瀝青路面拓寬改造縱向接縫施工技術探討

趙振東　吳思源　吳桂金

摘 要：縱向接縫開裂是引起瀝青路面拓寬改造工程早期水毀病害發生的主要原因，通過提高新路基局部壓實度、減小新路基工后沉降量、增加瀝青面層接縫密水性等措施，降低縱向接縫開裂發生的風險，延緩路面縱向接縫處水毀病害的發生，延長瀝青路面使用壽命。

關鍵詞：縱向接縫；開裂；工后沉降；密水性

1.引言

我國中東部公路網于本世紀初已基本形成，隨著近年來交通量的不斷增加，早期建設的公路通行能力已明顯不能適應交通量增長的需要，擁堵現象時有發生。為緩解這一矛盾，“三升二”、“二升一”公路拓寬改造已成為提升公路通行能力的主要措施。

新鄉市近年來已對多條公路進行了拓寬改造，由于新老路基具有不同速率的工后沉降，以及新舊瀝青混合料接縫處礦料級配呈非連續狀態，致使縱向接縫過早開裂，以致引發瀝青路面局部網裂病害的發生。本文為延緩縱縫開裂對公路拓寬施工技術進行了探討。

2.加寬路基縱縫開裂的原因

所謂 “三升二、二升一”，是指在原有公路等級基礎上，根據交通量和通行能力的需要，對現有三級公路提升為二級、二級公路提升為一級的俗稱。為了充分利用老路面的剩余功能，除對局部進行裁彎取直外，大部分路段采取老路加寬的方式，為使拓寬后不至偏拱，不受條件限制時均采用兩側拓寬。

2.1新老路基搭接的形式

垂直搭接。對于平原地區，公路路基普遍較低，多數路段處于零填挖狀態，為了保證拓寬路基的承載能力，設計一般要求對路基反挖處理80cm（路床部分）。當碾壓寬度受限時，需沿老路路肩線垂直下挖至距路基頂80cm的位置，此時新老路基搭接即形成一條相對于水平面的垂直接縫。

斜面搭接。當路堤高度小于2m且不受碾壓寬度限制時，將老路基表土清除以后可直接填筑新路堤。

挖臺階逐層搭接。對于路堤較高的路段，將老路基邊坡表土清除以后，從老路堤坡腳向上按設計要求逐層挖設臺階搭接。

2.2不同搭接方式對新老路基不均勻沉降的影響

新老路基的工后沉降速率會有所不同，這是因為老路基成型后已運行多年，沉降速率逐年減緩并趨于穩定，而新路基由于材料的性質、壓實質量以及壓實應力釋放等因素，初期工后沉降速率較高，因此會在新老路基交界處形成應力集中而開裂。不均勻沉降形成的應力大小與絕對沉降量有關，也即與預期開裂位置相對應的新路基厚度有關。垂直搭接時，沉降界面顯著，新老路基結合處開裂可能性大；斜面搭接時，由于新路基厚度沒有突變點，因此其沉降量沿鉛垂方向也為漸變，新老路基搭接形成開裂的可能性最小；挖臺階逐層搭接的方式是將新老路基厚度分散、細化，使其在同一搭接界面上的沉降應力相對減小，以降低嚴重開裂的風險，但如果臺階做得比較大，則同樣會在臺階的豎直搭接面處產生沉降開裂的可能。

2.3不同搭接方式對新老路基接縫區域壓實的影響

新老路基搭接處一定區域內是壓實的薄弱區域，原因主要有以下三點：

第一，由于處于壓實區域邊部，壓路機在該區域內無法錯輪碾壓。按照1/2錯輪壓實法計算，壓路機從左到右每壓實一遍，接縫區域得到一次碾壓，而中心區域得到兩次碾壓，接縫區域成為弱壓實區。接縫區域寬度為主壓實輪寬度的1/2。

第二，老路基搭接面（或臺階立面）是否順直、平整，決定壓路機能否碾壓到邊。如果老路基開挖立面不平整，線形不順直，一些陡坎、急彎處壓路機無法進入而被漏壓，形成壓實盲區。

第三，壓路機類型決定是否可以碾壓到邊。一些壓路機在主壓實輪端部以外設置懸掛支撐裝置，新老路基垂直搭接時，懸掛支撐裝置首先與老路基接觸而無法碾壓到邊，形成壓實盲區。就目前常用壓路機而言，震動壓路機在輪端設有懸掛支撐，鐵三輪壓路機則不設，有利于貼邊壓實。

