公路大修施工中路面施工技术分析

2022-07-14吴净

交通世界 2022年18期

吴净

（元氏县交通局公路工程队，河北石家庄 051130）

0 引言

我国公路工程数量众多，其普遍采用沥青混凝土结构，一些公路经过长时间的车辆通行后，路面会出现各种病害问题，从而严重影响沥青路面的性能以及行车安全性和舒适性。因此，为恢复沥青路面的使用性能，保障人们的行车体验，相关部门有必要加强对路面状况的分析调查，对于病害问题严重的公路工程，可采取大修处理，从而保障公路的使用寿命。

1 工程概况

某公路工程位于我国河北省某乡镇境内，是当地的主要运输道路之一。该公路全长5.8km，于2008年完工并投入使用，由于近年来经济的快速发展，通行车辆不断增加，同时道路的物流运输量也逐步上升，导致公路在近几年的使用中严重受损，路面出现大量的龟裂、错台、车辙等病害，不仅严重影响了道路的服务水平，还威胁人们的出行安全，因此，研究决定对该公路大修施工，以全面提升路面性能。

2 大修公路路面施工技术

2.1 施工方案

（1）该公路路面结构大修中，决定将旧路面结构全部挖出，然后在原有路基结构上新建基层与面层。经勘测得知原公路的路基宽度为8.5m，路面宽度为8.0m，公路两侧设置有0.25m 的土路肩，原路面基层结构为16cm 厚度的二灰碎石底基层+30cm 厚的石灰土基层，原路面面层结构为20cm 厚的水泥混凝土路面，大修时将全线旧路路面基层与面层全部挖除。

（2）新路面基层及面层结构设计时，考虑到路面对其平整度、耐久性、密实度、抗水损能力以及周围地质环境、气候、行车量等综合因素的影响，该公路大修时路面采用的基层结构为水泥稳定碎石基层，路面采用的面层结构为沥青混凝土结构。新路面结构建成后，其性能应满足设计要求，路面表层的弯沉值应不大于33.7（0.01mm），路面基层的压实度应不小于95%，面层的压实度应不小于96%，路面的渗水系数应≤300ml/min[1]。

2.2 旧路挖除

（1）依据施工方案要求，首先要将旧公路的路面结构全部破碎挖除。旧路开挖施工时共配备有6台挖掘机、1 台装载机以及1 台压路机。旧路开挖前，先清理旧路表面的障碍物、杂物、垃圾等，再根据施工范围对旧路边线放样并切割，然后利用油锤将原水泥混凝土路面结构破碎，利用挖掘机将产生的废旧材料开挖至装载机，并运输至指定的处理地点，待面层全部开挖后采取同样的方式开挖基层，

（2）开挖过程中需根据设计图纸规定的开挖范围施工，同时做好道路中线、边线、标高的复测工作。测量结果由专业人员记录，待全线旧路面全部开挖后，将记录数据报送至监理单位审核，待审核后将公路路基表面清理干净，并设置好中桩及边桩，开始新的水泥稳定碎石基层施工[2]。

2.3 基层施工

2.3.1 材料选择

（1）本工程路面大修施工中，基层采用水泥稳定碎石基层结构。此结构采用的主要原材料包括水泥、碎石以及水，其中水泥材料经对比分析实验确定选用标号为42.5 的普通硅酸盐水泥，水泥的初凝时间在3h以上，终凝时间在6h 以上，水泥材料入场后存储于仓库内，使用前需重新检测其性能，如出现变质、受潮问题不得用于施工。

（2）碎石材料选择使用机器破碎后得到的碎石，经破碎后的碎石材料内部具有保持洁净、无泥块、杂质、污染物的特点，碎石材料的最大粒径在31.5mm 以内，碎石的压碎值为24.6，满足施工标准要求的不大于26，碎石的针片状含量为18.5，满足施工标准要求的不大于20%。此外，施工时选用的水源在工程场地周围，与场地的距离约为200m，经试验检测，此处水源满足《公路工程水质分析操作规程》（JTJ/056-84）规范的相关要求。

2.3.2 拌和

（1）原材料全部准备完成后，依据设计的水泥、碎石、水的比例开始拌制水泥稳定碎石混合料。混合料的拌和在距离施工场地800m 左右的拌和厂内完成，拌和机的生产量为500t/h，满足本工程路面基层施工的需求。在开启拌和设备前，要反复调试拌和机，使其满足混合料的级配要求，拌和时依据设计好的配合比，向拌和机内按顺序和用量投入水泥、碎石以及水，水的用量可以根据当天的温度适量调整。

