熱帶雨林地區(qū)瀝青路面維修種類、方法及技術(shù)研究

楊勤果

（中國(guó)十九冶集團(tuán)有限公司國(guó)際工程公司，四川成都 611730）

0 前言

隨著“一帶一路”建設(shè)的加速，2018 年亞太經(jīng)合組織（APEC）在巴布亞新幾內(nèi)亞召開，該地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與日俱增，客貨運(yùn)車輛的增加，越來(lái)越多早期修建的瀝青路面出現(xiàn)路面結(jié)構(gòu)損壞、使用性能下降的現(xiàn)象，這嚴(yán)重影響駛車輛的舒適性和安全性以及沿線經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。給原本單一的交通帶來(lái)越來(lái)越大的考驗(yàn)，東高地省和莫若貝省山區(qū)較多，排水不通暢，公路很容易損壞，若能有效、合理地對(duì)路面進(jìn)行維修，解決沿線公路的病害問題，可以最大程度利用公路自身價(jià)值，延長(zhǎng)公路使用壽命，更好的為沿線地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)活力，增加人民的幸福感。

1 路面破壞的成因分析

本工程位于巴布亞新幾內(nèi)亞熱帶雨林地區(qū)，屬熱帶海洋性氣候，雨水充沛，易發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，每年6—10 月為旱季，11 月至次年5 月為雨季，雨季長(zhǎng)達(dá)7 個(gè)月，月平均降雨量236.6mm，最大月平均降雨量787.6mm，最小月平均降雨量2mm。地理環(huán)境復(fù)雜，地表為風(fēng)化紅土，基巖以珊瑚巖為主，其次為石灰?guī)r，土質(zhì)松軟且多為山區(qū)道路，山嶺及重丘段地質(zhì)構(gòu)造不穩(wěn)定排水設(shè)施被滑坡體、塌方體及沖積物封堵，邊溝、涵洞等排水設(shè)施不能及時(shí)疏通，邊溝水及路面雨水聚集到路面，造成原有路面級(jí)配碎石柔性基層被路面流水沖刷掏空，公路水毀嚴(yán)重。加之坡陡彎急以及受到重載超載的影響，又因該條公路為連接兩個(gè)省的唯一公路，缺乏相關(guān)路政部門及時(shí)維修養(yǎng)護(hù)，公路損壞嚴(yán)重。

2 路面破壞的類型

根據(jù)路面破壞的成因，并結(jié)合原路面設(shè)計(jì)的要求將路面破壞分成三種類型：路面結(jié)構(gòu)層全部破壞；路面嚴(yán)重?fù)p壞；零星坑槽、壅包、凹陷、裂紋和車轍。

（1）路面結(jié)構(gòu)層全部破壞：大量路段出現(xiàn)坑洞，坑深至墊層且連接成片，車輛借助路肩行駛，旱季時(shí)甚至在排水土溝上行駛，整個(gè)公路橫斷面全部損壞，路面積水嚴(yán)重，車輛通行十分困難。

（2）路面損壞嚴(yán)重：有較多路段出現(xiàn)坑洞，部分路肩損壞、部分路面磨耗層損壞，但因單個(gè)坑洞較深加之路面積水嚴(yán)重，致使車輛通行較困難。

（3）零星坑槽、壅包、凹陷、裂紋和車轍：路面狀況基本完好，路面段有零星坑槽、壅包、凹陷、裂紋和車轍，面積大小不一，呈星點(diǎn)狀分布，行車無(wú)明顯顛簸感。

3 破壞路面的維修方法及施工工藝

3.1 路面結(jié)構(gòu)層全部破壞段

該路段出現(xiàn)坑洞很多，坑深10cm 以上且連接成片，重載車輛借助路肩行駛，路肩處路基隨時(shí)間推移毀壞日趨嚴(yán)重，使整個(gè)路面結(jié)構(gòu)層全部破壞。

（1）底基層施工，該類型路面維修先對(duì)路床整形平整，攤鋪20cm 厚的級(jí)配破碎天然砂礫石粒料，其最大粒徑不應(yīng)超過53mm，顆粒中細(xì)長(zhǎng)及扁平顆粒含量不應(yīng)超過20%，壓碎值應(yīng)不大于40%，如采用天然砂礫石其CBR 值不小于40%。底基層粒料液限應(yīng)小于28%，塑性指數(shù)應(yīng)不小于9%。

粒料采用人工和機(jī)械配合攤鋪碾壓，在攤鋪時(shí)防止離析，對(duì)于局部離析部位，通過補(bǔ)充拌和材料保證其均勻性，嚴(yán)重離析部位應(yīng)采取局部換料措施，為了保證壓實(shí)合格后表面無(wú)明顯松散、裂縫和輪跡等現(xiàn)象，攤鋪后的粒料應(yīng)具有一定的路拱和初始密度。施工放樣時(shí)中線的恢復(fù)每20m 釘一樁，在兩側(cè)邊緣外0.25~0.5m 設(shè)邊樁，在邊樁上標(biāo)記出底基層邊緣的設(shè)計(jì)標(biāo)高。攤鋪前將路基面上的塵土、雜物需清除干凈，壓實(shí)過程中凡是壓路機(jī)不能壓到處須用夯實(shí)機(jī)人工夯實(shí)，以保證壓實(shí)度至重型擊實(shí)最大密度的96%以上。

