省道321線平吉至八大河瀝青路面選段中修工程施工分析

黃陸柱

（廣西壯族自治區西林公路管理局，廣西 百色 533000）

0 引言

隨著社會經濟的不斷發展，行車數量和行車荷載日益增長，使國內許多瀝青路面公路的使用性能和壽命逐漸降低，這主要受使用情況、自然氣候條件以及公路養護情況的影響。總體來看，不管是主干線公路還是支線公路，其交通荷載量都已超出了其設計使用能力，路面狀況和質量都有不同程度的病害影響，因此需要對各級公路采取大中修等措施進行處理，延長公路使用壽命和提高使用質量。一般瀝青路面通常以15年作為設計使用年限，然而當今現狀顯示，各級公路使用年限遠達不到設計使用期限就出現嚴重病害，影響其繼續使用的功能。有些低等級瀝青公路甚至在投入使用3～5年內就出現了較為嚴重的車轍和裂縫病害，影響公路網的正常運營。在瀝青路面出現早期病害時，根據病害的類型和程度不同，選擇合適的修補方式進行修補處理，能夠有效控制路面病害的擴大，抵消交通荷載增大和環境因素循環作用對瀝青路面的破壞，在一定程度上延長公路使用壽命。若不及時進行處理，最終路面結構遭到破壞，采取大修、重建和改建施工處理則會耗費大量的資源和時間［1］。

舊瀝青路面的大、中修施工工程一般具有工期比較緊張、易影響現有交通等的特點，如何在施工作業時克服這些困難，同時又能最好地保證修補作業的施工質量，是許多瀝青公路修補作業亟待解決的問題。針對修補罩面施工作業，結合其施工的關鍵工藝和技術要求，研究其施工過程中各個環節的特點和重點作業過程，是當前現場項目施工和管理的重點問題［2］。當前對于這一領域的施工相關問題，國內外進行了大量的研究與實踐工作。對于修補施工，重點研究的方向集中在舊有瀝青公路的處治以及修補加鋪層的抗裂等相關性能研究上。針對舊路處治問題，國外的研究較早，美國針對瀝青路面裂縫病害提出了許多分類方法和配套解決方案，針對裂縫的修補材料、修補方式、修補施工工藝都有許多研究，給出了在不同工作條件下的冷熱施工方式［3］。在SHRP計劃中，通過對修補材料的復配開發，研制了許多修補材料改性劑，以提高修補瀝青混合料的性能，通過這些添加劑，修補罩面的高性能改性瀝青路面與舊路面粘結力更強，抗環境破壞能力更高，且具有良好的施工和易性［4］。我國近年來對使用乳化瀝青進行舊路面處治日益興起，而大量的瀝青公路都需要進行修補重建處理，給國內研究提供了大量的實例，目前研究較密集的領域是利用舊路面的廢舊材料進行路面再生，在節約資源的同時，完成對舊路面使用性能的提升改造。馬進通過調研陜西省10個地市的各級典型瀝青路面，總結其路面病害，給出車轍、裂縫、修補三者的定量評價指標，并歸納舊路修補的方案體系，對于修補的實際效果給出了幾個方面的評價方法［5］，對舊瀝青公路修補施工有較好的參考價值；伍衛良整體研究了瀝青路面大中修和加鋪施工中的關鍵技術，結合兩個高等級公路舊路大修和中修的實例，梳理了修補施工中的交通量分析、病害調查、加鋪層設計等環節［6］，為實際各級公路大中修施工作業提供了指導。

值得注意的是，因為國內公路建設起步晚，對舊路面病害處治和修補養護體系的完善也比較滯后，瀝青公路大中修及養護技術并不完善，當前各級瀝青公路修補的常用方法仍比較簡單：先進行檢測和數據分析，根據現場的勘察結果，結合現場試驗確定舊路面的破損程度；制定維修方案，一般通過挖補施工，重鋪瀝青混合料進行修補。此過程許多環節的施工質量受施工單位和施工人員的經驗技術影響較大，較難保證修補施工的效果。因此本文結合廣西省道321線平吉至八大河瀝青路面選段中修工程項目，對舊路面中修工程施工技術和瀝青罩面修補進行分析和研究，以探討如何保證瀝青路面中修施工質量，確保修補作業各個環節的效果，為其他相似工程提供經驗和參考。

