陳 成

（中鐵十六局集團(tuán)第四工程有限公司，北京 101400）

0 引言

公路瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)使用壽命一般為15年，在設(shè)計(jì)壽命期限內(nèi)各階段均可能出現(xiàn)病害。早期破壞一般是指施工完成至保修期結(jié)束的階段。瀝青混凝土早期破壞類型主要有車轍、裂縫、水損壞、磨耗、泛油、波浪狀不平整、接縫病害等[1]。行車超負(fù)荷，道路不均衡而下沉，開放道路過早，排澇不暢通，攤鋪氣溫太低，水泥穩(wěn)定碎石反射而開裂，路基壓實(shí)度不合格，混凝土拌和料中的瀝青成分過高、孔隙過小、高溫性能低、瀝青黏結(jié)力差、瀝青用量偏少，所用的礦料含水率大等單個(gè)或多個(gè)因素的組合將導(dǎo)致上述一種或多種早期破壞。本文對(duì)某公路工程瀝青混凝土路面早期開裂破壞原因進(jìn)行逐項(xiàng)排查分析，提出有效修補(bǔ)方案及預(yù)防新建工程瀝青路面開裂的對(duì)策。對(duì)新建公路工程瀝青路面施工質(zhì)量控制具有借鑒意義。

1 瀝青混凝土早期破壞現(xiàn)狀

某公路工程設(shè)計(jì)線路長(zhǎng)度2km，全線為道路工程。路基標(biāo)準(zhǔn)橫段面寬40m。軟土路基處理設(shè)計(jì)方案為水泥攪拌樁，樁徑50cm、間距1.5m，按梅花型布置，樁頂鋪筑50cm厚碎石墊層，路面結(jié)構(gòu)層為水泥穩(wěn)定碎石、瀝青混凝土。在完成面層瀝青混凝土鋪筑后一個(gè)月，在K0+500～K0+515路段出現(xiàn)了縱向裂縫，距離路緣石約1m，裂縫長(zhǎng)達(dá)15m、最寬處10mm，見圖1所示。

圖1 瀝青混凝土路面早期開裂

2 瀝青混凝土早期開裂原因排查

2.1 路基處理設(shè)計(jì)方案排查

路基處理設(shè)計(jì)方案為采用水泥攪拌樁，路面結(jié)構(gòu)層上面層為4cm厚細(xì)粒式瀝青混凝土AC-13C（SBS改性），中面層為6cm厚中粒式瀝青混凝土AC-20C，下面層為8cm厚粗粒式瀝青混凝土AC-25C，封層為SBS改性瀝青防水粘結(jié)同步碎石封層，透層采用慢裂灑布型高滲透乳化瀝青（PC-2），上基層為18cm厚水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石（4.5MPa），中基層為18cm 厚水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石（4.5MPa），下基層為18cm厚水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石（3.5MPa）。勘察設(shè)計(jì)均按兩階段進(jìn)行，均執(zhí)行勘察設(shè)計(jì)規(guī)范和按專家評(píng)審意見完成修編，該工程路基路面為常規(guī)的設(shè)計(jì)方案，技術(shù)成熟，為本地區(qū)常用類似設(shè)計(jì)方案，并無設(shè)計(jì)缺陷。

2.2 配合比設(shè)計(jì)及原材料質(zhì)量排查

按照設(shè)計(jì)和規(guī)范的要求，經(jīng)目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)和生產(chǎn)配合比驗(yàn)證三個(gè)階段，得出瀝青混合料生產(chǎn)配合比（見表1所示），經(jīng)檢驗(yàn)，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)符合規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。

表1 瀝青混合料生產(chǎn)配合比

上面層采用SBS類改性瀝青，中、下面層為A級(jí)70號(hào)道路石油瀝青。上面層粗集料選用玄武巖，中、下面層選用石灰?guī)r。瀝青混凝土上、中、下面層的細(xì)集料應(yīng)采用堿性石料，以保證與瀝青的良好粘接能力。瀝青混合料的填料（礦粉）采用石灰?guī)r中的強(qiáng)基性巖石等憎水性石料經(jīng)磨細(xì)得到的礦粉。原材料經(jīng)過品牌考察比選，按設(shè)計(jì)和規(guī)范規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)和頻率對(duì)進(jìn)場(chǎng)每批次原材料進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果無異常。針對(duì)開裂瀝青路面的原材料重點(diǎn)篩查，試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果無異常。

