沥青大长纵坡路面病害机理及施工技术要点分析

刘秋红 曹英

摘 要：根据我国的地理地形条件，东西部地势差异大，在复杂地形和地质条件下，公路建设具有较大施工难度。由于地形或经济的限制，大长纵坡路面不可避免。为了确保施工安全，必须对沥青大长纵坡路面病害机理有所了解，并结合具体案例，确定施工技术要点。

关键词：大长纵坡;路面病害机理;技术要点

中图分类号：U416.217 文献标识码：A

0 引言

据大量实践证明，在长上坡路段车辆行驶时很容易出现汽车发动机气阻熄火或在长下坡路段出现车辆制动失灵现象，即大长纵坡路段车辆行驶时交通事故发生率较大。伴随我国公路建设规模的不断扩大，越来越多公路修建于复杂地形路段，在设计中大长纵坡路面无法避免，因此，开展沥青大长纵坡路面病害机理及施工技术要点研究成为了公路事业发展的重点。

1 沥青大长纵坡路面病害机理

在公路路线设计当中，尤其是山区公路，为了解决高差问题，往往在公路纵断面设置一定坡度。设置纵坡，可以改变路面结构的受力情况，但是根据坡度大小、水平荷载系数的不同，相比平坡路面，纵坡路面的结构层内部应力和应变分布情况也存在很大差异。这也是导致大长纵坡路面结构破坏的主要因素。

据大量研究表明，车辙是沥青大长纵坡路面最常见的病害类型，由应力角度分析，产生此类病害的原因在于在车辆在大长纵坡路段行驶时，车辆的启动刹车动作、小半径及超高超载等情况，均会导致路面内部结构层所承受的剪力迅速增长，当剪力超过沥青路面的抗剪强度后，路面便会产生车辙病害。常见的车辙病害为结构性车辙、失稳性车辙、磨耗性车辙和压密性车辙，比如，在大长纵坡路段，由于纵坡大、重载车多、荷载作用时间长，路面结构所受到的水平剪应力将会远远高于水平路段，甚至增加3～5倍，这种情况下将会导致结构层产生剪切破坏，进而出现结构性车辙。据长期调查发现，结构性车辙集中出现于下卧层路基处。夏季高温时节，由于车辆频繁制动，大长纵坡路段极易出现沥青层永久变形和塑性流动现象，进而形成沥青混凝土侧向流动变形，产生失稳性车辙。这种病害多出现于上坡坡角和坡顶处。

2 工程概况

某试验段位于公路项目的上坡路段，5%为试验段坡度，相比全段平均坡度多出了2%，为半刚性基层沥青路面，为满足纵坡路段抗滑、抗车辙和密水性能的相关要求，对上面层混合料作适当调整，采用5 cm的BLSMA-16沥青混合料铺筑。

3 沥青大长纵坡路面施工技术要点

为了提高沥青大长纵坡路面施工质量，防止出现车辙等病害，需在混合料施工当中，规范施工工艺，对混合料摊铺、碾压等工序进行施工控制，提高施工技术水平。

3.1 原材料选择

（1）沥青。为避免纵坡路段出现施工离析问题，提高上面层的高温稳定性和低温抗裂性，在铺筑试验段时，需掺加5%的BSB改性沥青，并确保其各项技术指标满足规定要求。在存储沥青材料时，应做好存储温度控制，即控制在110℃～170℃，且在整个施工环节，随时检测沥青的性能，确保其质量。

（2）纤维。在本工程当中，还会应用到木质纤维材料，针对此类材料，在运输和使用当中需做好质量控制，避免出现结团或受潮现象。在存储当中需放置于棚内或室内。使用过程中，必须均匀拌和混合料，确保纤维材料分散均匀，无结团现象。同时，合理控制纤维掺加量的误差，不允许高于-5%～+5%。

（3）集料。为了避免出现混合料级配离析问题，在粗、细集料选择时都应确保其各项指标满足相关规定的质量要求。粗集料洁净、干燥，不含风化颗粒、无杂质，且强度满足设计要求。细集料颗粒级配良好，能够与沥青充分粘结，具有良好的粘附能力。

