新疆沙漠地區路面病害分析及施工處治技術

曾文

（中交四航局第一工程有限公司，廣州510420）

1 工程概況

新疆若羌公路工程項目位于塔克拉瑪干沙漠區域內，該區域四季溫度差異懸殊，冬季漫長且寒冷，最低溫度達到-30.9℃；夏季時節短暫且炎熱，最高溫度可達到43.6℃；春秋時節的天氣變化幅度比較大，且冷熱交替現象比較嚴重。面對這種嚴峻的天氣環境，瀝青混凝土面層施工時，若不對其采取嚴格的把控措施，很可能導致項目竣工交付后，路面出現諸多病害。

2 路面病害分析

2.1 沙害

結合以往道路建筑工程實際案例來看，沙漠地區風沙比較大，而風沙會對道路的路面結構層造成巨大的影響，主要包括兩種類型的危害：路基風蝕和沙埋。按照積沙的表現形式，可以將風沙細分為片狀積沙、堆狀積沙以及舌狀積沙。其中，片狀積沙的特點主要是風沙面積非常大，覆蓋的范圍較為廣泛，風沙基本上是成片連接；舌狀風沙覆蓋沿線的長度通常比較短，一般保持在幾米至幾十米；堆狀風沙主要是由阻沙格柵損壞造成的。

2.2 路基不均勻下沉

路基之所以會出現不均勻沉降，是路面長期受行車荷載的作用而導致的，進而使路面出現開裂、變形、沉降等路面病害。結合實際情況來看，路面病害往往出現在以下部位：路基以下的軟土地段；路基回填料中含有的大量風積沙、淤泥土等部位。

2.3 瀝青路面病害

1）瀝青路面的水平方向位移主要是行車水平方向荷載導司致，由于面層瀝青混凝土的抗剪強度比較低，致使擁包現象出現。究其原因主要是因為瀝青的黏稠度偏低，加之瀝青混合料的級配不合理，細集料的含量偏高，促使瀝青面層與基層之間的黏結效果不是很理想，在較大的行車荷載的長期影響下，出現擁包現象。

2）啃邊主要是指瀝青路面的邊緣部位出現破損和松散現象，這種現象在道路工程中較為普遍。導致啃邊現象出現的原因主要是路肩部位的碾壓作業不到位，路肩壓實度不符合規范作業要求。在這種情況下，路肩長期受雨水影響，其自身的承載能力必然會不斷下降，嚴重者還會導致路緣石損壞。

3）瀝青面層剝落，這種病害在道路工程中出現的頻率比較高。主要是因為瀝青面層的平整度不達標，雖然瀝青面層比較堅固，但是由于碾壓作業不符合規范，導致瀝青的密實度不夠，瀝青集料之間咬合不密實，存在部分空隙，瀝青的整體結構中黏結效果不理想，加之瀝青混合料攪拌不均勻，瀝青的摻加量過少，粗集料的粒徑偏大等因素都會導致瀝青面層剝落。此外，瀝青老化也會導致面層出現剝落，進而出現路面積水現象。

4）路面裂縫可以表現出路面結構的內部缺陷。按照裂縫的表現形式來看，可以將其細分為橫向裂縫、縱向裂縫、網格裂縫以及龜裂形式。瀝青老化一般都是形成較大面積的龜裂。

5）坑槽產生的原因主要是因為集料與瀝青之間的黏結作用力不夠大，會導致面層松散。面層松散的原因比較多，例如，基層的強度不夠、瀝青料的配合比不合理、瀝青摻加量過少、碾壓不充分、施工季節不合理等。

2.4 低等級路面車轍、搓板和坑槽

產生低等級路面車轍、搓板、坑槽現象的主要原因有：

1）車轍現象主要是因為瀝青自身的穩定性不達標造成的，若沙漠地區的路面出現局部凸起，那么在長時間未經修復的情況下，會逐漸產生沙害，路面若出現車轍，風沙會迅速地將車轍填滿，在行車作用下，部分風沙會被擠壓至轍棱上，在這種情況下，車轍的深度必然會進一步加深，直至汽車無法通行。

2）搓板往往都是出現在粒料類的路面中，由于粒料類的材料自身具備較高的強度，但是自身的穩定性卻不理想，通常情況下不會輕易出現積沙現象。但是由于形成搓板后路面不平整，加之行車作用，長此以往會導致搓板的波谷與波峰之間形成較大的差距，進而導致沙害。

3）出現坑槽是因為路基碾壓的密實度不夠，路面結構的厚度不夠，路面下方未嚴格地按照要求鋪設土工布，一旦經過重載車輛會導致路面變形，路面變形以后，下方的沙會被擠壓至路面，坑槽自然形成，致使行車困難。

3 施工處治技術

3.1 瀝青綜合表面處治技術

3.1.1 對下承層的路況進行分析

大部分的原路況還是比較理想的，只有局部路面的抗滑性能不達標，在對路面進行處理以后，可以直接在面層鋪設瀝青。路況分析的內容主要包括：路面是否出現裂縫、龜裂、沉降、車轍等現象。

