高速公路长大纵坡段路面质量控制措施

李 志 玲

(山西省晋中路桥建设集团有限公司,山西 晋中 030600)

长大纵坡段沥青路面耐久性是高速公路施工的技术难题之一。近年来，随着我省(山西)经济的快速发展，高速公路交通量逐年增长，很多长大纵坡段路面出现严重破损，其中裂缝、车辙、磨光较为普遍，局部壅包波浪也较严重，已严重影响到行车安全。在山西朔州环城高速公路施工中，采用的路面耐久性措施，有利于显著减少高速公路长大纵坡路段沥青路面车辙、开裂等早期损坏。

在我国，由于高速公路在中西部地区的建设规模越来越大，长大纵坡路段越来越多，这对路面的性能提出了更高要求。须从多方面采取措施，做好长大纵坡段沥青路面施工质量控制，能有效减少路面车辙开裂等早期损坏，提高路面耐久性，减少路面维修养护费用，确保高速公路行驶质量，延长路面使用寿命。

在某高速公路施工中，施工地段为长大纵坡路段，地质条件复杂，路线平均纵坡坡度超过2.0%，最大值达到4.1%，坡长超过1 km。本文以该高速公路长大纵坡路段施工为例，介绍长大纵坡段路面的质量控制措施。

1 长大纵坡段路面破坏因素

在山区高速公路中，存在许多长大纵坡沥青路面。长大纵坡路段路面由于纵坡大、车辆荷载作用时间长、车辆行驶速度低等原因，出现严重的车辙、滑移等病害，在重载车辆行驶比较密集的路段上最为显著。

在长大纵坡路段，车辆变速、超载、重载对路面的破坏极为严重。研究发现：路面应力随坡度的变化呈线性关系，车速随着载重、坡度、坡长的增大而迅速减小，行车载荷水平分力较正常情况下大3倍～5倍，极易发生路面破坏。

在高速公路长大纵坡路段，路面破坏除受到路面纵坡、施工质量和气候交通条件等因素影响外，还受到沥青混合料和路面的结构类型的影响。为有效减少长大纵坡段沥青路面的早期病害，须从多方面采取技术措施：

1)路面破坏最主要是由于混合料塑性剪切变形不断积累形成。在行车载荷的作用下，随着路面纵坡的增大，与之相伴随的是路面层间剪应力相应增加。在长大纵坡段的路面结构最好采用骨架型级配，以改善混合料性能。

2)在行车载荷作用下，随着路面结构深度的增加，与之相伴随的是路面层间剪应力的减小，其峰值处于中上面层间。在长大纵坡段路面设计上，须进行层间结构设计优化，特别须重视中面层结构设计。可采用高模量沥青混凝土，以有效地改善路面结构的受力状态，提高层间抗剪和抗拔强度，降低应力应变对路面变形的影响。

3)在长大纵坡路段施工时，路面不易压实，空隙率过大，须改善施工工艺控制，严格控制沥青混凝土的施工质量，提高路面抗剪抗推移、抗疲劳能力。

4)在日常预防性养护中，综合考虑气候情况，可采取重载车辆通行时间控制等措施，尽量要求其通行时段为路面较低温度时。超载车辆的通行须予以严格禁止。

2 原材料控制

在路面设计中，当设计的纵坡无法进行调整时，须采取有效的原材料质量控制措施，合理优化和调整施工配合比，确保达到改善混合料性能的目的。

1)集料。使用石灰岩进行碎石轧制，轧制采用反击式破碎工艺。为确保形成骨架嵌挤结构，要求碎石具有良好的棱角性和颗粒形状，细集料采用机制砂。

矿料级配是影响沥青路面性能的关键因素，要求0.075 mm筛孔通过率不大于8%。

集料存储时，分类堆放，采取覆盖措施，避免污染。

2)沥青。在混合料设计中，路面中上面层采用SBS改性沥青，以确保路面耐久性和抗变形能力。

3)玄武岩纤维。混合料设计采用粗型级配。在中面层混合料中，进行配合比优化，掺加0.35%混合料质量的玄武岩纤维，提高抗车辙性能，沥青路面结构总厚度达到22 cm，能显著提高路面耐久性，降低路面全寿命成本。