（2）水泥稳定碎石混合料的拌和时间为45～60s，拌和过程中安排有专业的人员负责对水泥、碎石的掺加量进行控制，同时观察混合料的级配、均匀性、含水量，一旦出现问题可以在第一时间进行调整。拌和后得到的混合料选取适量的样品，由现场专职的试验人员对混合料进行滴定试验，通过滴定试验结果确定混合料的性能是否满足要求，如经检测合格则可运送至施工现场摊铺[3]。

2.3.3 运输

本工程混合料的运输采用自卸式汽车，向运输车装载水泥碎石混合料采用3次装料法，每次装料时通过移动车辆位置实现3次装料，此方法可有效避免水泥混合料发生离析问题。装料结束运送至施工现场，并停放至摊铺机前方0.2～0.3m 的位置，由于水泥材料的初凝时间在3h 以上，因此，混合料运输时应具备标有混合料出厂时间、出料量的发料单，在组织卸料前，由收料人员核对混合料的信息，如运输时间超过水泥的初凝时间，则整车混合料需作为废料处理，不得用于施工，如核对无误则开始卸料摊铺。

2.3.4 摊铺

（1）水泥稳定碎石混合料运送至施工现场，且等待卸料运输车达到3辆后开始摊铺。本次水泥稳定碎石基层的摊铺采用2台摊铺机联合作业，摊铺机的型号保持一致，机械前后相距3～5m，两幅搭接宽度为10～20cm，摊铺时机械的摊铺厚度、路拱坡度、振动频率、摊铺速度均保持一致，摊铺过程中利用原路面两侧的钢丝及放样的中桩控制高程及方向，机械的最大摊铺速度不得超过1.8m/min。

（2）为避免在路面基层摊铺中发生离析问题，摊铺机的布料器宜埋入混合料2/3 的深度，如因施工失误导致混合料出现离析，需人工将局部的离析混合料铲除，然后利用新拌和的混合料重新摊铺，无论离析问题是否严重，更换混合料时最低的开挖深度不得低于15cm。待水泥稳定碎石基层摊铺后，针对机械无法施工的位置，可由人工摊铺，人工摊铺可采用挂线法控制高程。

2.3.5 碾压

水泥稳定碎石混合料摊铺成型后，即可开始全范围的碾压施工。碾压时由低处向高处碾压，碾压中先稳压1~2 遍，碾压速度保持在1.6km/h，稳压后再振动碾压至基层混合料密实，碾压速度可提高至2.0km/h，待基层混合料密实度满足要求后再胶轮静压1~2 遍收面，此时碾压速度可提高至2.5km/h，碾压时每个基层的碾压段长度保持在80m 以内，碾压工作在1h内完成，待碾压结束后及时检测其压实度[4]。

2.3.6 接缝处理

水泥稳定碎石摊铺中，如因意外中断摊铺施工，且中断时间≥2h 的需设置横向接缝，同时每天施工完成后，基层的中断施工位置也应设置横接缝。因此，为保证本工程新路面基层整体的稳定性，要对设置的接缝进行适当地处理。设置接缝时，需将基层末端不平整的水泥稳定碎石材料铲除，将其设置成平接缝的形式，待恢复施工需要搭接时，先利用水泥砂浆涂刷于搭接位置，然后再开始摊铺新的水泥稳定碎石混合料，摊铺后由之前摊铺的基层段向新摊铺的基层段碾压，碾压密实后再恢复正常碾压。

2.4 面层施工

2.4.1 铺洒透层油

（1）路面基层完工后开始面层的施工，本工程大修施工面层采用沥青混凝土结构，其主要分为2层，包括4cm 厚的细粒式沥青混凝土上面层以及5cm 厚的中粒式沥青混凝土下面层。为实现面层与基层的良好衔接，在面层施工前先对基层表面进行处理，首先将其表面的杂物、垃圾清理干净，然后恢复基层的中线及边桩，为下面层的摊铺做准备，最后铺洒透层油，增加面层与基层之间的整体性。

（2）本工程喷洒的透层油采用中凝液体石油沥青，为保证透层油可以向基层中渗透5mm 以上，喷洒量保持在1.1L/m2左右，喷洒时间为基层施工完毕，但其表面为完全干燥硬化的周期内。喷洒后利用钻孔的方式查验是否满足喷洒要求，若透层油已经渗透5mm 以上，则可以开始下面层施工。

