王海濤

(河北唐山公路建設(shè)總公司)

1 工程實例

某公路全長38.421 km，平原微丘區(qū)一級公路線形，二級公路路基標(biāo)準(zhǔn)，計算行車速度80km/h，設(shè)計路基寬17.0m，路面寬度14.0m，雙向四車道。該工程從開始路基土方施工，至瀝青碎石面層施工完畢，實際工期約10個月。開放交通3個月后發(fā)現(xiàn)瀝青面層局部龜裂并有少數(shù)縱向裂縫，縫寬約2～3mm，少數(shù)裂縫縫寬超過15mm，病害多位于原老路基部位，新路基部位也有病害發(fā)生但數(shù)量極少。病害以龜裂為主，局部瀝青碎石上面層剝落，采用局部挖補(bǔ)方法進(jìn)行處理。病害主要包括波浪、壅包、裂縫、坑槽、局部沉陷及松散剝落等。

2 病害原因分析

2.1 設(shè)計原因

(1)瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計。該工程路面結(jié)構(gòu)：瀝青碎石上面層(AM-10)2 cm+瀝青碎石下面層(AM-25)5 cm+水泥穩(wěn)定碎石基層20cm+石灰土底基層34 cm，為半剛性基層瀝青路面。此路面面層結(jié)構(gòu)均為開級配型的瀝青混合料，其空隙率大于10%，并且瀝青混合料類型、厚度均變化較大，面層結(jié)構(gòu)始終處于滲水狀態(tài)。此面層結(jié)構(gòu)中未設(shè)封層或透層，無法有效阻止路表水的下滲，路面結(jié)構(gòu)排水措施欠妥。

(2)路表排水設(shè)計。該工程路面設(shè)置突出式路緣石，沿路緣石每50m設(shè)一排水口，采用集中排水方式。由于排水口間距過大，路表水不能及時排出，道路兩側(cè)排水溝溝底幾乎無縱坡且無出水口，排水溝始終處于存水狀態(tài)。

2.2 地質(zhì)、氣候原因

該工程地下水位高，土質(zhì)以粘性土為主，受水影響大，路基土含水量過大造成路基整體承載能力和穩(wěn)定性下降。項目工期緊，瀝青面層恰在最不利的冬雨季施工，濕度大，溫度低，瀝青面層質(zhì)量受影響大。滲入結(jié)構(gòu)層中水的凍脹與車輛荷載共同作用，加劇了路面的破壞。

2.3 材料原因

半剛性基層瀝青路面的材料質(zhì)量直接決定路面的耐久性和使用功能。該工程所用瀝青軟化點、針入度、延度等技術(shù)指標(biāo)經(jīng)檢測符合規(guī)范要求，含蠟量指標(biāo)未檢測。根據(jù)半剛性基層瀝青路面的使用經(jīng)驗，碎石質(zhì)量是決定路面質(zhì)量的關(guān)鍵。該工程所用碎石采用顎式破碎機(jī)加工，未進(jìn)行篩分，碎石級配不佳，顆粒組成一致性差、變化大且形狀不良，針片狀顆粒含量超標(biāo)，存在明顯的風(fēng)化顆粒，導(dǎo)致瀝青混凝土性質(zhì)不穩(wěn)定且空隙率大?；鶎铀盟槭c面層情況類似，質(zhì)量無法保證。

2.4 施工原因

(1)路基施工。該工程系二級路改造項目，利用老路基路段對原路基局部坑洼處未進(jìn)行認(rèn)真處理和壓實，造成局部軟弱。新老路基接縫處未搭接處理，自基層以上在路中線處為通縫，由于不均勻沉陷導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)縱向裂縫，路表水極易下滲，危及路基整體穩(wěn)定性。

(2)灰土底基層施工。該工程灰土底基層厚度34 cm，分兩層采用路拌法施工。在路面破損處挖探坑顯示，底基層存在石灰拌和不勻以及素土夾層現(xiàn)象?；彝链嬖诘膯栴}導(dǎo)致局部底基層穩(wěn)定性差，強(qiáng)度不足，薄弱處瀝青面層出現(xiàn)裂縫，路表水沿裂縫下滲，引起灰土層軟化，導(dǎo)致路面加速破壞。

