南部非洲城市道路瀝青雙表處質(zhì)量控制及缺陷修補(bǔ)

趙順清

(中鐵軌道工程研究設(shè)計(jì)有限公司　武漢　430079)

南部非洲城市道路瀝青雙表處質(zhì)量控制及缺陷修補(bǔ)

趙順清

(中鐵軌道工程研究設(shè)計(jì)有限公司武漢430079)

摘要瀝青表處是一種強(qiáng)基薄面型的瀝青路面形式，其施工工序多，工序銜接緊密，質(zhì)量控制要點(diǎn)多。文中結(jié)合南部非洲贊比亞盧薩卡城市交通系統(tǒng)升級(jí)改造項(xiàng)目，從基層要求、原材料質(zhì)量及施工控制、路面養(yǎng)護(hù)等方面對(duì)雙表處質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)，并對(duì)雙表處常見病害在施工過程中質(zhì)量控制的缺陷進(jìn)行了探討及分析，總結(jié)了相應(yīng)的修補(bǔ)方法。

關(guān)鍵詞瀝青雙層表處瀝青灑布碎石撒布質(zhì)量控制稀漿封層

近年來，隨著我國(guó)基建企業(yè)走出去戰(zhàn)略的進(jìn)一步深入，越來越多的海外公路項(xiàng)目正在由我國(guó)企業(yè)實(shí)施。瀝青雙表處路面作為一種強(qiáng)基薄面型瀝青路面(即基層上采用瀝青處治，厚度2～3 cm,主要起封閉表層，防止表面水透入、構(gòu)成磨耗層防止破壞、增加面層的抗滑性能、改善行車條件的作用)，其施工在國(guó)內(nèi)已很少見到,主要用于三級(jí)以下或鄉(xiāng)村道路，但在南部非洲如贊比亞、坦桑尼亞、肯尼亞等經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)國(guó)家,因其造價(jià)低廉、施工工藝簡(jiǎn)單等而被作為道路面層廣泛應(yīng)用。

盧薩卡城市交通系統(tǒng)升級(jí)改造項(xiàng)目?jī)?nèi)容包括485條擬建城市道路、約385 km的城市道路整修、新建、拓寬等，項(xiàng)目遍布整個(gè)市區(qū)，包括中央商務(wù)區(qū)、居民住宅區(qū)、工業(yè)區(qū)及商業(yè)區(qū)。其中C1等級(jí)道路為雙層瀝青表處，共計(jì)227.8 km，約占本項(xiàng)目擬建道路的60%，旨為改善市區(qū)土路行車條件，防止積水對(duì)道路產(chǎn)生破壞。

1瀝青雙表處路面施工簡(jiǎn)介

瀝青表面處治是由瀝青和石屑材料鋪筑的一種薄層，即在道路表面灑布一定量的瀝青膠結(jié)料后,再在其表面撒布一定量的單粒徑碎石并通過碾壓使碎石2/3嵌入膠結(jié)料而形成一種耐久、抗滑的道路表面的處治方法，是一種適合于低交通流量道路的簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、高效的表面處治方式。由

于表處面層很薄，其主要作用是抵抗路面行車的磨耗和增強(qiáng)路面的防水性，提高路面平整度，改善行車條件。本項(xiàng)目瀝青表處采用雙層式：19 mm+9.5 mm瀝青雙表處+透層(乳化瀝青)+基層(20 cm水泥穩(wěn)定碎、礫石土)[1]。

雙表處施工工藝流程為：基層清掃→灑透層瀝青→灑布第一層瀝青→撒布第一層19 mm石屑→碾壓→灑布第二層瀝青→撒布第二層9.5 mm石屑→碾壓→初期養(yǎng)護(hù)→交通開放養(yǎng)護(hù)[2]。

2瀝青雙表處質(zhì)量控制要點(diǎn)

2.1　基層的結(jié)構(gòu)和表面狀況質(zhì)量控制

基層結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和表面的平整度，以及路面的撓曲性質(zhì)對(duì)鋪筑經(jīng)久耐用的表面處治是很重要的因素。由于表面處治很薄，幾乎不起分布行車荷載作用，因此基層必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度來抵抗車輛荷載的反復(fù)作用。對(duì)于基層雙表處施工控制要點(diǎn)如下。