3.新老瀝青路面縱向開裂的原因

3.1瀝青路面縱向接縫開裂

瀝青路面局部開裂的主要原因是抗彎拉強度或抗剪強度小于所承受的外力。瀝青混合料的抗剪強度、抗彎拉強度主要來自于兩個方面，一是瀝青的膠結作用，二是礦料級配形成的嵌擠鎖結作用。瀝青路面拓寬縱向接縫為冷接縫施工工藝，在新老瀝青路面搭接前，需事先對舊路面的邊緣進行修整順直，并形成堅實的接面。但新老瀝青混合料在接縫處卻難以形成理想級配而失去嵌擠鎖結能力，同時造成接縫處的瀝青混合料空隙率增大，瀝青膠結面積減小，膠結力降低，進一步加劇了縱向接縫開裂的可能性。

由于縱向接縫處瀝青混合料空隙率相對較大，造成瀝青混合料局部透水，成為縱向接縫處水毀病害的直接原因。

3.2新老路基不均勻沉降造成瀝青路面、路面基層受拉開裂

由于新路基工后沉降速率快，造成新老路基不均勻沉降，引起瀝青路面、路面基層局部受拉而開裂。

3.3基層縱向接縫開裂反射至路面

基層縱向接縫受壓實、材料離析等因素影響，成為低強區，受外力作用后易造成開裂，并引起路面裂縫反射。

4.延緩縱向裂縫發生的措施

瀝青路面的拓寬改造極易發生縱向裂縫病害，處置不當，則縮短瀝青路面的使用壽命。因此，應針對縱向裂縫產生的各種因素，制訂有效的防治方案，并嚴控施工質量，以延緩開裂時間或降低開裂的風險。

4.1新路堤基底的加固與處理

路基的工后沉降大致可分為兩部分，一部分來自基底的塑性變形，另一部分來自于壓實路堤的再密實。基底的塑性變形產生的原因主要是由于高路堤基底承受了過大的壓力，以及局部有軟土地基的存在。這部分變形可以通過反壓護道或軟基處理等措施加以防治。對于低路堤（路堤高度小于80cm、零填挖或反挖處理路床），由于基底為過濕土，承載能力不足，稍加碾壓即產生軟彈，甚至無法承受壓路機自重，這種情況在工程實踐中遇到的較多。該深度所在區域仍為汽車荷載的影響區，處理不當，在汽車荷載長期作用下，基底也會發生變形而引起工后沉降。

基底過濕土是指不能界定為軟土地基，但天然含水率較最佳含水率大，且超出了適宜碾壓的含水率狀態，碾壓后形成軟彈而無法壓實的情況。處理這種情況的方法主要有以下幾種：

局部軟臥層換填法。當軟臥層厚度和面積不大時可以采取挖除不適宜材料，換填透水性好的材料或CBR值較高的路基填料。

固化土法。受換填材料料源限制，或其他原因不適宜采用換填法時，可采用固化土法。如地基土含水率過高時，可采用生石灰或生石灰粉固化，生石灰在消解過程中吸收和蒸發部分水分，能夠達到降低含水率的目的，并使路基得到固化。

受工期限制時，也可以使用水泥固化，但水泥固化不適宜塑性指數較高的黏土。

固化厚度應能使基底具有一定的承載能力，以便在其上回填、壓實作業，確保路基達到規定的壓實度。

4.2提高路基密實性，降低工后沉降量

除基底塑性變形引起的工后沉降以外，路堤在運營期的進一步壓縮引起的工后沉降也是不可忽視的原因。

壓實度是評價路基壓實程度的基本依據。壓實度是土體干密度與最大擊實干密度的百分比，因此影響壓實度的主要因素有兩點，一是路基土體的干密度的大小，也即土體的密實程度。二是標準干密度的大小。壓實度數值的大小，只能說明是否達到了施工技術規范或工程質量評定標準規定值要求，而不能說明空隙率的大小。土體中空隙的存在是造成再壓密的基礎條件。所以，只有所采用的最大干密度具有代表性時，壓實度數值才能真實反映路基土體的密實性。事實上，不管采取什么壓實手段，由于密實機理的復雜性，很難使土體空隙為零。鑒于空隙率的存在和工后失水干縮、土顆粒在外荷載震動力作用下產生位置變動等因素，路堤工后沉降也是一種必然，只是數值大小問題而已。提高壓實度，降低空隙率是減小路堤土體工后沉降的主要措施。

