李 志 玲

(山西省晉中路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司,山西 晉中 030600)

長(zhǎng)大縱坡段瀝青路面耐久性是高速公路施工的技術(shù)難題之一。近年來(lái)，隨著我省(山西)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高速公路交通量逐年增長(zhǎng)，很多長(zhǎng)大縱坡段路面出現(xiàn)嚴(yán)重破損，其中裂縫、車轍、磨光較為普遍，局部壅包波浪也較嚴(yán)重，已嚴(yán)重影響到行車安全。在山西朔州環(huán)城高速公路施工中，采用的路面耐久性措施，有利于顯著減少高速公路長(zhǎng)大縱坡路段瀝青路面車轍、開(kāi)裂等早期損壞。

在我國(guó)，由于高速公路在中西部地區(qū)的建設(shè)規(guī)模越來(lái)越大，長(zhǎng)大縱坡路段越來(lái)越多，這對(duì)路面的性能提出了更高要求。須從多方面采取措施，做好長(zhǎng)大縱坡段瀝青路面施工質(zhì)量控制，能有效減少路面車轍開(kāi)裂等早期損壞，提高路面耐久性，減少路面維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，確保高速公路行駛質(zhì)量，延長(zhǎng)路面使用壽命。

在某高速公路施工中，施工地段為長(zhǎng)大縱坡路段，地質(zhì)條件復(fù)雜，路線平均縱坡坡度超過(guò)2.0%，最大值達(dá)到4.1%，坡長(zhǎng)超過(guò)1 km。本文以該高速公路長(zhǎng)大縱坡路段施工為例，介紹長(zhǎng)大縱坡段路面的質(zhì)量控制措施。

1 長(zhǎng)大縱坡段路面破壞因素

在山區(qū)高速公路中，存在許多長(zhǎng)大縱坡瀝青路面。長(zhǎng)大縱坡路段路面由于縱坡大、車輛荷載作用時(shí)間長(zhǎng)、車輛行駛速度低等原因，出現(xiàn)嚴(yán)重的車轍、滑移等病害，在重載車輛行駛比較密集的路段上最為顯著。

在長(zhǎng)大縱坡路段，車輛變速、超載、重載對(duì)路面的破壞極為嚴(yán)重。研究發(fā)現(xiàn)：路面應(yīng)力隨坡度的變化呈線性關(guān)系，車速隨著載重、坡度、坡長(zhǎng)的增大而迅速減小，行車載荷水平分力較正常情況下大3倍～5倍，極易發(fā)生路面破壞。

在高速公路長(zhǎng)大縱坡路段，路面破壞除受到路面縱坡、施工質(zhì)量和氣候交通條件等因素影響外，還受到瀝青混合料和路面的結(jié)構(gòu)類型的影響。為有效減少長(zhǎng)大縱坡段瀝青路面的早期病害，須從多方面采取技術(shù)措施：

1)路面破壞最主要是由于混合料塑性剪切變形不斷積累形成。在行車載荷的作用下，隨著路面縱坡的增大，與之相伴隨的是路面層間剪應(yīng)力相應(yīng)增加。在長(zhǎng)大縱坡段的路面結(jié)構(gòu)最好采用骨架型級(jí)配，以改善混合料性能。

2)在行車載荷作用下，隨著路面結(jié)構(gòu)深度的增加，與之相伴隨的是路面層間剪應(yīng)力的減小，其峰值處于中上面層間。在長(zhǎng)大縱坡段路面設(shè)計(jì)上，須進(jìn)行層間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，特別須重視中面層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。可采用高模量瀝青混凝土，以有效地改善路面結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，提高層間抗剪和抗拔強(qiáng)度，降低應(yīng)力應(yīng)變對(duì)路面變形的影響。

3)在長(zhǎng)大縱坡路段施工時(shí)，路面不易壓實(shí)，空隙率過(guò)大，須改善施工工藝控制，嚴(yán)格控制瀝青混凝土的施工質(zhì)量，提高路面抗剪抗推移、抗疲勞能力。

