高海拔地區公路施工要點及質量控制

張海輝

(江西西中煤建設集團有限公司)

1 高海拔地區施工環境特點

在我國西部地區中，青藏高原以其獨特的地理位置和特殊的氣候環境，成為我國西部交通建設的重大難點之一。青藏高原位于我國的西南部(北緯25° ～40°，東經74° ～104°)，面積約240 萬km2，占國土總面積的1/4 左右，包括西藏和青海的全部地區、新疆南部地區、四川西部地區以及甘肅、云南的部分地區。海拔高度平均在4 000 m 以上，有“世界屋脊”的稱號。由于青藏高原位于內陸地區，海拔高、氣候高寒等特點，使該地區的公路施工環境具有以下特點。

(1)氣候高寒，年平均氣溫均遠低于0 ℃。青藏高原由于平均海拔基本在4 000 m 以上，且地處中、低緯度氣候高寒區，冬季時間較其他季節相對較長，因此年平均氣溫均在零度以下，具體如下表1 所示。

表1 青藏高原地區不同氣溫歸納表

(2)陽光光照時間長，光照充足，紫外線極強。青藏高原平均海拔較大，屬于高海拔地區，隨著海拔的逐漸提高，陽光光照中紫外線強度逐漸增強，太陽輻射逐漸增大，是全國日光日照時間和日光總輻射量最大的地區之一。平均光照強度等信息如下表2 所示。

表2 青藏高原地區光照信息歸納表

(3)氣候變化較快，自然氣象災害較多。如冰雹、霜凍、雪災和干旱等自然災害容易出現，且多伴隨大風天氣，為施工帶來了極大的困難。尤其是在山區，霜凍持續的時間較長，對施工質量極為不利。

(4)降水雨量較為集中，且多數地區的降水量較大。由于受到地形、地理位置和環境等不同因素的影響，青藏高原的年降水量從拉薩的500 mm 左右，向北逐漸減少，到格爾木年降水量減少至30 mm。雨量集中在每年的5月～9月，一般占全年總降水量的90%左右。降雪集中在唐古拉山以南地區，北部高原地帶降雪量極少，降水日變化十分明顯，降雨率達50% ～60%，降水以雷雨及固態降水為主，冰雹、雪等固態降水任何季節都可出現。

(5)氣溫日變化特點明顯，升溫、降溫迅速，溫差較大。白晝路面受熱強度極大，地表氣溫變化趨勢陡峻，處于極端狀態，氣溫日變化特點明顯，溫差較大。大部分高海拔地區的年平均氣溫日溫差可以達到15 ℃以上。這就對施工路面的耐久性能提出了更高的要求。

2 高海拔地區施工質量控制難點及存在問題

由于特殊的區位因素及環境特征，高海拔地區的施工環境具有氣溫低、溫差大、降水多、太陽輻射強、光照時間長、災害頻繁等諸多特點，這就給公路路面施工帶來了極大的困難。基于高海拔地區特殊的施工環境，路面施工存在著以下難點。

(1)瀝青材料易老化

高海拔地區的平均海拔多在4 000 m 以上，氣候極度寒冷，同時太陽輻射量大，紫外線極強。紫外線會造成瀝青的早期老化，而且伴隨著高寒氣候，使瀝青呈現出低溫脆性特點，這更加劇了瀝青材料的老化。這將導致瀝青粘附性能、流變性能減弱，加劇各類路面病害的產生。

(2)瀝青混合料的施工性能

瀝青混合料一般須在160 ℃左右進行拌和，在120 ～130 ℃左右進行攤鋪和碾壓。高海拔地區持續的零下溫度會造成瀝青混合料溫度較快下降，使瀝青混合料在攤鋪碾壓時無法達到規范要求的相應溫度，這將導致瀝青混合料達不到預定的壓實度和平整度，嚴重影響瀝青混凝土路面的施工質量和使用性能，還會使路面極易出現早期病害。

(3)瀝青路面面層裂縫

高海拔地區較大的氣溫日溫差以及持續低溫，會對瀝青的流變性能產生極大影響，造成瀝青混凝土路面出現裂縫。根據發生機理的不同，瀝青混凝土面層裂縫有收縮裂縫、疲勞裂縫和反射裂縫等。不同類型裂縫的出現將會導致瀝青混凝土路面路用性能的下降，縮短瀝青混凝土路面的使用壽命。

(4)瀝青路面的水穩定性能

高海拔地區降水雨量較為集中，且多數地區的降水量較大。在長期負溫度的影響下，進入瀝青混凝土路面空隙或裂縫中的降雨、融雪將會造成路面內部結構的破壞，導致松散、坑槽等各種病害的出現。

(5)瀝青路面的耐凍融性能

高海拔地區的低溫會使進入瀝青路面內部的降水凍結成冰，而較大的氣溫日溫差將會使凍結的水融化，造成滲入瀝青混凝土路面內部水產生凍融循環，這將導致路面結構的嚴重破壞，使道路出現嘰泥、結構松散等病害，影響瀝青混凝土道路的使用性能。

