省道321线平吉至八大河沥青路面选段中修工程施工分析

2018-02-27黄陆柱

西部交通科技 2018年12期

黄陆柱

（广西壮族自治区西林公路管理局，广西百色 533000）

0 引言

随着社会经济的不断发展，行车数量和行车荷载日益增长，使国内许多沥青路面公路的使用性能和寿命逐渐降低，这主要受使用情况、自然气候条件以及公路养护情况的影响。总体来看，不管是主干线公路还是支线公路，其交通荷载量都已超出了其设计使用能力，路面状况和质量都有不同程度的病害影响，因此需要对各级公路采取大中修等措施进行处理，延长公路使用寿命和提高使用质量。一般沥青路面通常以15年作为设计使用年限，然而当今现状显示，各级公路使用年限远达不到设计使用期限就出现严重病害，影响其继续使用的功能。有些低等级沥青公路甚至在投入使用3～5年内就出现了较为严重的车辙和裂缝病害，影响公路网的正常运营。在沥青路面出现早期病害时，根据病害的类型和程度不同，选择合适的修补方式进行修补处理，能够有效控制路面病害的扩大，抵消交通荷载增大和环境因素循环作用对沥青路面的破坏，在一定程度上延长公路使用寿命。若不及时进行处理，最终路面结构遭到破坏，采取大修、重建和改建施工处理则会耗费大量的资源和时间［1］。

旧沥青路面的大、中修施工工程一般具有工期比较紧张、易影响现有交通等的特点，如何在施工作业时克服这些困难，同时又能最好地保证修补作业的施工质量，是许多沥青公路修补作业亟待解决的问题。针对修补罩面施工作业，结合其施工的关键工艺和技术要求，研究其施工过程中各个环节的特点和重点作业过程，是当前现场项目施工和管理的重点问题［2］。当前对于这一领域的施工相关问题，国内外进行了大量的研究与实践工作。对于修补施工，重点研究的方向集中在旧有沥青公路的处治以及修补加铺层的抗裂等相关性能研究上。针对旧路处治问题，国外的研究较早，美国针对沥青路面裂缝病害提出了许多分类方法和配套解决方案，针对裂缝的修补材料、修补方式、修补施工工艺都有许多研究，给出了在不同工作条件下的冷热施工方式［3］。在SHRP计划中，通过对修补材料的复配开发，研制了许多修补材料改性剂，以提高修补沥青混合料的性能，通过这些添加剂，修补罩面的高性能改性沥青路面与旧路面粘结力更强，抗环境破坏能力更高，且具有良好的施工和易性［4］。我国近年来对使用乳化沥青进行旧路面处治日益兴起，而大量的沥青公路都需要进行修补重建处理，给国内研究提供了大量的实例，目前研究较密集的领域是利用旧路面的废旧材料进行路面再生，在节约资源的同时，完成对旧路面使用性能的提升改造。马进通过调研陕西省10个地市的各级典型沥青路面，总结其路面病害，给出车辙、裂缝、修补三者的定量评价指标，并归纳旧路修补的方案体系，对于修补的实际效果给出了几个方面的评价方法［5］，对旧沥青公路修补施工有较好的参考价值；伍卫良整体研究了沥青路面大中修和加铺施工中的关键技术，结合两个高等级公路旧路大修和中修的实例，梳理了修补施工中的交通量分析、病害调查、加铺层设计等环节［6］，为实际各级公路大中修施工作业提供了指导。

值得注意的是，因为国内公路建设起步晚，对旧路面病害处治和修补养护体系的完善也比较滞后，沥青公路大中修及养护技术并不完善，当前各级沥青公路修补的常用方法仍比较简单：先进行检测和数据分析，根据现场的勘察结果，结合现场试验确定旧路面的破损程度；制定维修方案，一般通过挖补施工，重铺沥青混合料进行修补。此过程许多环节的施工质量受施工单位和施工人员的经验技术影响较大，较难保证修补施工的效果。因此本文结合广西省道321线平吉至八大河沥青路面选段中修工程项目，对旧路面中修工程施工技术和沥青罩面修补进行分析和研究，以探讨如何保证沥青路面中修施工质量，确保修补作业各个环节的效果，为其他相似工程提供经验和参考。

1 工程概况

省道321线平吉至八大河沥青路面选段中修工程位于云贵高原边缘，该区地形属于山岭重丘地形，主要呈现剥蚀砂页岩山岭地貌。沿线地势高低起伏较大，纵面相对高度较大。按我国地震区划，本项目区域地震裂度为Ⅵ度。项目区域气候温和，年降雨量适中，年均温度为20.7℃，年均降雨量为1 000～1 600mm，雨季和霜冻季节会对路面施工产生影响。

原项目公路技术等级为二级，设计车速40km／h。路基宽度为8.5m，路面宽度为7.5m，原路面结构为35cm级配碎石基层＋1cm沥青石屑下封层＋5cm沥青混凝土面层。路面典型结构如表1所示。随着经济的快速发展，该路交通量逐年上升，据统计，2015年日均交通量达5 630辆。受车辆超载和降雨影响，该路部分路段沥青面层出现了不同程度的病害问题。主要病害为沥青路面网裂、龟裂等。根据实地调研，针对病害严重的K114＋000～K151＋000范围内总计约10km路段进行中修施工。

表1 原路面典型结构表

2 路面状况及交通量调查

经过多年的运营，现阶段项目路段出现了一些不同程度的病害，如裂缝、坑槽、龟裂、车辙等，大大降低了道路的使用功能。

总体而言，项目部分路段路面状况不良，主要病害路段为K114～K116、K133～K134、K139～K140 K141～K143、K147～K151等段。综合考虑路面结构强度、交通量增长等情况，需要对病害严重路段进行罩面中修施工。