2.4.2 面层材料准备

沥青混凝土面层施工使用的原材料主要包括沥青、粗集料、细集料以及水，其中沥青材料选择70 号的A级沥青，此材料的闪点应不小于260℃，针入度应保持在60～70（0.1mm）之间，延度应不小于7℃；粗集料选择石灰岩碎石和机器破碎的碎石，石灰岩碎石用于上面层施工，机制碎石用于下面层施工，下面层碎石的压碎值应不大于28%，磨耗值不大于30%，坚固性不大于12%，吸水率应不大于3.0%，上面层碎石的压碎值应不大于26%，磨耗值不大于28%，坚固性不大于12%，吸水率应不大于2.0%[5]；采用的细集料为干净的机制砂，细集料的含泥量应不大于5%，此外，采用的水源与基层使用的水源一致，满足施工要求。

2.4.3 混合料拌和运输

（1）沥青混合料的拌和与基层混合料的拌和场地一致，采用的拌和机械为间歇式拌和机。拌和前先对机械进行标定，保持性能正常，然后根据最终的生产配合比设计开始混合料的拌和作业，每盘沥青混合料的拌和时间为30～50s，其中干拌时间在5s 以上，拌和中各原材料的加热温度均不相同，其中沥青的加热温度应保持在160～170℃，矿料的加热温度应保持在170～180℃，拌和完成后混合料的温度保持在150～165℃，如拌和后混合料的温度超过200℃，或存在严重的离析问题，则直接作为废料处理。

（2）拌和后的沥青混合料直接运送至施工场地进行摊铺，采用的运输设备为自卸式运输车，向运输车装料时也采取3 次装料法。为避免混合料黏结于车厢内部，装料前要将运输车的车厢内部涂刷油水混合物，同时为保证混合料温度保持在150～165℃之间，车厢上设置有温度检测孔，方便运输中随时检测混合料的温度变化。运输至施工现场后，车辆停放于摊铺机前方30cm 的位置，由专人负责指挥卸料，若混合料出现结块或温度低于规定温度，则直接作为废料处理，不得用于面层摊铺。

2.4.4 混合料摊铺碾压

（1）本工程沥青混合料的摊铺采用S1800A 摊铺机完成，此摊铺机两侧配备有17.2M 的自动找平平衡梁，可保证面层摊铺的平整度。摊铺前要先对摊铺机进行检测与预热，且熨平板温度达到110℃后开始摊铺，整个摊铺过程应一次连续摊铺完成，摊铺中不得随意变换摊铺速度，始终保持在1.2～1.5m/min，混合料的温度始终保持在155～165℃，摊铺后立即检测其平整度，如满足要求即可开始碾压。

（2）沥青混凝土面层的碾压主要分为3步，即初压、复压与终压。初压在摊铺检测合格后立即进行，此时属于高温碾压，碾压时采用静态双钢轮压路机碾压2 遍，初压温度保持在130～140℃。初压后开始复压，复压采用振动压路机与轮胎压路机完成，先振动碾压3～4 遍，再利用轮胎压路机碾压4～6遍，碾压温度保持在120～130℃。复压后进行终压，终压采用双钢轮压路机，静压1～2遍，碾压后路面温度可保持在80℃以上，全部碾压完成待路面温度降低至50℃以下即可开放交通[6]。

2.5 质量检测

为确保本工程公路大修的质量，在路面全部大修前、后分别对路面的弯沉值、压实度及渗水系数进行检测与对比，其中弯沉值的检测表示路面的承载能力，压实度的检测表示路面的强度，渗水性系数的检测表示路面的防渗性能。本次检测中共随机选取5 处检测点，其检测结果见表1：

表1 路面大修质量检测结果

由表1 检测结果可得，该工程路面在大修施工前，公路路面平均弯沉值为56.4（0.01mm），经大修后平均弯沉值为28.7（0.01mm），经大修前基层的平均压实度为92.4%，面层的平均压实度为93.9%，经大修后基层平均压实度可达96.1%，面层压实度可达97.3%，平均渗水系数大修前为426ml/min，经大修后平均渗水系数为235ml/min，经两者对比且与上述的设计要求相比可知，本次大修后公路路面性能完全满足使用要求。