4.3提高路基縱向接縫質量，消除壓實薄弱環節

垂直搭接法和挖臺階逐層搭接法的壓實。壓實寬度應能滿足壓路機錯輪碾壓的要求，為了保證壓路機能夠緊貼老路基邊緣壓實，每一作業面至少應配備一臺滿足噸位要求的鐵三輪壓路機。壓實遍數應以接縫區域達到壓實度要求為準。壓路機碾壓過后應人工隨時清理老路基邊緣滑落的土堆，以防壓實輪被架空影響局部壓實度。檢查壓實度時的取樣位置應選在根據錯輪寬度計算的接縫區域（壓實薄弱區）內，例如采用18～21t鐵三輪壓路機碾壓時，主壓實輪的寬度為74cm，當1/2錯輪碾壓時，接縫區域寬度為37cm。當該區域壓實度滿足要求時，其他區域壓實遍數均多于該區域而處于超壓實狀態。

斜面搭接法的壓實。斜面搭接法是路堤加寬最簡單的一種搭接方法，首先應將老路基邊坡坡面表土清除，清除厚度一般不小于坡面法向30cm。檢查坡面壓實度，如能滿足所在層位壓實度要求，可直接從坡腳開始直接填筑、壓實新路基。碾壓新路基時，壓路機應越過新老路基交界線不少于30cm，以保證新老路基壓實度的一致性。如老路基邊坡壓實度不能滿足要求時，應找出界限，以挖臺階的方式消除壓實度不足部分。臺階寬度由邊坡松軟層厚度確定，但不宜小于1m，挖臺階的土可作為回填新路基土使用。

4.4新老路面基層搭接方案設計與施工

4.4.1基層接縫設計

新加寬的基層材料應與舊路面基層材料基本一致。搭接前應將舊基層邊部不密實或破損部分切除。應采用垂直的平接縫，底基層、基層宜錯臺施工，錯臺寬度不宜小于30cm。

4.4.2基層接縫施工

接縫處舊基層的立面修整宜使用銑刨機或開槽機，接縫應順直。鋪筑新基層前，舊基層立面應充分濕潤，如為水泥穩定類材料，立面宜噴灑較大水灰比的水泥漿，也可在新材料攤鋪后人工沿接縫處適量澆灑水泥漿，防止舊基層吸收水分使基層材料可碾性變差，以促進新舊基層的結合。碾壓時壓路機主壓實輪應緊貼老基層邊緣碾壓，不得漏壓。和路基接縫區域一樣，基層接縫區域也應增加碾壓遍數，以保證接縫區域壓實度。

4.5瀝青路面搭接方案設計與施工

3.防范措施

3.1多方面集體監督體制機構的建立與完善

建立監督體制改革，提高工程質量，使施工更加的科學化、合理化是現代施工技術所迫切需要的。打破傳統的監督方法，建立多方位的監督結構體系，力爭做到上崗人員都持有上崗證。使執法和檢查的監督力度大力實行。在建筑施工過程中，工程監理應該充分發揮自己的職責，對質量監督工作給予足夠的重視。隨時對工程的質量進行巡查和監察，對工程質量應做到提前預防，出現質量問題可以盡快解決，這樣才能保證施工的順利進行。監理人員應該對登錄記錄表進行檢查，對于不符合工程工序標準的進行調整，及時與工作人員進行溝通、交流，可以時時了解和快速解決出現問題，及時進行調整，保證工程質量的穩定實施。

3.2建筑工程質量監督管理制度的設立與完善

為了使建筑工程質量監督執法部門的透明度提高，使整個建筑工程項目成為“陽光監督”。工程施工從一開始就應該對建筑工程全面的了解，這樣會使監督工作更加全面、順利的進行，以便對工程建設的時時調控和鞭策、施工方和監理能夠做

到自查自糾、自我管理、積極主動性和約束性，以便施工人員更好的完成施工項目，保證工程質量和安全事故的發生。

3.3提前預防與規范執法的完善

工程質量監督機構應對工程建立預防措施。把在建筑施工過程中不可避免的質量問題縮小到最小，把由于其他因素出現的問題，進行快速調整和修復。根據我國質量管理體系的規定，必須做好組織間的相互協調，完善質量監督系統，嚴格對內部構造的審核和評估管理，保證工程質量管理工作的順利進行。在對工程質量進行驗收的同時，可以結合法律對工程進行管理，以使工程質量符合國家的標準。

4.結語

總之，在建筑工程企業施工過程中，必須嚴格對工程質量進行監察和管理。建設各方都應嚴格按照質量管理體系的規定，規范自身質量行為。使建筑工程更加透明化，讓廣大人民群眾來監督，避免質量問題給工程帶來影響，保證人民的居住安全和使用安全，降低工程造價的損失。