1 工程概況

省道321線平吉至八大河瀝青路面選段中修工程位于云貴高原邊緣，該區地形屬于山嶺重丘地形，主要呈現剝蝕砂頁巖山嶺地貌。沿線地勢高低起伏較大，縱面相對高度較大。按我國地震區劃，本項目區域地震裂度為Ⅵ度。項目區域氣候溫和，年降雨量適中，年均溫度為20.7℃，年均降雨量為1 000～1 600mm，雨季和霜凍季節會對路面施工產生影響。

原項目公路技術等級為二級，設計車速40km／h。路基寬度為8.5m，路面寬度為7.5m，原路面結構為35cm級配碎石基層＋1cm瀝青石屑下封層＋5cm瀝青混凝土面層。路面典型結構如表1所示。隨著經濟的快速發展，該路交通量逐年上升，據統計，2015年日均交通量達5 630輛。受車輛超載和降雨影響，該路部分路段瀝青面層出現了不同程度的病害問題。主要病害為瀝青路面網裂、龜裂等。根據實地調研，針對病害嚴重的K114＋000～K151＋000范圍內總計約10km路段進行中修施工。

表1 原路面典型結構表

2 路面狀況及交通量調查

經過多年的運營，現階段項目路段出現了一些不同程度的病害，如裂縫、坑槽、龜裂、車轍等，大大降低了道路的使用功能。

總體而言，項目部分路段路面狀況不良，主要病害路段為K114～K116、K133～K134、K139～K140 K141～K143、K147～K151等段。綜合考慮路面結構強度、交通量增長等情況，需要對病害嚴重路段進行罩面中修施工。

省道321線平吉至八大河線自2009年12月正式投入運營以來，通車年限內交通量逐年增長，為了準確地了解項目路段的使用狀況，更好地分析路面病害情況，本文根據公路管理部門的統計數據（如圖1所示）顯示，2010年該路段日均交通量為3 640輛，2015年日均交通量達5 000多輛，并且這一數據繼續呈增長趨勢。可以看出，交通量的增長量已經超出了該二級公路的設計承載能力，若不進行修補，該路段的病害將在交通荷載和環境因素的綜合作用下更加嚴重，繼而導致路面基層結構的破壞，影響路面使用和安全。

圖1 省道321選段各年日均交通量對比柱形圖

3 施工方案及關鍵技術分析

結合前期勘察設計方案，中修項目施工首先應對路面存在的龜裂、網裂、車轍等病害進行挖補處理，在挖除病害基層后，清除槽底、槽壁的松動部分及粉塵雜物，采用與原路相同的結構層回填并壓實。其中對原路面出現的較輕的縱橫裂縫，在不影響原路面使用的情況下不進行處理。完成路面病害處理工作后，采用瀝青封層和4cm瀝青碎石結構進行罩面處理。具體各個環節的施工關鍵技術如下：

3.1 挖補處理

結合現場彎沉試驗，標記路面需挖補區域，區域范圍應超出病害邊緣。采用切割機沿區域邊線切割，挖除病害基層，仔細清理槽壁及槽底部位。

3.2 舊路銑刨

對原路面網裂、龜裂、車轍等病害進行銑刨，按實際情況確定路面銑刨厚度，銑刨留下的夾層應及時清理，避免影響后續工作進度。

3.3 整平處理

對上述挖補、銑刨部位，在進行清理工作完成后，將預拌好的級配碎石進行人工攤鋪，虛鋪系數控制在1.5左右，通過水準儀整平后，將基層碾壓密實。

3.4 罩面工程

罩面施工和噴灑粘層油前，采用鼓風機吹凈灰塵，保證原路面清潔，保障面層與基層的層間結合，提高路面整體結構性。粘層油采用PA－3乳化瀝青，噴灑瀝青量為0.3～0.6L／m2。乳化瀝青指標如表2所示。