4)在日常預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中，綜合考慮氣候情況，可采取重載車輛通行時(shí)間控制等措施，盡量要求其通行時(shí)段為路面較低溫度時(shí)。超載車輛的通行須予以嚴(yán)格禁止。

2 原材料控制

在路面設(shè)計(jì)中，當(dāng)設(shè)計(jì)的縱坡無(wú)法進(jìn)行調(diào)整時(shí)，須采取有效的原材料質(zhì)量控制措施，合理優(yōu)化和調(diào)整施工配合比，確保達(dá)到改善混合料性能的目的。

1)集料。使用石灰?guī)r進(jìn)行碎石軋制，軋制采用反擊式破碎工藝。為確保形成骨架嵌擠結(jié)構(gòu)，要求碎石具有良好的棱角性和顆粒形狀，細(xì)集料采用機(jī)制砂。

礦料級(jí)配是影響瀝青路面性能的關(guān)鍵因素，要求0.075 mm篩孔通過(guò)率不大于8%。

集料存儲(chǔ)時(shí)，分類堆放，采取覆蓋措施，避免污染。

2)瀝青。在混合料設(shè)計(jì)中，路面中上面層采用SBS改性瀝青，以確保路面耐久性和抗變形能力。

3)玄武巖纖維?；旌狭显O(shè)計(jì)采用粗型級(jí)配。在中面層混合料中，進(jìn)行配合比優(yōu)化，摻加0.35%混合料質(zhì)量的玄武巖纖維，提高抗車轍性能，瀝青路面結(jié)構(gòu)總厚度達(dá)到22 cm，能顯著提高路面耐久性，降低路面全壽命成本。

4)填料。在礦粉中添加25%消石灰，以增強(qiáng)瀝青與集料間粘附性。

3 質(zhì)量控制措施

在長(zhǎng)大縱坡段路面施工中，為保證路面質(zhì)量，須從混合料生產(chǎn)、攤鋪、碾壓等工藝方面進(jìn)行控制，以確保成型后的路面質(zhì)量。

3.1 粘層瀝青灑布

在進(jìn)行面層鋪攤前，須做好下封層及粘層施工質(zhì)量控制。進(jìn)行下承層清理，確保干凈無(wú)雜物。

為提高基層與面層間的粘結(jié)效果，避免面層雨水下滲導(dǎo)致的基層破壞，下封層采用SBS改性熱瀝青同步碎石，還能有效避免基層裂縫反射到瀝青面層。須嚴(yán)格做好灑布量控制，確保灑布量及灑布厚度均勻。瀝青灑布量控制在1.5 kg/m2～2.0 kg/m2范圍內(nèi)。

3.2 混合料拌和

瀝青混凝土拌和采用廠拌法，嚴(yán)格按生產(chǎn)配合比進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)量，誤差控制在允許范圍內(nèi)。

混合料配合比對(duì)保證路面質(zhì)量具有重要作用，應(yīng)嚴(yán)格按生產(chǎn)配合比進(jìn)行。應(yīng)對(duì)瀝青用量進(jìn)行控制，采取有效措施對(duì)冷料倉(cāng)進(jìn)料比例和速度進(jìn)行控制，將上料誤差控制在允許范圍內(nèi)。應(yīng)指定專人進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程中的配合比隨機(jī)抽樣檢測(cè)。

在中面層混合料生產(chǎn)過(guò)程中，集料拌和均勻后，按設(shè)計(jì)要求加入適量纖維，混合物的干拌時(shí)間應(yīng)控制在20 s以上，再進(jìn)行瀝青摻加并進(jìn)行濕拌。要求混合料的總拌和時(shí)間不少于60 s～80 s，以拌勻?yàn)槎取?/p>