2.3 瀝青混凝土施工工藝排查

正確的工藝流程和施工時(shí)嚴(yán)格執(zhí)行是保證工程質(zhì)量的核心手段之一，該工程制定的瀝青混凝土施工工藝流程見圖2所示。經(jīng)過核實(shí)工藝流程正確，施工過程中監(jiān)理有旁站見證，查驗(yàn)施工日志、施工記錄、監(jiān)理日志、監(jiān)理旁站記錄也顯示施工工藝流程正常。

圖2 瀝青混凝土路面施工工藝流程圖

2.4 瀝青混凝土施工要點(diǎn)排查

2.4.1 施工前準(zhǔn)備工作

進(jìn)場(chǎng)材料經(jīng)施工檢測(cè)、監(jiān)理抽檢合格后方可使用。儲(chǔ)料場(chǎng)提前完成硬化處理、修建排水設(shè)施、建設(shè)倉(cāng)庫(kù)和儲(chǔ)存罐分類存儲(chǔ)。按三階段進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)驗(yàn)證。在基層檢驗(yàn)合格后測(cè)量標(biāo)識(shí)中線邊線。對(duì)下承層實(shí)行表面清理，完成透層油、封層施工。提前完成試驗(yàn)儀器標(biāo)定，配備有經(jīng)驗(yàn)的持證檢測(cè)人員。完成試驗(yàn)段施工檢測(cè)合格確定各工藝參數(shù)后方可進(jìn)行施工。

2.4.2 瀝青混合料的拌合質(zhì)量控制

各種材料分類建倉(cāng)堆放，瀝青由專用灌儲(chǔ)存，按每個(gè)進(jìn)場(chǎng)批次進(jìn)行試驗(yàn)，按監(jiān)理工程師批復(fù)的生產(chǎn)配合比進(jìn)行配料。瀝青混凝土拌和站建設(shè)完成后經(jīng)調(diào)試驗(yàn)收合格方可正式投入使用。原材料先檢測(cè)合格再投入使用，使用過程中不得偷換。瀝青及瀝青混合料在加熱、出廠、到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)、攤鋪、碾壓每個(gè)階段做好溫度測(cè)量及記錄，終壓溫度控制在70～90℃[2]。瀝青混合料出現(xiàn)離析等現(xiàn)象應(yīng)作廢棄處理。

2.4.3 混合料的運(yùn)輸和攤鋪

按照拌合站的生產(chǎn)能力、與施工現(xiàn)場(chǎng)距離，結(jié)合施工計(jì)劃，科學(xué)合理組織車輛運(yùn)輸。

攤鋪機(jī)具備可調(diào)節(jié)攤鋪厚度、找平、加熱熨平板等功能，經(jīng)調(diào)試報(bào)監(jiān)理工程師驗(yàn)收后方可使用。采用走線法和平衡梁法進(jìn)行施工。攤鋪速度不得明顯快于或慢于拌合站供料速度，以確保攤鋪連續(xù)性。隨時(shí)用測(cè)溫儀檢測(cè)瀝青混凝土的攤鋪溫度。開工前30min，攤鋪機(jī)的熨平板溫度加熱應(yīng)＞100℃[3]。出現(xiàn)離析等情況需及時(shí)鏟除或廢除。按頻率檢查路面施工高程及攤鋪厚度等。

2.4.4 瀝青混合料的壓實(shí)

采用雙輪雙振壓路機(jī)及膠輪壓路機(jī)對(duì)完成攤鋪的瀝青路面進(jìn)行壓實(shí)。初壓采用靜壓2遍；復(fù)壓振壓5遍；終壓連續(xù)靜壓2遍；各階段碾壓溫度應(yīng)符合規(guī)范要求，壓路機(jī)應(yīng)勻速碾壓。相鄰碾壓攤鋪好的瀝青混合料的重疊寬度不＜30cm，應(yīng)順線路縱向由低向高按試驗(yàn)段總結(jié)的碾壓速度進(jìn)行。新鋪筑的路面在開放交通前應(yīng)做好成品保護(hù)等。