表2 PA－3乳化瀝青技術指標表

3.5 瀝青混合料攤鋪

瀝青罩面層厚度是中修后路面使用性能和使用壽命的關鍵因素，保障罩面厚度是控制施工質量的主要技術指標。在瀝青碎石混合料攤鋪過程中，關鍵工藝是控制攤鋪速度，在攤鋪機慢速行駛中確保攤鋪均勻和連續，確保施工和監理人員的施工質量控制作業，及時反饋問題，盡快調整攤鋪作業施工。在確定攤鋪機工作速度時，應綜合攤鋪的混合料類型、攤鋪機具功能、攤鋪橫截面尺寸等因素，根據連續工作原則，合理確定攤鋪速度。結合實際工程經驗，瀝青面層攤鋪的適宜速度為3～5m／min，在此速度下既能保證及時供料，確保攤鋪層初壓厚度，又能節約攤鋪功耗，提高混合料攤鋪施工效率。需要注意的是，分段攤鋪施工過程中，應保持攤鋪機的行駛速度恒定，攤鋪機作業的速度改變會導致攤鋪路面平整度下降，影響中修施工質量。施工時應當做好施工組織規劃與管理，協調好運料車與攤鋪施工作業的相互配合。

3.6 瀝青混合料的壓實

省道321線平吉至八大河瀝青路面選段中修工程配備了較為齊全的壓實機具設備，施工項目部有鋼輪式、輪胎式及振動壓路機數具，可根據施工方案制定合理的壓實組合方式。對于舊路中修罩面施工工作，應當配備小型振動壓（夯）實機具，針對各路段的具體情況，對不適宜使用壓路機和需要局部補壓的區域及時調整。根據中修罩面施工設計方案，該項目中修罩面層的攤鋪厚度比較小，因此在應用振動壓路機進行壓實作業時，應當使用“高頻、低幅”的壓實方法。對于現場壓實施工，應注意壓路機在停車、倒車時需要停止振動，在調整至新的碾壓行駛方向后再開始振動，否則容易產生混合料在路面的過壓現象，路面使用期間容易產生擁包病害。

為了確保路面在壓實成型后具有較好的路面平整度，應在初壓施工過程中采用鋼輪壓路機進行作業，作業原則為先輕后重，能夠使攤鋪層的結構層初步壓實達到穩定狀態。應當注意的是，混合料路面初壓作業不得采用輪胎壓路機進行作業，因其較重的質量會造成新鋪路面產生縱向轍槽且無法修復。根據項目實際情況和施工方案設計，該項目初壓采用12t振動鋼輪壓路機進行初壓作業，初壓遍數為2遍，之后進行復壓施工作業。復壓作業采用28t輪胎壓路機，壓實遍數為5遍。通過輪胎壓路機自重作用和其輪胎行駛時的揉搓作用，確保復壓施工后，攤鋪作業混合料的結構層碾壓密實，達到規范要求的壓實度。在復壓作業完成后應當對攤鋪路段進行終壓作業，作業機具選用7t鋼輪壓路機進行2遍終壓壓實。終壓作業的作用是消除攤鋪壓實作業在攤鋪層表面留下的輪跡，是攤鋪壓實施工的最終成型作業階段。

在組合使用各類型壓路機進行壓實作業時，應注意壓路機工作過程中的隨壓隨噴，即保證壓路與噴水作業同步進行，一旦壓路機噴水量太少，會在施工時產生粘輪現象，降低路面施工壓實質量。在壓實機噴水不能達到要求時，應當及時安排人工噴水配合壓實作業，保證施工的連續性。另外，在沒有經過碾壓的路段，應禁止壓路機在其中停留、制動甚至轉向。對于各路幅的復壓和終壓順序及時間安排，應合理有序，因為碾壓過程中由于噴水降溫使得各階段碾壓路段的路面溫度有差異，可根據實際情況合理組織復壓與終壓的次序，提高施工效率。

4 結語

針對省道321線選段中修工程過程中的情況，結合現場勘察和施工方案研究，得到了以下結論：

（1）該二級公路中修項目位于山嶺重丘地區，縱坡大，在日益增長的交通荷載作用和環境因素影響下，道路承載能力超出了設計要求，部分路段產生了龜裂、車轍等較為嚴重的病害問題，修補罩面施工十分必要。

（2）針對中修施工過程的關鍵工藝進行分析，對挖補、銑刨、整平、罩面、混合料攤鋪以及壓實這幾項關鍵環節，結合實際施工經驗進行了總結，給出了較為完善的關鍵工藝施工過程和應當注意的問題，能夠為類似工程提供借鑒。