(1) 嚴(yán)格控制基層壓實(shí)度及基層材料的級(jí)配和塑性指數(shù)?？刂茐簩?shí)度即為保證路基的承載能力；對(duì)于基層材料首先應(yīng)嚴(yán)格控制超徑顆粒的含量，因?yàn)榇箢w粒會(huì)影響其周圍的壓實(shí)度，日后形成凹陷，影響路面平整度。其次基層材料的塑性指數(shù)和小于0.075 mm細(xì)料的含量應(yīng)取低值，以保證路基的穩(wěn)定性，否則易導(dǎo)致翻漿，影響基層與表處面層之間的粘結(jié)力。在細(xì)料過多或塑性指數(shù)過大的情況下，還會(huì)造成基層表面致密，不利于雙表處的透層油滲入。

(2) 控制基層平整度及橫坡。由于南部非洲雨季時(shí)降雨量大，如路基沒有形成良好的排水橫坡，則易導(dǎo)致道路積水，使得瀝青表處耐久性及使用壽命大大降低?；鶎悠秸鹊目刂浦饕龅椒乐辜系姆蛛x及采取合理的施工程序，可采用平地機(jī)先由中間向兩邊、再由兩邊往中間進(jìn)行整平作業(yè)，在坡度較大的弧線段，加密高程控制樁；在含水量達(dá)到要求時(shí)及時(shí)碾壓。

2.2　透層油灑布及其質(zhì)量控制

根據(jù)瀝青表處的特性，瀝青表面處治與封層宜選擇在干燥和較熱的季節(jié)施工，并在最高溫度低于15 ℃到來以前半個(gè)月及雨季前結(jié)束。

瀝青表處路面施工質(zhì)量控制關(guān)鍵在于保證表處路面與基層之間的粘結(jié)性能及路面瀝青與石屑材料之間的粘結(jié)性。因此，瀝青表面處治瀝青材料要求滲透性好、凝結(jié)時(shí)間短、粘結(jié)力良好、便于澆灑和施工、耐久性好。瀝青雙表處采用80號(hào)石油瀝青，透層采用PC-2型乳化瀝青。由于道路石油瀝青滲透性較差，為提高粘結(jié)力，在基層上應(yīng)設(shè)置透層。本項(xiàng)目的基層為半剛性的水泥穩(wěn)定碎、礫石土(注：通過后期試驗(yàn)表明，為保證透層對(duì)基層的滲透，碎、礫石含量應(yīng)盡量高些或直接采用水泥穩(wěn)定碎石更好)，這種材料做出來的基層表面非常致密，PC-2型乳化瀝青滲透達(dá)不到要求(透層滲透一般為3～8 mm)，在與外方監(jiān)理溝通協(xié)商后，在其中加入了一定的煤油來對(duì)PC-2進(jìn)行稀釋(煤油摻量根據(jù)水泥穩(wěn)定碎、礫石土的細(xì)粒土含量以現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定)，使其有良好的滲透性。

透層油灑布時(shí)機(jī)的選擇在基層表面稍干后灑布，表面不能過于濕潤(rùn)或干燥，否則應(yīng)晾曬或少量灑水后并晾干。瀝青灑布后嚴(yán)禁車輛及行人通過。瀝青的灑布溫度根據(jù)氣溫及瀝青標(biāo)號(hào)選擇，石油瀝青宜為130～170 ℃，乳化瀝青在常溫下灑布，加溫灑布的乳液溫度不得超過60 ℃。施工關(guān)鍵是控制好瀝青灑布量、灑布均勻性、灑布溫度及灑布時(shí)地表溫度。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)段試驗(yàn)后得出表處灑布量為：透層1.2 L/m2，第一層1.5 L/m2，第二層1.1 L/m2[3]。

瀝青灑布是由瀝青灑布車完成。由于本項(xiàng)目瀝青運(yùn)距比較遠(yuǎn)，為保證現(xiàn)場(chǎng)瀝青灑布溫度，選用了保溫效果好、加熱快且含雙加熱器的瀝青灑布車。瀝青灑布溫度最好保持在140 ℃，地表溫度最低是25 ℃，這樣才能保持最佳瀝青黏結(jié)力。瀝青灑布中應(yīng)盡量避免出現(xiàn)空白、灑布不均勻、瀝青聚集等現(xiàn)象。