省道321线平吉至八大河线自2009年12月正式投入运营以来，通车年限内交通量逐年增长，为了准确地了解项目路段的使用状况，更好地分析路面病害情况，本文根据公路管理部门的统计数据（如图1所示）显示，2010年该路段日均交通量为3 640辆，2015年日均交通量达5 000多辆，并且这一数据继续呈增长趋势。可以看出，交通量的增长量已经超出了该二级公路的设计承载能力，若不进行修补，该路段的病害将在交通荷载和环境因素的综合作用下更加严重，继而导致路面基层结构的破坏，影响路面使用和安全。

图1 省道321选段各年日均交通量对比柱形图

3 施工方案及关键技术分析

结合前期勘察设计方案，中修项目施工首先应对路面存在的龟裂、网裂、车辙等病害进行挖补处理，在挖除病害基层后，清除槽底、槽壁的松动部分及粉尘杂物，采用与原路相同的结构层回填并压实。其中对原路面出现的较轻的纵横裂缝，在不影响原路面使用的情况下不进行处理。完成路面病害处理工作后，采用沥青封层和4cm沥青碎石结构进行罩面处理。具体各个环节的施工关键技术如下：

3.1 挖补处理

结合现场弯沉试验，标记路面需挖补区域，区域范围应超出病害边缘。采用切割机沿区域边线切割，挖除病害基层，仔细清理槽壁及槽底部位。

3.2 旧路铣刨

对原路面网裂、龟裂、车辙等病害进行铣刨，按实际情况确定路面铣刨厚度，铣刨留下的夹层应及时清理，避免影响后续工作进度。

3.3 整平处理

对上述挖补、铣刨部位，在进行清理工作完成后，将预拌好的级配碎石进行人工摊铺，虚铺系数控制在1.5左右，通过水准仪整平后，将基层碾压密实。

3.4 罩面工程

罩面施工和喷洒粘层油前，采用鼓风机吹净灰尘，保证原路面清洁，保障面层与基层的层间结合，提高路面整体结构性。粘层油采用PA－3乳化沥青，喷洒沥青量为0.3～0.6L／m2。乳化沥青指标如表2所示。

表2 PA－3乳化沥青技术指标表

3.5 沥青混合料摊铺

沥青罩面层厚度是中修后路面使用性能和使用寿命的关键因素，保障罩面厚度是控制施工质量的主要技术指标。在沥青碎石混合料摊铺过程中，关键工艺是控制摊铺速度，在摊铺机慢速行驶中确保摊铺均匀和连续，确保施工和监理人员的施工质量控制作业，及时反馈问题，尽快调整摊铺作业施工。在确定摊铺机工作速度时，应综合摊铺的混合料类型、摊铺机具功能、摊铺横截面尺寸等因素，根据连续工作原则，合理确定摊铺速度。结合实际工程经验，沥青面层摊铺的适宜速度为3～5m／min，在此速度下既能保证及时供料，确保摊铺层初压厚度，又能节约摊铺功耗，提高混合料摊铺施工效率。需要注意的是，分段摊铺施工过程中，应保持摊铺机的行驶速度恒定，摊铺机作业的速度改变会导致摊铺路面平整度下降，影响中修施工质量。施工时应当做好施工组织规划与管理，协调好运料车与摊铺施工作业的相互配合。

3.6 沥青混合料的压实

省道321线平吉至八大河沥青路面选段中修工程配备了较为齐全的压实机具设备，施工项目部有钢轮式、轮胎式及振动压路机数具，可根据施工方案制定合理的压实组合方式。对于旧路中修罩面施工工作，应当配备小型振动压（夯）实机具，针对各路段的具体情况，对不适宜使用压路机和需要局部补压的区域及时调整。根据中修罩面施工设计方案，该项目中修罩面层的摊铺厚度比较小，因此在应用振动压路机进行压实作业时，应当使用“高频、低幅”的压实方法。对于现场压实施工，应注意压路机在停车、倒车时需要停止振动，在调整至新的碾压行驶方向后再开始振动，否则容易产生混合料在路面的过压现象，路面使用期间容易产生拥包病害。

为了确保路面在压实成型后具有较好的路面平整度，应在初压施工过程中采用钢轮压路机进行作业，作业原则为先轻后重，能够使摊铺层的结构层初步压实达到稳定状态。应当注意的是，混合料路面初压作业不得采用轮胎压路机进行作业，因其较重的质量会造成新铺路面产生纵向辙槽且无法修复。根据项目实际情况和施工方案设计，该项目初压采用12t振动钢轮压路机进行初压作业，初压遍数为2遍，之后进行复压施工作业。复压作业采用28t轮胎压路机，压实遍数为5遍。通过轮胎压路机自重作用和其轮胎行驶时的揉搓作用，确保复压施工后，摊铺作业混合料的结构层碾压密实，达到规范要求的压实度。在复压作业完成后应当对摊铺路段进行终压作业，作业机具选用7t钢轮压路机进行2遍终压压实。终压作业的作用是消除摊铺压实作业在摊铺层表面留下的轮迹，是摊铺压实施工的最终成型作业阶段。

在组合使用各类型压路机进行压实作业时，应注意压路机工作过程中的随压随喷，即保证压路与喷水作业同步进行，一旦压路机喷水量太少，会在施工时产生粘轮现象，降低路面施工压实质量。在压实机喷水不能达到要求时，应当及时安排人工喷水配合压实作业，保证施工的连续性。另外，在没有经过碾压的路段，应禁止压路机在其中停留、制动甚至转向。对于各路幅的复压和终压顺序及时间安排，应合理有序，因为碾压过程中由于喷水降温使得各阶段碾压路段的路面温度有差异，可根据实际情况合理组织复压与终压的次序，提高施工效率。