底基層施工順序如下：路床整理→混合料檢測(cè)→施工放樣→自卸汽車運(yùn)料到施工點(diǎn)→平地機(jī)攤鋪→檢測(cè)攤鋪料含水量→振動(dòng)壓路機(jī)碾壓→檢測(cè)密實(shí)度。

（2）基層施工按照路面損壞嚴(yán)重段施工方法處理，這里不再過多敘述。山區(qū)重丘段的基層施工用以色列AnyWay 供應(yīng)商提供的ANSS 改良土壤的固化劑（類似水泥性質(zhì)的水泥、石灰石、火山灰、纖維等材料）采用穩(wěn)定土拌合機(jī)將固化劑加入已經(jīng)做好的基層混合料中，利用拌合機(jī)重新翻松拌合，進(jìn)行20cm 厚基層加固操作，加固完成后鋪設(shè)2.0+1.0cm 雙層瀝青表面處治磨耗層。

因?yàn)樯絽^(qū)段地質(zhì)不穩(wěn)定，ANSS 加固劑是由鈣主導(dǎo)的無(wú)機(jī)土壤穩(wěn)定劑，當(dāng)材料經(jīng)過ANSS 加固劑加固后，ANSS 加固劑以干粉的形式與土壤混合，與水溶合之后發(fā)生水和反應(yīng)，化合物聚合顆粒會(huì)填補(bǔ)土料大顆粒之間的空隙，材料的壓實(shí)系數(shù)會(huì)得到增加，塑性指數(shù)會(huì)下降，承載能力得到提升，道路加固層將更不易被水分侵入，具有更高的抗?jié)B性。我們?cè)诎筒紒喰聨變?nèi)亞實(shí)驗(yàn)室做對(duì)比實(shí)驗(yàn)，比較添加2%、3%、4%的不同比例的ANSS 加固劑的材料與不添加說加固劑的材料，得到材料相應(yīng)的性能指標(biāo)數(shù)據(jù)如圖1~圖 4 所示：

圖1 不添加加固劑原材料的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

為了更加直觀展現(xiàn)出加固劑使材料性能發(fā)生的變化，我們將圖 2、圖 3、圖 4 中的液限、塑限、塑性指數(shù)（PI）、最大干密度（MDD）、最佳含水率（OMC）、加州承載比（CBR）等數(shù)據(jù)用表 1 的形式展現(xiàn)在表格內(nèi)，實(shí)驗(yàn)得出隨著ANSS 加固劑的增加，塑性指數(shù)（PI）值減小，CBR 值都達(dá)到了最低限值80%的4 倍以上，這意味著路面將非常致密和堅(jiān)固，滲水率極低。

表1 ANSS 加固劑加入不同比例加固劑中PI、CBR 等值的變化

圖2 添加2%ANSS 加固劑材料的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

圖3 添加3%ANSS 加固劑材料的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

圖4 添加4%ANSS 加固劑材料的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

（3）加固施工程序第一步以特定間隔放置ANSS25kg/袋的加固劑，然后均勻?yàn)⒉糀NSS 固化劑，第二步用連接有水車的穩(wěn)定土拌合機(jī)全程勻速拌合基層料與加固劑，拌合過程中控制所需20cm 的深度，水車的作用是精準(zhǔn)的為拌合材料提供水分，確保含水率在合適范圍內(nèi)以達(dá)到最大的壓實(shí)度，拌合過程中材料的混合厚度和均勻程度必須要保證。接下來(lái)對(duì)拌合好的基層料進(jìn)行塑性與壓實(shí)、修整加固段，最后做好交通管制。

3.2 路面損壞嚴(yán)重段

（1）有較多路段出現(xiàn)坑洞，個(gè)別坑洞較深，路面磨耗層損壞，需將該段路面原磨耗層刨除，部分路面磨耗層邊緣進(jìn)行修復(fù)并加寬，部分路段進(jìn)行新路肩的施工，對(duì)基層進(jìn)行加料翻修施工。其施工工藝：施工準(zhǔn)備（原磨耗層挖取破碎）→參配拌制→施工放樣→運(yùn)輸攤鋪→標(biāo)高測(cè)定（路拱）→灑水碾壓→壓實(shí)度檢測(cè)→上磨耗層→控制交通養(yǎng)護(hù)。

（2）施工所用材料取自項(xiàng)目所在地附近河道中的砂礫石，挖取經(jīng)破碎廠破碎后達(dá)到相應(yīng)級(jí)配要求，級(jí)配粒料的最大粒徑不大于37.5mm，壓碎值不大于35%，級(jí)配粒料的級(jí)配要求見表2。