3.1.2 瀝青路面下承層處理

瀝青路面下承層處理措施包括（見圖1）：

圖1 路面病害處治示意圖

1）坑槽。當坑槽的深度超過2 m，面積超過400 cm2，且數量比較多時，應統一測量，整體進行修補。

2）翻漿。針對路基濕軟、冒漿現象，應采取硬化加固措施。

3）沉陷。路基、路面出現豎向變形，路面出現凹陷，且凹陷的深度超過3 cm時，則需要采取平整措施予以處理。

4）擁包。出現局部凸起現象，且凸起高度路面標高超過2.5 cm時，需要采取平整措施予以處理。

5）松散。路面結合料黏結力下降，邊角部位的集料會出現松動，且病害區域的面積超過0.1 m2時，應采取補強措施[1]。

6）龜裂。路面裂縫的寬度超過3 cm，且大部分的裂縫寬度都是保持在10 cm以內，且裂縫覆蓋的面積超過1 m2，可進行補強處理。

7）車轍。沿著行車方向形成縱向凹槽，針對這種現象應該進行平整處理。

8）脫皮。路面面層出現脫落，且脫落的面積超過了0.1 m2，應先將瀝青表面的灰土、雜質清理干凈。

9）啃邊。瀝青路面邊緣部位出現破碎化，應該進行平整處理。

10）泛油。夏節瀝青會從混合料中被擠壓出來，在表面形成一層薄薄的油層，行車時會留下明顯的輪跡，對此可以直接進行平整施工。

11）網裂。縫長1 m以上或縫距40 cm以下的網狀裂縫，需清除浮塵再施工。

3.2 瀝青綜合表面處治層材料性能

瀝青綜合表面處治層材料性能見表1。

表1 瀝青綜合表面處治層材料性能

3.3 綜合施工技術

3.3.1 施工工藝流程

具體施工工藝流程為：對下承層進行處理→灑布黏層油→鋪設土工布→壓路機碾壓土工布→灑布瀝青→鋪設碎石→壓路機碾壓碎石→清除未壓實的碎石→養護。

3.3.2 施工機械組配

考慮到瀝青表面處治時的連續性問題，需要在施工之前做好準備工作：瀝青灑布車1輛、碎石撒布機1輛、土工布攤鋪機1輛、膠輪壓路機1臺、自卸汽車4輛、裝載機1輛，所有的機械設備在施工前均應該進行調試檢修。此外，還應該進行施工前的技術交底活動，做好交底記錄。

3.3.3 施工關鍵點

1）下承層處理。因瀝青表面處治都是針對薄層而言，這也就意味著下承層的強度相對較小，可能會對自身的使用壽命造成一定的影響，所以，需要對下承層的強度提出更高的要求。

2）灑布下層瀝青。正式灑布之前應使用石灰進行放線，然后開始進行灑布，灑布過程中應保證瀝青的溫度符合規范要求，同時保證瀝青灑布的均勻性。

3）土工布鋪設及碾壓：土工布鋪設不得出現褶皺，應人工進行拉直處理，保證土工布與下層的瀝青黏結牢固。當土工布鋪設完成以后，應使用膠輪壓路機進行碾壓，重疊碾壓的寬度不得低于車輪寬度的1/2，膠輪壓路機的碾壓速度應該控制在1.5～2.0 km/h。

4）灑布上層瀝青。上層瀝青灑布會對整個瀝青表面的處治效果造成較大的影響，應合理控制瀝青的灑布量，保證瀝青灑布的均勻性。

5）集料撒布。集料灑布應嚴格參照施工方案進行，布料過程中確保集料灑布的均勻性、密集性，局部空缺可以通過人工進行找補。

6）碎石碾壓。當碎石灑布完成以后，可以進行碾壓作業，壓路機的碾壓速度應控制在1.5～2 km/h，通常情況下碾壓次數控制在約10次比較合適，具體的碾壓次數應結合現場的碾壓情況確定。碾壓作業完成后，人工清除表面的自由集料。

3.3.4 施工控制技術關鍵點

1）集料級配。集料中的粗細骨料都具備自身的作用，粗骨料可以發揮骨架作用，細骨料確保漿液的和易性、黏結性以及耐久性；此外，還應對用砂量進行控制，該項目中使用的集料選擇的是質地堅硬、粗糙的玄武巖。同時，還應嚴格控制集料中機制砂的砂當量，一般情況下，集料中的砂當量應≥65%。處治完成以后的路面，路面厚度應保持在約10 mm。

2）改性乳化瀝青。結合該項目路面病害的實際情況以及建設單位對路面處治的具體要求，施工單位結合施工現場的實際情況以及沙漠地區面層施工的特點，決定使用BCR改性乳化瀝青，這種類型的瀝青具備高溫穩定性，在很大程度上提升路面結構的抗剝落性能。

4 結語

沙漠地區的地質條件、天氣環境相對較為特殊，致使路面病害處理存在一定的難度。在這種情況下，施工單位必須嚴格規范自身的施工行為、合理選擇施工工藝、提高自身的施工水平，將現代化的施工理念以及先進技術運用在工程項目中。結合現場的實際情況以及沙漠地區路面施工的特點合理編制施工方案，有效保證沙漠地區的路面施工質量。