由于瀝青表處施工與當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境、溫度、交通狀況、基層條件、集料條件均有非常密切的關(guān)系，所以雙表處施工前一定要根據(jù)實(shí)際情況做試驗(yàn)段，并在做試驗(yàn)段時(shí)確定灑布車的車速、檔位、計(jì)算機(jī)控制的噴灑數(shù)字，以及灑布量等等。

2.3　表處瀝青層質(zhì)量控制

本項(xiàng)目雙表處施工第一層碎石集料的公稱粒徑為19 mm，第二層碎石集料的公稱粒徑為9.5 mm。雙表處所用的碎石集料，其質(zhì)量要求相對(duì)于普通骨料在針片狀含量、堅(jiān)固性、抗磨耗、級(jí)配要求等技術(shù)指標(biāo)上更為嚴(yán)格，根據(jù)當(dāng)?shù)豐ATCC規(guī)范《南部非洲路橋工程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》及外方監(jiān)理要求，集料指標(biāo)要求見表1、表2。

表1　瀝青表處的礦料試驗(yàn)指標(biāo)要求

表2　瀝青表處的礦料推薦級(jí)配

碎石集料質(zhì)量控制的主要內(nèi)容是：①控制碎石集料的石粉含量。因?yàn)槿绻酆窟^大，將大大降低了碎石與瀝青之間的粘接力，使得層與層之間無法黏合，會(huì)造成路面松散，碎石脫落等嚴(yán)重質(zhì)量問題；②采取良好的級(jí)配。因?yàn)槿绻?jí)配不合理，將使得碎石鑲嵌不均勻，在車輛行駛一段時(shí)間后，形成路面坑槽等質(zhì)量問題。 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，可采取以下措施控制石粉含量：①在料源選取上，以選用堅(jiān)硬、耐磨性好的母巖作為原料；②在干旱季節(jié)進(jìn)行生產(chǎn)備料，以利于破碎料充分篩分使石粉分離，另外雨季生產(chǎn)的碎石單獨(dú)放置，且根據(jù)風(fēng)向調(diào)整各成品料堆的設(shè)置；③必要時(shí)可采用預(yù)涂劑預(yù)涂。

澆灑主層瀝青后(不必等全段灑完)應(yīng)立即用集料撒布機(jī)撒布第一層集料，撒布集料應(yīng)及時(shí)掃勻，要達(dá)到全面覆蓋一層，厚度一致，集料要重疊，不露出瀝青。當(dāng)有局部缺料或積料時(shí)，應(yīng)及時(shí)找補(bǔ)或掃除；當(dāng)局部石粉過多和局部灑布量不夠，采取人工形式將石粉清除及補(bǔ)灑。碎石撒布車是碎石撒布質(zhì)量控制的重點(diǎn)，碎石撒布的重點(diǎn)是撒布率和撒布均勻性。按照贊比亞當(dāng)?shù)豐ATCC規(guī)范的要求：19 mm碎石和9.5 mm碎石撒布率分別為0.014 m3/m2和0.006 m3/m2。過大的撒布率會(huì)造成浪費(fèi)，增加清掃工作量，并且導(dǎo)致碎石疊加，壓路機(jī)碾壓后會(huì)將碎石壓碎，影響路面質(zhì)量。

2.4　雙表處養(yǎng)護(hù)及其質(zhì)量控制

雙層瀝青表處道路的后期養(yǎng)護(hù)對(duì)其最終質(zhì)量影響很大，養(yǎng)護(hù)的重點(diǎn)：①及時(shí)清掃路面松散脫落的石屑，避免造成已嵌固石屑的擠壓破碎、松動(dòng)，有利于平整穩(wěn)固路面的形成；②對(duì)局部泛油、石屑脫落等缺陷進(jìn)行及時(shí)處理，避免缺陷范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。由于本項(xiàng)目處于盧薩卡市區(qū)，施工完成后，迫于社會(huì)壓力及交通管制困難，過早地開放了交通，所以本項(xiàng)目的后期養(yǎng)護(hù)顯得格外重要。