3.2 拌和

拌和施工中，可采用间歇式拌和机进行混合料拌和，为保证沥青材料性能充分发挥，本工程采用热拌法进行施工，需合理控制混合料拌和温度，如表1所示。除了需要严控拌和温度以外，还要做好混合料拌和时间的控制。沥青混合料拌和时间以拌和均匀为准，当全部的矿料颗粒都裹附在沥青结合料上，且明亮度及色泽均满足规定，便可停止搅拌。拌和时，可先在拌和锅加入骨料和纤维材料，随后加入矿粉、沥青材料，干拌时间为20 s～25 s，湿拌时间为40 s～45 s。待均匀拌和沥青和矿物材料后，需及时检验拌和是否合格，不得出现花白、离析现象。

3.3 混合料摊铺

摊铺前，先加热摊铺机熨平板，温度不得低于100℃。确保摊铺机前停留的运料车数量充足，摊铺与运能匹配，确保摊铺施工具有连续性。摊铺机就位后，调节好各项摊铺参数，比如摊铺机仰角、速度、振动频率、摊铺速度等。按照“缓慢、均匀、连续”的原则进行施工，保证沥青铺筑层的摊铺质量。在此环节，要随时关注摊铺机内存料的高度，一旦高度低于规定高度时，需及时补料并做调整。为保证路面摊铺之后，平整度满足设计要求，摊铺机行驶速度不宜过快，不得超过5 m/min。在摊铺施工过程中，需做到連续不间断施工，尽可能减少停机次数。BLSMA-16采用5%SBS改性沥青，因此，在摊铺施工中，还要做好摊铺温度控制，保证摊铺正常温度在165℃～175℃之间，不得低于160℃。

3.4 混合料碾压

在沥青大长纵坡路面碾压施工当中，应严格按照“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则，通过短距离碾压，紧跟摊铺机，间距不得超过20 m。碾压施工分为三个阶段，即初压、复压及终压，在此阶段，要重点关注碾压遍数、次数等。根据以往经验及结合本工程实际情况，可采用刚性碾压法，即在确保沥青路面不发生泛油等情况的前提下，选择合理的碾压设备，比如双钢轮压路机等。碾压施工的三个阶段，所承担的任务不同，作用也不同，因此，在碾压遍数方面也会有所区别。初压时，沥青混凝土刚刚完成摊铺作业，整体还处于一个相对松软的状态。此时需及时进行初压，可采用钢轮压路机进行2遍“前静后振”，频率为42 Hz～50 Hz，振幅为0.4 mm～0.8 mm，碾压速度为3 km/h～4.5 km/h，其主要作用在于让沥青路面有一个初步的密实度，保证复压振动压实过程当中不会出现位移现象。复压时，为了达到挤密，且满足设计要求的压实度，可采用大吨位的钢轮压路机进行振动压实，碾压遍数为4遍，速度可控制在3 km/h～4.5 km/h。终压时，其作用主要是为了消除轮迹，满足沥青路面平整度要求，因此，可采用钢轮压路机进行多遍静压，碾压速度可控制在4 km/h～5 km/h。在整个碾压过程中不得出现碾压过度，或碾压不足现象，要及时进行压实度和平整度检测。

3.5 接缝处理

为避免纵向离析带出现于纵坡路段，在摊铺混合料时，两台摊铺机摊铺的沥青混合料需搭接20 cm，不得出现中间离析或开裂现象。

4 结束语

综上所述，伴随我国公路网络的不断完善，山区高速公路建设已成为我国高速公路建设的重点。由于山岭地区特殊的环境和地形条件，公路施工中的难度越来越大。若设计不合理，势必会引发大量的路面病害和地质灾害，进而严重威胁到道路行车安全。沥青大长纵坡路面是山区高速公路建设必不可少的一种路面形式，为了最大限度提升工程质量，必须掌握其病害机理，尤其是车辙病害最为突出，只有这样才能确保采取的措施切实可行，才能有效控制病害发生。

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