為確保混合料鋪攤溫度，須做好混合料各施工工序的溫度控制，確保符合設(shè)計(jì)要求。

混合料出場(chǎng)溫度控制在170 ℃～180 ℃，確保碾壓在高溫下進(jìn)行。

3.3 混合料運(yùn)輸

運(yùn)輸混合料應(yīng)采用大噸位自卸卡車。在確定運(yùn)料車數(shù)量時(shí)，應(yīng)綜合考慮運(yùn)距長(zhǎng)短，以保證混合料運(yùn)料連續(xù)充足。在本路段施工中，由于拌和場(chǎng)距離施工現(xiàn)場(chǎng)9 km，使用了15輛運(yùn)料車。

在裝料過(guò)程中，須避免出現(xiàn)混合料離析。運(yùn)輸途中做好覆蓋保溫措施。

3.4 混合料攤鋪

攤鋪過(guò)程應(yīng)緩慢、連續(xù)、不間斷進(jìn)行。選擇性能優(yōu)良的攤鋪機(jī)，加強(qiáng)攤鋪機(jī)的機(jī)械控制。為防止混合料橫向離析，應(yīng)進(jìn)行超聲料位器和螺旋前導(dǎo)料板調(diào)整。

鋪攤機(jī)前進(jìn)時(shí)，應(yīng)避免鋪攤機(jī)儲(chǔ)料倉(cāng)中的混合料太少導(dǎo)致的同心圓離析現(xiàn)象。為避免出現(xiàn)混合料離析，在卸料時(shí)，應(yīng)緩慢均勻提升車廂，要求將車廂傾角控制在30°內(nèi)。

在鋪攤過(guò)程中，為確保路面平整度符合設(shè)計(jì)要求，應(yīng)合理確定鋪攤機(jī)組合方式，鋪攤機(jī)前進(jìn)速度一般控制在2 m/min～3.5 m/min，還須做好鋪攤寬度、厚度等指標(biāo)控制。

3.5 混合料碾壓

為確保路面平整度，應(yīng)盡量在混合料較高溫度時(shí)進(jìn)行碾壓作業(yè)。要求壓路機(jī)緊隨鋪攤機(jī)進(jìn)行路面壓實(shí)，以確?；旌狭蠅簩?shí)度符合設(shè)計(jì)要求。

在路面壓實(shí)中，按照“緊跟、慢壓、高頻、低幅”原則進(jìn)行，確保混合料在高溫狀態(tài)下壓實(shí)成型，保證路面成型后石料的嵌擠效果。應(yīng)合理進(jìn)行壓路機(jī)組合方式、碾壓溫度和遍數(shù)等參數(shù)的確定，要求混合料終壓溫度不小于100 ℃。

本項(xiàng)目施工中的壓路機(jī)組合及碾壓速度控制見(jiàn)表1。

表1 壓路機(jī)組合及碾壓速度控制參數(shù)

在碾壓過(guò)程中，要求上面層壓實(shí)度98%，中面層97%，下面層97%，須采取有效措施加強(qiáng)混合料壓實(shí)度控制。

待路面溫度自然降溫至50 ℃以下時(shí)，可開(kāi)放交通。

4 結(jié)語(yǔ)

在高速公路中，長(zhǎng)大縱坡段瀝青路面早期損壞嚴(yán)重是一種常見(jiàn)的路面病害。產(chǎn)生路面病害的原因是多樣的，涉及到設(shè)計(jì)、施工、環(huán)境影響、原材料質(zhì)量等方面，采取有效措施提高確保路面施工質(zhì)量是關(guān)鍵。

在施工中，還可以采用新型材料或技術(shù)來(lái)提高路面耐久性。粘結(jié)料采用橡膠瀝青，可充分利用其高粘度的特性。還可推廣和采用雙層鋪攤機(jī)進(jìn)行路面中上層同步鋪攤，使得路面層間粘結(jié)效果顯著提升。

在長(zhǎng)大縱坡段施工中，確保提高瀝青路面耐久性，重視做好施工質(zhì)量控制。在施工中，分別從原材料質(zhì)量、混合料設(shè)計(jì)及混合料拌和、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓等工序采取有效措施，確保路面性能和耐久性，延長(zhǎng)瀝青路面使用壽命。