4)填料。在矿粉中添加25%消石灰，以增强沥青与集料间粘附性。

3 质量控制措施

在长大纵坡段路面施工中，为保证路面质量，须从混合料生产、摊铺、碾压等工艺方面进行控制，以确保成型后的路面质量。

3.1 粘层沥青洒布

在进行面层铺摊前，须做好下封层及粘层施工质量控制。进行下承层清理，确保干净无杂物。

为提高基层与面层间的粘结效果，避免面层雨水下渗导致的基层破坏，下封层采用SBS改性热沥青同步碎石，还能有效避免基层裂缝反射到沥青面层。须严格做好洒布量控制，确保洒布量及洒布厚度均匀。沥青洒布量控制在1.5 kg/m2～2.0 kg/m2范围内。

3.2 混合料拌和

沥青混凝土拌和采用厂拌法，严格按生产配合比进行准确计量，误差控制在允许范围内。

混合料配合比对保证路面质量具有重要作用，应严格按生产配合比进行。应对沥青用量进行控制，采取有效措施对冷料仓进料比例和速度进行控制，将上料误差控制在允许范围内。应指定专人进行生产过程中的配合比随机抽样检测。

在中面层混合料生产过程中，集料拌和均匀后，按设计要求加入适量纤维，混合物的干拌时间应控制在20 s以上，再进行沥青掺加并进行湿拌。要求混合料的总拌和时间不少于60 s～80 s，以拌匀为度。

为确保混合料铺摊温度，须做好混合料各施工工序的温度控制，确保符合设计要求。

混合料出场温度控制在170 ℃～180 ℃，确保碾压在高温下进行。

3.3 混合料运输

运输混合料应采用大吨位自卸卡车。在确定运料车数量时，应综合考虑运距长短，以保证混合料运料连续充足。在本路段施工中，由于拌和场距离施工现场9 km，使用了15辆运料车。

在装料过程中，须避免出现混合料离析。运输途中做好覆盖保温措施。

3.4 混合料摊铺

摊铺过程应缓慢、连续、不间断进行。选择性能优良的摊铺机，加强摊铺机的机械控制。为防止混合料横向离析，应进行超声料位器和螺旋前导料板调整。

铺摊机前进时，应避免铺摊机储料仓中的混合料太少导致的同心圆离析现象。为避免出现混合料离析，在卸料时，应缓慢均匀提升车厢，要求将车厢倾角控制在30°内。

在铺摊过程中，为确保路面平整度符合设计要求，应合理确定铺摊机组合方式，铺摊机前进速度一般控制在2 m/min～3.5 m/min，还须做好铺摊宽度、厚度等指标控制。

3.5 混合料碾压

为确保路面平整度，应尽量在混合料较高温度时进行碾压作业。要求压路机紧随铺摊机进行路面压实，以确保混合料压实度符合设计要求。

在路面压实中，按照“紧跟、慢压、高频、低幅”原则进行，确保混合料在高温状态下压实成型，保证路面成型后石料的嵌挤效果。应合理进行压路机组合方式、碾压温度和遍数等参数的确定，要求混合料终压温度不小于100 ℃。

本项目施工中的压路机组合及碾压速度控制见表1。

表1 压路机组合及碾压速度控制参数

在碾压过程中，要求上面层压实度98%，中面层97%，下面层97%，须采取有效措施加强混合料压实度控制。

待路面温度自然降温至50 ℃以下时，可开放交通。

4 结语

在高速公路中，长大纵坡段沥青路面早期损坏严重是一种常见的路面病害。产生路面病害的原因是多样的，涉及到设计、施工、环境影响、原材料质量等方面，采取有效措施提高确保路面施工质量是关键。

在施工中，还可以采用新型材料或技术来提高路面耐久性。粘结料采用橡胶沥青，可充分利用其高粘度的特性。还可推广和采用双层铺摊机进行路面中上层同步铺摊，使得路面层间粘结效果显著提升。

在长大纵坡段施工中，确保提高沥青路面耐久性，重视做好施工质量控制。在施工中，分别从原材料质量、混合料设计及混合料拌和、运输、摊铺、碾压等工序采取有效措施，确保路面性能和耐久性，延长沥青路面使用寿命。