表2 路面基層級(jí)配粒料的級(jí)配范圍

（3）基層混合料在料場(chǎng)拌制前所有拌合設(shè)備必須按要求調(diào)試，拌合后的混合料其顆粒組成和含水量要達(dá)到規(guī)定要求。自卸汽車裝運(yùn)材料時(shí)如料場(chǎng)距施工點(diǎn)較遠(yuǎn)，拌合好的級(jí)配料在裝運(yùn)前需灑水加濕，其含水量要大于最佳含水量1%~3%，以減少裝運(yùn)過程中集料離析現(xiàn)象。

（4）采用推土機(jī)及平地機(jī)攤鋪，鋪筑的設(shè)計(jì)厚度為20cm，灑水碾壓時(shí)每層壓實(shí)厚度應(yīng)在75~250mm 之間，碾壓過程中應(yīng)根據(jù)碾壓效果隨時(shí)灑水，灑水量根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)天氣情況確定量的多少，層厚為20cm，灑水量可參考16～20kg/m2，使其保持最佳含水量。因機(jī)械著力點(diǎn)原因路的兩邊80cm 左右應(yīng)多壓2～3 遍，碾壓中出現(xiàn)“軟彈”“翻漿”現(xiàn)象，應(yīng)停止工作，重新翻松晾曬至合適濕度或換其他含水量合適的材料再進(jìn)行碾壓。施工過程中質(zhì)量的控制尤為重要，對(duì)粒料的級(jí)配進(jìn)行抽檢，幾何尺寸、松鋪厚度、橫坡度進(jìn)行自檢，使之符合要求。施工完的基層應(yīng)滿足驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的要求，如平整度、壓實(shí)度等指標(biāo)，如表3 所示。

表3 級(jí)配粒料基層實(shí)測(cè)項(xiàng)目

3.3 零星坑槽、壅包、凹陷、裂紋和車轍

（1）此段修補(bǔ)量較大，坑槽分布零散，工序簡(jiǎn)單但較復(fù)雜。其施工工藝依據(jù)：畫線→切挖坑槽→清理坑槽→灑鋪透層油→灑鋪粘層油→攤鋪第一層粒料（粒徑19mm）→碾壓→接茬→灑鋪第二層粘層油→攤鋪第二層粒料（粒徑14mm）→碾壓→接茬→找平。

（2）切割機(jī)切挖坑槽時(shí)圓洞正切，斜洞方切，切割線垂直于或平行于路中心線，坑槽壁面最好垂直于路表面，且要確?？硬鄣撞繄?jiān)實(shí)、平整。施工時(shí)要移除坑槽里松散的壁面材料，攤鋪時(shí)修補(bǔ)材料用量合適，修補(bǔ)的坑槽材料要均勻、密室，接茬處平整度符合要求且路面應(yīng)美觀，坑槽修補(bǔ)合格應(yīng)如圖5、圖6 所示。

圖5 坑槽修補(bǔ)（一）

圖6 坑槽修補(bǔ)（二）

4 讓公路持續(xù)發(fā)展的三點(diǎn)啟示

4.1 雨季施工中質(zhì)量的控制

路面破壞成因分析中說過該項(xiàng)目地處熱帶雨林氣候，降雨充沛，雨季長(zhǎng)達(dá)7 個(gè)月以上，全部為露天施工，公路施工的挑戰(zhàn)很大。要想保證在雨季期間公路的施工質(zhì)量，需因地制宜詳細(xì)的制定各個(gè)環(huán)節(jié)的施工方案，工作面不宜過長(zhǎng)，有序、逐段展開工作，從山谷匯集流下的雨水，綜合規(guī)劃、合理設(shè)置防排水系統(tǒng)，保證施工和生產(chǎn)人員的安全。已建好的公路根據(jù)雨量大小和時(shí)間長(zhǎng)短，定期清理排水系統(tǒng)，及時(shí)維修損壞部分，保護(hù)好公路主體，讓每個(gè)構(gòu)筑物都發(fā)揮其最大的作用，更好地服務(wù)沿線經(jīng)濟(jì)。

4.2 加強(qiáng)指導(dǎo)，強(qiáng)化施工過程中質(zhì)量監(jiān)控

針對(duì)巴新區(qū)域當(dāng)?shù)刈鳂I(yè)人員文化程度低，獲取知識(shí)渠道有限，技能素養(yǎng)不高，項(xiàng)目工程技術(shù)人員應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)教學(xué)，組織開展技能培訓(xùn)、技能測(cè)試，增強(qiáng)其質(zhì)量意識(shí)，在施工過程中從細(xì)節(jié)處控制其質(zhì)量。

4.3 建立路政負(fù)責(zé)部門，完善職能職責(zé)

結(jié)合本國(guó)政府的實(shí)際情況，加大在路政系統(tǒng)財(cái)政的投入，在高等教育體系中培養(yǎng)路政管理人才，建立公路局等路政管理部門，完善相關(guān)的職能機(jī)構(gòu)，確保建好的公路有建有治，使其在道路管理上更加科學(xué)化、系統(tǒng)化。