2.4.5 接縫處理

采用熱接縫攤鋪壓實(shí)，預(yù)留25cm寬瀝青混合料暫不碾壓作為標(biāo)高基準(zhǔn)面，待后續(xù)的瀝青混合料完成搭接攤鋪立即騎縫碾壓，以防止無法消除縫跡。橫向接縫處理方法：端部平整要達(dá)到要求，清潔干凈后，涂粘層瀝青。攤鋪時(shí)要調(diào)整好預(yù)留的高度，控制平整度，然后在接縫處進(jìn)行攤鋪施工。橫向接縫的碾壓應(yīng)先橫壓后縱壓。

2.4.6 檢查試驗(yàn)

認(rèn)真做好各種原材料的檢測(cè)工作并及時(shí)將檢測(cè)資料報(bào)監(jiān)理工程師，施工溫度、礦料級(jí)配、馬歇爾試驗(yàn)、壓實(shí)度等按施工技術(shù)規(guī)范要求的頻率進(jìn)行檢測(cè)。在施工過程中按設(shè)計(jì)和規(guī)范要求隨時(shí)檢查攤鋪厚度、平整度、寬度、壓實(shí)度、橫向縱向坡度、超高加寬部位。

2.4.7 排查結(jié)果

該項(xiàng)目施工方案由監(jiān)理工程師審批同意實(shí)施，以上施工關(guān)鍵點(diǎn)無異常，現(xiàn)場(chǎng)施工過程由旁站監(jiān)理進(jìn)行監(jiān)督，檢驗(yàn)結(jié)果資料及時(shí)報(bào)監(jiān)理工程師審批，不存在施工技術(shù)管理上的漏洞。

3 現(xiàn)場(chǎng)開挖排查原因及修復(fù)方案

3.1 現(xiàn)場(chǎng)開挖排查原因

綜合以上分析，瀝青路面設(shè)計(jì)、施工技術(shù)管理方面均不存在問題。該項(xiàng)目瀝青路面早期開裂處，路基坡腳與路面高差最大處達(dá)3m，極有可能是路基不均勻沉降[4]、邊坡水平變形過大導(dǎo)致。在現(xiàn)場(chǎng)路面裂縫處選取三個(gè)點(diǎn)鉆孔取芯，發(fā)現(xiàn)水泥穩(wěn)定碎石層已裂透。為進(jìn)一步尋找原因，按設(shè)計(jì)要求的水泥攪拌樁布置范圍，在瀝青路面開裂處對(duì)應(yīng)的路基坡腳選取三處地方對(duì)水泥攪拌樁進(jìn)行抽芯取樣，結(jié)果未能抽取到芯樣；在瀝青路面未開裂處對(duì)應(yīng)的路基坡腳選取三處地方對(duì)水泥攪拌樁進(jìn)行抽芯取樣，結(jié)果是能抽取到芯樣。經(jīng)調(diào)查，該路面開裂路段夜間施工水泥攪拌樁，工期趕、技術(shù)交底和監(jiān)管不到位，水泥攪拌樁未按設(shè)計(jì)圖要求施工至路基坡腳，由此導(dǎo)致路基沉降不均勻、邊坡變形過大，造成路面結(jié)構(gòu)開裂。

3.2 瀝青混凝土早期開裂修復(fù)方案

為防止繼續(xù)開裂，臨時(shí)采取反壓路基邊坡措施。采取高壓旋噴樁永久加固路基邊坡和坡腳，處理深度和布置間距等同于原設(shè)計(jì)水泥攪拌樁深度及間距。同時(shí)，布點(diǎn)監(jiān)測(cè)瀝青路面裂縫發(fā)展情況，在高壓旋噴樁施工完成且質(zhì)量檢驗(yàn)合格后，路面裂縫已停止發(fā)育。在路面裂縫兩邊1m范圍切縫，破除裂縫長(zhǎng)度方向范圍的瀝青路面和水泥穩(wěn)定碎石，放置防裂鋼筋網(wǎng)、澆筑混凝土替代原設(shè)計(jì)施工的水泥穩(wěn)定碎石，混凝土達(dá)到7d強(qiáng)度后，按設(shè)計(jì)、規(guī)范、施工方案鋪筑瀝青混凝土。經(jīng)過修復(fù)處理，瀝青路面未重新開裂。

