輛、降水、溫度變化、腐蝕等因素的作用，尤其是大噸位卡車的增加，超過高速公路的承載力，會(huì)破壞高速公路的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，導(dǎo)致高速公路的病害增加。外部因素可以分為：一是水損壞。高速公路的被水侵蝕，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性下降。二是受超載運(yùn)輸?shù)挠绊?，?dǎo)致道路路面出現(xiàn)損壞。三是施工質(zhì)量問題。高速公路施工過程中，可能會(huì)存在原料拌和、攤鋪等方面的問題，會(huì)對高速公路材料的強(qiáng)度和耐久性造成比較大的影響。四是氣溫作用。若處于低溫條件下，瀝青混凝土材料會(huì)收縮，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)部黏結(jié)力受到破壞，造成路面出現(xiàn)裂縫，若處于高溫狀態(tài)下，瀝青路面在交通負(fù)荷反復(fù)作用下會(huì)出現(xiàn)變形[2]。

3.2 內(nèi)在因素

設(shè)計(jì)因素，有些高速公路的路面對路面厚度設(shè)計(jì)、交通流量并沒有充分考慮，導(dǎo)致設(shè)計(jì)強(qiáng)度不足，致使路面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不能滿足實(shí)際運(yùn)輸需求。同時(shí)，路面需要具備一定的排水功能，有些工程沒有充分考慮當(dāng)?shù)氐臍夂蛞蛩?、水文條件，導(dǎo)致部分道路上的水會(huì)深入路面或者路基邊緣，經(jīng)過長期浸泡后內(nèi)部結(jié)構(gòu)強(qiáng)度明顯降低，地基的承載能力嚴(yán)重下降。

施工因素，施工過程中可能會(huì)出現(xiàn)路基施工不規(guī)范的情況，比如路基填筑時(shí)沒有嚴(yán)格按照施工規(guī)范進(jìn)行操作，導(dǎo)致一些位置壓實(shí)度不足，或者存在軟弱夾層。在基層施工中，石灰土、水泥穩(wěn)定碎石等如果出現(xiàn)拌和不均勻的情況，也會(huì)導(dǎo)致基層受力嚴(yán)重不均，在長期受到反復(fù)車荷載的作用后，將會(huì)逐漸出現(xiàn)嚴(yán)重的破壞。施工過程中，必須嚴(yán)格控制瀝青層的級配和厚度，如果不符合要求，將會(huì)影響路面的性能，導(dǎo)致路面性能和實(shí)際工況不符。選擇材料時(shí)，可能出現(xiàn)瀝青面層不達(dá)標(biāo)的問題，例如由于瀝青混合料質(zhì)量比較差，缺少足夠的松弛性，抗裂性能就會(huì)難以滿足要求。

運(yùn)營因素，如果高速公路運(yùn)營過程不符合要求，高速公路瀝青路面損壞速度就會(huì)加快，導(dǎo)致各種病害出現(xiàn)。例如在道路超載運(yùn)營時(shí)承受超出正常設(shè)計(jì)性能的壓力，會(huì)造成路面、路基的嚴(yán)重?fù)p壞。高速公路必須在運(yùn)營過程中嚴(yán)格維修，有些高速公路可能會(huì)因?yàn)榫S修不及時(shí)使病害嚴(yán)重?cái)U(kuò)大，導(dǎo)致路面出現(xiàn)持續(xù)性的破壞。

4 高速公路瀝青路面雙層攤鋪施工技術(shù)應(yīng)用

4.1 設(shè)計(jì)方面

對瀝青路面的設(shè)計(jì)必須在完成交通調(diào)查和預(yù)測的基礎(chǔ)上開展工作，確保路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足工程交通量和交通負(fù)荷的要求，保證路面擁有足夠的壽命。對于基層需要使用符合規(guī)范石灰土和水泥穩(wěn)定碎石層，在保證基層穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，確保道路上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。改性瀝青和瀝青混合料需要配合使用，而且要在瀝青混合料中加入適當(dāng)強(qiáng)度的高纖維材料，保證路面具有更強(qiáng)的抗裂性能，確保路面的穩(wěn)定性。針對道路所在地的勘測工作需要加強(qiáng)對地質(zhì)狀況、氣候條件、水文狀況的調(diào)查，了解當(dāng)?shù)氐臍夂驙顩r，設(shè)置合適的給排水措施，保證給排水設(shè)施的功能，建立最為有效的給排水系統(tǒng)。