(3)水泥穩(wěn)定碎石基層施工。由于底基層頂面標(biāo)高控制不嚴(yán)格，導(dǎo)致起主要承重作用的20cm水泥穩(wěn)定碎石基層厚度不足且變化較大，經(jīng)鉆芯取樣測量厚度，最薄處12 cm，平均厚度17～18 cm，個別部位超過22 cm。水泥穩(wěn)定碎石基層所用碎石級配不良，含泥量及針片狀顆粒超標(biāo)，養(yǎng)護(hù)不力，以上幾方面共同作用導(dǎo)致基層出現(xiàn)裂縫，強(qiáng)度減弱且不均勻，引起瀝青路面破壞。

(4)瀝青混凝土面層施工。由于該工程為二級路改造項目各方重視不夠，所用瀝青混合料拌和設(shè)備落后，無自動控制系統(tǒng)，無法有效控制瀝青、礦料加熱溫度和各組成成分配合比，導(dǎo)致瀝青混合料級配不良，溫度忽高忽低變化大，不利于碾壓。同時存在瀝青老化現(xiàn)象，引起路面強(qiáng)度不足，加上基層標(biāo)高控制不嚴(yán)格引起的面層厚度變化，易產(chǎn)生松散病害。瀝青面層施工設(shè)備不配套，壓路機(jī)手業(yè)務(wù)不熟練，現(xiàn)場指揮渙散，管理不善，導(dǎo)致瀝青面層無法得到有效壓實。此外，碎石針片狀顆粒含量大，面層內(nèi)壓碎顆粒多，顆粒斷折處無瀝青裹覆，留下質(zhì)量隱患。

2.5 養(yǎng)護(hù)方面原因

該工程沿線重車超載上路現(xiàn)象普遍，路上拋灑石子乃至石塊。由于未及時清理養(yǎng)護(hù)，石子被重車壓入面層形成的破損處以及石塊砸成的坑洼處在水和車輛荷載重復(fù)作用下松散變壞并逐步擴(kuò)展，最終導(dǎo)致路面破壞。排水口數(shù)量不足，且多數(shù)被堵塞，無法排水，路表水幾乎全部下滲，極易導(dǎo)致路面破壞。

3 防治路面病害的措施

3.1 采用合理的瀝青路面結(jié)構(gòu)，重視瀝青路面排水設(shè)計

(1)采用合理的路表排水設(shè)計。路表排水是指水沿路面橫坡和路線縱坡所合成的坡度漫流至路基邊坡，然后進(jìn)入路基邊溝，排出路基之外。該工程采用突出式路緣石且排水口間距為50m，實質(zhì)上起到了阻水的作用，并且邊溝無出水口，導(dǎo)致邊溝常年積水，此為該工程路表排水設(shè)計不足之處，應(yīng)引以為鑒。

(2)在瀝青面層與半剛性基層之間應(yīng)設(shè)置透層瀝青。在多雨季節(jié)施工宜采用層鋪法的單層表面處治作下封層，以防止雨水滲入基層。該工程未設(shè)透層或封層，導(dǎo)致路表水可以暢通無阻地下滲，影響路基承載能力和穩(wěn)定性。

(3)應(yīng)重視路肩排水設(shè)計。考慮將基層表面排出的水迅速向路基外排泄，可以采取設(shè)置碎(礫)石墊層或盲溝等措施。

(4)設(shè)置粘層瀝青。當(dāng)瀝青面層有多層結(jié)構(gòu)組成時，若因不能連續(xù)施工而引起瀝青路面污染，則應(yīng)在該層設(shè)粘層瀝青。

(5)設(shè)置瀝青面層防水層。在瀝青面層組合設(shè)計中應(yīng)將其中的一層按密級配型來考慮，以減少面層滲水。

(6)采用合理的瀝青路面結(jié)構(gòu)。該工程路面面層結(jié)構(gòu)宜采用如下組合：瀝青混凝土上面層(AC-16I)4 cm+瀝青混凝土下面層(AC-25I)6 cm+透層(或封層)。

3.2 采用合理的基層、底基層結(jié)構(gòu)，并保證一定厚度

基層是半剛性路面的主要承重層，其質(zhì)量直接影響路面的使用性能和使用壽命，基層的材料、結(jié)構(gòu)應(yīng)與其性能相適應(yīng)?；鶎优c底基層可以采用如下組合：水泥穩(wěn)定碎石基層25 cm+石灰土底基層15 cm，此種組合保證基層與底基層均可以一遍成型，避免出現(xiàn)質(zhì)量缺陷。