(1) 主要在雙表處施工前采取交通分流措施，且在有條件的情況下修建臨時(shí)便道；在雙表處施工完成后先采取強(qiáng)制措施封閉道路養(yǎng)護(hù)48 h，開放交通后配備專人負(fù)責(zé)養(yǎng)護(hù)和交通管制，并控制過往車輛車速≤20 km/h。

(2) 采取擺放路錐等方法控制車輛的行駛路線，使路面整個(gè)寬度內(nèi)得到均勻壓實(shí)，直至路面完全成型。并在開放交通一個(gè)星期之內(nèi)，視情況進(jìn)行1～2次的清掃作業(yè)以清除脫落的石子，以避免脫落的石子留在面層表面經(jīng)過往車輛的碾壓而使其他石子破碎或?qū)⒁亚豆痰氖訑D出。在天涼季節(jié)施工的新開放的路段，由于在夜間溫度低，在開放交通的初期，采取白天開放交通，夜間關(guān)閉的方式，直到路面完全成型。

3瀝青雙表處施工缺陷及修補(bǔ)方法

瀝青面層是用礦料和瀝青相結(jié)合的一種柔性路面，但由于在施工、養(yǎng)護(hù)及使用某個(gè)程序上的缺陷，在一些不利條件(如水文、氣候、行車)等外部因素的作用下，會(huì)產(chǎn)生各種病害，所以應(yīng)找出易產(chǎn)生病害的原因，及時(shí)處理，以保證行車安全。

(1) 瀝青泛油。當(dāng)用油量過大、使用粘度過低的油料、瀝青與石料混合不均勻以及石料不足，均有可能形成泛油，泛油現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)間較長(zhǎng)后，油料增多易行成油包；如果油層之間粘結(jié)不良，油層會(huì)被車輪粘起，形成病害。為避免這種情況，應(yīng)采取如下措施：

①應(yīng)將泛油段的油包點(diǎn)處理完畢，即在氣溫較高時(shí)，將泛油段的油包鏟掉，露出硬底層晾干，如果底層水分過多，可將其挖去，填充新料，與原底層一并夯實(shí)，清除雜質(zhì)，稍灑點(diǎn)熱瀝青，撒料均勻整平夯實(shí)。

②針對(duì)泛油段的輕重程度采取相應(yīng)措施：輕度泛油，可撒粒徑2～5 mm的石屑，通過行車碾壓至不粘輪為宜；泛油較重地段，根據(jù)情況，可撒粒徑5～10 mm的礦料，待穩(wěn)定后，再撒粒徑2～5 mm的石屑或粗砂，引導(dǎo)行車碾壓成型；嚴(yán)重泛油地段，先撒一層粒徑10～15 mm或更粗些的礦料，用壓路機(jī)強(qiáng)行壓入，達(dá)到基本穩(wěn)定后，再分次撒5～10 mm和2～5 mm的礦料，引導(dǎo)行車碾壓成型。

處理泛油原則，需掌握先撒粗料后撒細(xì)料和少撒、勤撒的原則。如果重復(fù)使用細(xì)料，結(jié)果會(huì)形成軟的油石層，影響路面的穩(wěn)定。

(2) 油料離析。當(dāng)表處層碎石集料級(jí)配不合適，表處油料溫度偏低或基底含水量偏大，車流量大或者車輛在表處層上急剎車或轉(zhuǎn)彎，局部基底壓實(shí)度不夠時(shí)均可能引發(fā)瀝青油料與碎石集料的離析。

根據(jù)不同原因產(chǎn)生的離析采取不同的修補(bǔ)方法，如是由基層引起油料離析則應(yīng)先將基層修補(bǔ)好，待穩(wěn)定干燥后，再修補(bǔ)表處油層；對(duì)于大面積松散，屬于面層引起的，可將松散粒料清除，重做油層，輕微的可用罩面解決；對(duì)局部嚴(yán)重的松散，采用挖補(bǔ)法處理。

(3) 表處路面裂縫。當(dāng)?shù)缆芬驕囟?、濕度變化引起路面結(jié)構(gòu)發(fā)生漲縮和基層因碾壓密實(shí)度差、強(qiáng)度不足而產(chǎn)生不均勻沉降時(shí)均會(huì)使雙表路面產(chǎn)生縱橫向裂縫。