4.2 施工方面

針對高速公路路基施工應(yīng)保證填料中不能存在過多的軟弱土質(zhì)，需要根據(jù)重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，而且施工中必須加強(qiáng)對填料壓實(shí)度的控制，避免填料低于設(shè)計(jì)規(guī)范要求，確保填筑工作的質(zhì)量和效果。針對含水量需要進(jìn)行精確控制，要保證基礎(chǔ)上層結(jié)構(gòu)不能出現(xiàn)病害，在完成路基施工之后，必須馬上開始養(yǎng)護(hù)工作，并禁止車輛通過路面，直到達(dá)到養(yǎng)護(hù)時(shí)間，確保路基不會(huì)受到破壞。

進(jìn)行瀝青路面攤鋪工作之前，應(yīng)先驗(yàn)收基層，檢查基層的質(zhì)量，若不符合要求應(yīng)馬上采取相應(yīng)措施。在封層完成后，需盡快進(jìn)行瀝青混凝土路面的攤鋪工作，要保證瀝青面層最小鋪筑厚度滿足當(dāng)前的行業(yè)規(guī)范，通過在瀝青路面解封位置設(shè)置土格柵或者合成纖維，提升不同層之間的黏結(jié)效果，之后灌注乳化瀝青。整個(gè)施工過程中，必須嚴(yán)格控制路面結(jié)構(gòu)的積水，防止積水破壞正常的施工工作。

4.3 運(yùn)營方面

在道路運(yùn)營方面，應(yīng)采取嚴(yán)格的道路管控措施，防止道路出現(xiàn)超負(fù)荷使用的情況，避免超出道路本身的運(yùn)營能力和荷載極限。如果發(fā)現(xiàn)道路缺陷，應(yīng)該組織人員及時(shí)開展修復(fù)工作，并有效應(yīng)對瀝青路面隨著瀝青不斷老化強(qiáng)度逐漸減弱的問題，修復(fù)在路面運(yùn)營早期出現(xiàn)的裂縫，防止路面出現(xiàn)持續(xù)性損壞。

4.4 裂縫的處理

針對裂縫可以使用開槽灌縫技術(shù)，使用開槽機(jī)鑿開1～1.5cm 寬、2cm 左右深度的縫，在瀝青路面沿縫走向使用灌封機(jī)密封膠在裂縫的內(nèi)部填充，可以恢復(fù)裂縫位置的路面性能。還可以使用貼縫處理技術(shù)，通過在裂縫中滲入修復(fù)劑，達(dá)到密封裂縫的目的。

4.5 松散的處理

對于低溫下瀝青施工導(dǎo)致的松散，可以在氣溫上升之后重新進(jìn)行封層，撒布粗砂或者石屑，之后用輕型壓路機(jī)壓實(shí)。對于其他原因?qū)е碌乃缮栴}，應(yīng)該將松散部分全部挖除，如果基層強(qiáng)度不足，可以重新處理基層，然后再重做面層。最后，也可以使用就地?zé)嵩偕夹g(shù)處理，在現(xiàn)場進(jìn)行熱拌并噴灑乳化瀝青，之后經(jīng)過整形碾壓讓老化的瀝青混合料再生。

4.6 沉陷的處理方法

對于不均勻沉陷，如果基層穩(wěn)定并且沒有受到破壞，則只需要進(jìn)行面層修復(fù)；如果沉陷的面積比較大，則要重新鋪設(shè)路面的結(jié)構(gòu)層。如果局部路基出現(xiàn)孔槽或者存在其他問題，應(yīng)該使用碎石、漿砌片石回填壓實(shí)路基，之后再做路面的結(jié)構(gòu)層。在橋涵引道位置的沉陷，主要來自填土沒有足夠的壓實(shí)度，因此針對這類沉陷需要進(jìn)行路基的處理，通過壓實(shí)路基處理，在完成基層處理之后進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)層的處理。如果在含水量較大，孔隙比較大的軟土地基或者有機(jī)質(zhì)黏性土上施工，需要進(jìn)行換填處理，比如使用碎石、土、砂等材料進(jìn)行換填，根據(jù)情況還可以使用鉆孔灌注進(jìn)行加固處理。

5 結(jié)語

高速公路瀝青路面出現(xiàn)病害問題的原因較為復(fù)雜，不僅因?yàn)楦咚俟烽L期使用后存在老化等問題，也因?yàn)闉r青路面的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營存在問題，導(dǎo)致路面病害增加。因此，在工程中需要加強(qiáng)設(shè)計(jì)和施工的管理，分析當(dāng)?shù)氐慕煌顩r、對道路通行的需求，提升設(shè)計(jì)的合理性，以及嚴(yán)格展開運(yùn)營工作，避免道路承載壓力過高，確保道路可以正常使用。