3.3 加強(qiáng)原材料質(zhì)量控制，嚴(yán)格按規(guī)范施工

(1)加強(qiáng)原材料檢驗工作，嚴(yán)格控制進(jìn)場原材料質(zhì)量，優(yōu)化瀝青混合料配合比，確保瀝青混合料各項技術(shù)指標(biāo)符合規(guī)范要求。配合比設(shè)計中主要考慮穩(wěn)定性和耐久性，以馬歇爾試驗作為主要測試手段，以空隙率和穩(wěn)定度作為重要指標(biāo)，通過目標(biāo)配合比、生產(chǎn)配合比、標(biāo)準(zhǔn)配合比來優(yōu)化瀝青混合料配合比，同時加強(qiáng)材料質(zhì)量控制，從源頭上保證瀝青面層質(zhì)量。

(2)嚴(yán)格按規(guī)范要求進(jìn)行路基、路面施工，新老路基相接處應(yīng)搭接處理，逐層壓實?；鶎邮┕ぶ袘?yīng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)并及時覆蓋面層，避免瀝青路面出現(xiàn)反射裂縫。瀝青面層施工應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范要求攤鋪、碾壓，保證工程質(zhì)量。

(3)加強(qiáng)路面養(yǎng)護(hù)工作，保持路面清潔無雜物，經(jīng)常疏通排水系統(tǒng)，保證排水順暢。

3.4 瀝青路面病害的治理措施

(1)波浪的治理措施。輕微的波浪可在熱季采用強(qiáng)制壓平的方法處治，嚴(yán)重的波浪可用銑刨機(jī)進(jìn)行銑刨，銑去2～3 cm，用同類型熱拌瀝青混合料填平壓實。

(2)壅包的治理措施。對于瀝青含量較大的壅包，采用徹底挖除，重新鋪筑瀝青面層的方法處理;對于輕微的壅包，主要采用熱拌瀝青混合料調(diào)平。

(3)裂縫的治理措施。裂縫處治的原則是封閉裂縫，避免路表水下滲破壞半剛性基層而引發(fā)結(jié)構(gòu)性破壞。對于縫寬小于1.0cm的非貫穿裂縫及斷頭微裂縫可暫不處理，縫寬大于1.0cm的貫穿全斷面的裂縫應(yīng)采用常規(guī)灌縫措施封閉處理，如果縫隙太寬灌縫無法實施，可沿裂縫兩側(cè)切出寬10～15 cm，深5～6 cm的條形槽，清潔槽壁，在底面、側(cè)面涂刷粘層油，用細(xì)粒式瀝青混合料填平壓實。

(4)局部沉陷的治理措施。分析出現(xiàn)局部沉陷的原因，如為基層局部存在缺陷，則將破壞的基層局部挖除，用半剛性基層材料填補(bǔ);如為整個路段基層存在缺陷，應(yīng)將存在缺陷的半剛性基層翻新重鋪;如果底基層存在缺陷則應(yīng)挖至破壞深度，用與原結(jié)構(gòu)層相同的材料或用瀝青混合料填筑壓實。以上情況在該工程均出現(xiàn)，應(yīng)根據(jù)具體情況采取相應(yīng)措施。

(5)坑槽的治理措施。將坑槽范圍挖成矩形，槽壁應(yīng)垂直，在四周涂刷熱瀝青后從基層到面層運(yùn)用與原結(jié)構(gòu)相同的材料填補(bǔ)并予夯實。

(6)松散剝落的治理措施。將松散材料清除，在其下層涂刷粘層油，重新罩面。

4 結(jié)束語

通過分析該工程瀝青路面病害情況，提出設(shè)計、地質(zhì)、氣候、材料、施工及養(yǎng)護(hù)等方面存在的問題是半剛性基層瀝青路面發(fā)生病害的主要原因。針對病害原因提出采用合理的瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計、重視路面排水設(shè)計、采用合理的基層和底基層結(jié)構(gòu)、控制原材料質(zhì)量、優(yōu)化瀝青混合料配合比、嚴(yán)格控制施工及加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)等預(yù)防措施，同時針對具體病害提出碾壓、塞縫、挖除、填補(bǔ)及罩面等治理措施，以求初步解決瀝青路面病害問題。

［1］ 張登良.瀝青路面工程手冊［M］.北京：人民交通出版社，2004.

［2］ 鹿中山.瀝青路面的施工質(zhì)量控制［J］.合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2001，24(3).