3 基于高海拔地區環境特點的施工技術要點

針對高海拔地區施工環境存在的諸多特殊性，綜合施工質量控制的難點及存在問題，提出以下基于高海拔地區環境特點的施工技術要點。

(1)瀝青用量控制

考慮到高海拔地區路面施工環境存在海拔高、溫度低、日光輻射量大、紫外線強等特殊因素，施工時采用的最佳瀝青用量應以設計用量作為主要依據，綜合施工地點的現場配合比試驗結果，同時考慮施工路段所處地區的氣候、日光輻射量以及海拔高度等影響因素之后，再最終確定路面施工時所采用的最佳瀝青用量。一般而言，施工地點采用的瀝青用量與所在地的區位因素有著密不可分的聯系，如為防止瀝青過早老化，所處地區的海拔高度越高，施工時瀝青用量就應該相應的增大。

(2)拌和及攤鋪溫度控制

由于高海拔和高寒氣候因素的影響，在瀝青混合料拌合完成后進行攤鋪過程中，瀝青混合料溫度迅速降低，導致瀝青混合料壓實度不夠，致使瀝青路面出現早期病害。為保證瀝青混合料攤鋪、壓實的施工質量，應適當提高瀝青混合料的拌合溫度，并縮短瀝青混合料的運送距離，同時在運輸過程中采取一定的保溫措施，保證瀝青混合料溫度不會過快降低。在攤鋪和壓實過程中，應加強路面施工協調和管理，保證瀝青混合料攤鋪和壓實的施工質量。在具體的施工過程中，改性瀝青混合料一般須在160 ℃左右進行拌和，出拌和站溫度不低于140 ℃;在攤鋪和碾壓過程中，應做好瀝青混合料的保溫工作，保證在120 ～130 ℃左右進行攤鋪和碾壓。

(3)施工接縫處理

高海拔地區道路施工為避免開辟臨時便道的困難，多采用道路半幅施工的方法來保證交通通暢，這就導致相臨路幅之間的接縫問題的產生，若不能很好地處理相鄰路幅之間的接縫問題，將會導致路面不平整，存在縫隙，這將會引起降水滲入路面內部，造成路面結構的破壞，縮短路面使用壽命。因此，在施工過程中必須注意相鄰路幅之間接縫的處理，保證縱向接縫的垂直相接。

(4)施工方法和施工機械

路面施工前應針對特殊的地區環境制定相應完善的施工方法，在瀝青混合料拌和后要采取相應措施保證料溫;在攤鋪和碾壓之前要做好施工機具的工作性檢修，協調不同施工機具之間的配合關系，確保施工的順利進行;攤鋪和碾壓施工完成后，對路面的壓實度、平整度等指標進行檢測，以確保瀝青混凝土路面的施工質量。

(5)施工時間安排

根據高海拔地區的氣候特點，深入研究該地區的降水、氣溫等氣象資料，確定基于高海拔地區氣候特點的施工工期安排;結合瀝青混凝土路面的工程實踐經驗，最終確定瀝青混凝土面層的最佳施工時間安排。

4 基于高海拔地區環境特點的質量控制措施

根據高海拔地區施工環境的特點及施工質量控制難點及存在問題，綜合考慮施工技術要點，確定以下基于高海拔地區環境特點的質量控制措施。

(1)在施工前確定完備、成熟的施工方案。以運輸距離、成本和瀝青混合料質量為選擇標準，確定基于距離、成本和質量的最佳瀝青混合料拌合站位置;采用“機鋪連續作業法”進行瀝青混凝土路面的攤鋪機碾壓施工，實現拌和及攤鋪的一體化施工。

(2)嚴格檢測施工原材料的性能指標，并進行妥善貯存。應建立嚴格的施工材料性能及質量指標檢測機制，保證施工材料既滿足設計和規范要求，又可以滿足現場施工的需要。不同施工材料應分類妥善貯存，防止材料出現質量問題。

(3)加強施工管理控制，協調施工機具設備與人員之間的配置。優選采用能夠適應高海拔地區惡劣自然條件，故障率低且性能優越的施工機械設備。施工人員應能夠適應高原的惡劣環境，而且應具有豐富的施工經驗和較高技術水平。

(4)建立完善的施工工藝控制體系，保證路面施工質量。施工工藝應保證瀝青混合料的拌和、運輸、攤鋪和碾壓的順利進行。

(5)加強施工應急體制建設，確保施工有序、安全進行。建立施工應急體制，有效應對高海拔地區多變的氣候特點。

5 結 語

本文分析研究了我國高海拔地區施工環境的特殊性，綜合該地區施工控制難點以及存在的問題，提出了基于高海拔地區環境特點的施工技術要點，建立了基于高海拔地區環境特點的質量控制措施，為我國西部高海拔地區道路建設點奠定了基礎。

［1］章金釗，汪雙杰，臺電倉.多年凍土地區瀝青混凝土路面的設計與施工［J］.公路，2005，(2):124－127.

［2］陳遠勝.高原多年凍土地區道路縱向裂縫病害機理及對策研究［D］.成都:西南交通大學，2007.

［3］胡康虎，陳觀勝.西藏高原上混凝土路面施工技術探討［J］.城市道橋與防洪，2005，(9):99－101.

［4］于玲，王麗.寒冷地區利用酸性石料修筑瀝青混凝土路面的探索.黑龍江交通科技，2003，(2):32－35.