4 瀝青混凝土早期開裂預(yù)防對(duì)策

針對(duì)該項(xiàng)目導(dǎo)致瀝青路面早期開裂的原因，提出以下預(yù)防對(duì)策：

（1）強(qiáng)化施工管理，提高工序控制的科學(xué)性[5]。該項(xiàng)目路面工程施工工序及檢測(cè)質(zhì)量結(jié)果無問題，但在水泥攪拌樁施工環(huán)節(jié)出現(xiàn)漏打，屬于施工管理不到位問題。今后應(yīng)在開工前完成技術(shù)交底、現(xiàn)場(chǎng)完成施工放樣并進(jìn)行明確標(biāo)示；施工中應(yīng)派經(jīng)驗(yàn)豐富、具有強(qiáng)烈責(zé)任心的施工人員進(jìn)行管理；施工后應(yīng)及時(shí)復(fù)查是否按設(shè)計(jì)工程范圍完成施工。

（2）該項(xiàng)目監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置和監(jiān)測(cè)頻率均不規(guī)范，監(jiān)測(cè)記錄亦未能真實(shí)反映軟土路基的沉降和位移情況。因此，必須加強(qiáng)路基工后沉降及位移等指標(biāo)的規(guī)范監(jiān)測(cè)工作，按設(shè)計(jì)文件要求監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量、類型、位置進(jìn)行加工制作和埋設(shè)，按規(guī)定頻率和方法開展監(jiān)測(cè)工作，并做好監(jiān)測(cè)記錄。發(fā)現(xiàn)異常時(shí)，應(yīng)分析原因，反饋指導(dǎo)施工。

（3）從鉆孔取芯的基層已貫通開裂的情況看，在攤鋪瀝青路面前應(yīng)已開裂。水穩(wěn)基層完成施工后，一般均應(yīng)等待完成養(yǎng)護(hù)，達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定強(qiáng)度指標(biāo)，完成清潔及透層封層后才進(jìn)行瀝青路面施工。因此，須加強(qiáng)瀝青路面施工前對(duì)水泥穩(wěn)定碎石層的外觀質(zhì)量檢查，發(fā)現(xiàn)開裂情況時(shí)應(yīng)查找原因，避免讓質(zhì)量問題進(jìn)一步擴(kuò)大化。

（4）建立質(zhì)量管理制度及體系并落實(shí)到位、實(shí)行質(zhì)量獎(jiǎng)罰制度。對(duì)于在工程施工過程中質(zhì)量意識(shí)淡薄人員給予經(jīng)濟(jì)處罰；對(duì)于質(zhì)量評(píng)定達(dá)優(yōu)的人員給予獎(jiǎng)勵(lì)。

（5）加強(qiáng)材料管理和施工計(jì)量管理。工程材料的投入數(shù)量一定程度上反映了工程實(shí)體是否按設(shè)計(jì)工程量完成施工。及時(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)貙?duì)每日完成工程量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和匯總，通過對(duì)比設(shè)計(jì)工程量，分析實(shí)際是否按設(shè)計(jì)圖紙完成施工。

5 結(jié)束語

總之，瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)施工技術(shù)已很成熟，導(dǎo)致早期開裂的因素很多，重在事前預(yù)防。早期開裂不僅導(dǎo)致公路推遲開通和經(jīng)濟(jì)損失，更會(huì)帶來不利的社會(huì)輿論影響。因此，在施工的每個(gè)環(huán)節(jié)均須監(jiān)管到位、技術(shù)交底到位、合理安排工期和施工時(shí)間、加強(qiáng)路基及路基邊坡的沉降和位移監(jiān)測(cè)，及早發(fā)現(xiàn)問題和處理問題，從測(cè)量監(jiān)控、材料試驗(yàn)檢測(cè)、工藝流程、軟土路基處理、路基和路面結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量等方面消除開裂因素。