受溫度、濕度影響或基層本身干縮引起的小裂縫，在熱季有時(shí)能自行愈合，可不處理。不能愈合的寬縫，在6 mm以內(nèi)的可剔除或吹凈縫內(nèi)塵土雜物后，用細(xì)嘴壺將預(yù)熱好的稠度較低的油料注入縫內(nèi)，縫口刮平，隨即沿縫口薄撒一層砂，并掃勻即可?？p寬在6 mm以上的，清除縫內(nèi)雜物后，可用炒拌好的瀝青或細(xì)粒式瀝青混合料填入縫中，刮平縫口，薄撒一層砂掃勻即可。由于基層引起的網(wǎng)裂、龜裂，應(yīng)分析具體原因，先消除底層病害，再修復(fù)油層。

(4) 表處路面外力破壞修補(bǔ)。由于本項(xiàng)目大部分為市區(qū)道路，雙層瀝青表處施工時(shí)交通封閉困難，且在施工完成后沒有充分養(yǎng)護(hù)及交通管制的情況下迫于社會(huì)壓力過早開放交通；再者道路修建完成后，隨著道路交通條件的改善，各種重車都想盡量通過平交口轉(zhuǎn)向我方道路，另因交通的改善促進(jìn)道路周邊的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，因此沿線大量的土木工程開工建設(shè)，各種運(yùn)輸砂石料的大型、重型車輛在道路上原地轉(zhuǎn)彎及掉頭，造成了瀝青表處道路的損壞，見圖1。

a)　重型車輛對(duì)平交口處的破壞

b)　重型車輛原地轉(zhuǎn)彎的破壞

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況先清除脫落和已松散部分的油層和浮土、石料，露出下面穩(wěn)定的礦料顆粒，并晾干。根據(jù)厚度不同，可用拌和油石混合料修補(bǔ)。如瀝青表處底下基層也有破壞，須先切除破壞的油層，先將底層修好，待干燥穩(wěn)定后，再修補(bǔ)

表處油層。

對(duì)大面積表處破壞部分且可能出現(xiàn)反復(fù)破壞的地段，如表處道路的平交口處等，可在相應(yīng)的范圍加鋪稀漿封層罩面，稀漿封層罩面具有優(yōu)良的抗滑性能和良好的平整度的同時(shí)，可以有效地阻止地面水對(duì)基層的滲透，緩解基層病害對(duì)面層的影響；稀漿封層還有一定的自愈復(fù)原性能，能一定程度上改善道路在重載情況下的通行及轉(zhuǎn)彎能力，可以有效地保護(hù)路面，提高路面耐久性。

4結(jié)語

瀝青雙層表處雖然施工工藝簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，但其施工工序多，且工序銜接緊密，原材料要求嚴(yán)格，質(zhì)量控制點(diǎn)多。只有熟悉其質(zhì)量控制要點(diǎn),通過精細(xì)嚴(yán)密的施工組織，把可能影響施工質(zhì)量或產(chǎn)生道路病害的各個(gè)控制因素落實(shí)到每道工序上，才能最終獲得優(yōu)良的瀝青雙表處路面。

參考文獻(xiàn)

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[3]JTG D50-2006公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:人民交通出版社，2006.

Quality Control and Defect Remedy of Double Surface

Dressing of Urban Roads Project in Southern Africa

ZhaoShunqing

(Wuhan Huachen Civil Engineering Consultant Co., Ltd., Wuhan 430071, China)

Abstract：Bituminous surface dressing is a constructional methodology of pavement surfacing. It is usually used to form a pavement of strong base and thin surfacing. Its procedure comprises several coherent stages. The amount of quality control points is relatively big. The quality control points of the procedure of double surface dressing on requirements of base, quality of materials, control of construction proceedings, curing of pavement structures, and etc., are summarized in this paper based on the Rehabilitation/Upgrading of Selected Urban Roads in Lusaka City Project in Zambia, southern Africa. The defects produced due to quality control failures during construction of double surface dressing are discussed and analyzed and the respective remedial methods are concluded. It could be used for reference for construction of similar project.

Key words:double surface dressing; bitumen spraying; crushed stone spreading; quality control; slurry seal

收稿日期：2015-02-24

DOI 10.3963/j.issn.1671-7570.2015.03.034