市政道路中瀝青混凝土路面施工常見問題分析及防治措施

摘要 瀝青混凝土路面是市政道路面層常用類型之一。瀝青混凝土路面具有強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、抗疲勞能力強(qiáng)以及行車舒適性高的優(yōu)點(diǎn)。但是瀝青混凝土路面在施工過程中，由于路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料設(shè)計(jì)、施工控制等原因造成瀝青路面出現(xiàn)早期損害。以濟(jì)南市某市政道路瀝青路面為例，采用人工調(diào)查法，調(diào)查施工過程中瀝青路面損害類型，研究病害出現(xiàn)原因。根據(jù)病害機(jī)理，提出瀝青路面病害防治措施。

關(guān)鍵詞 市政道路;瀝青混凝土;路面施工;防治措施

中圖分類號 U416.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）06-0163-03

引言

市政道路是城市的重要組成部分，通常市政道路路面選用瀝青混凝土材料，能夠提高路面的強(qiáng)度、穩(wěn)定性以及耐久性[1]。瀝青混凝土路面由瀝青、集料以及填料組成，路面的平整度、壓實(shí)度、抗滑性能較好，能夠保證車輛的良好運(yùn)行。對于瀝青混凝土路面而言，其路面損害產(chǎn)生的時期在通車早期，可以認(rèn)為在施工過程中出現(xiàn)的病害[2]。路面早期易產(chǎn)生裂縫、車轍、泛油以及擁抱等表面損害，損害產(chǎn)生的原因?yàn)槁访娼Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、材料選擇不經(jīng)濟(jì)、施工過程不規(guī)范等原因[3]。這些常見問題影響了瀝青混凝土路面的使用年限，在施工過程中要注意早期病害的產(chǎn)生，針對路面早期病害進(jìn)行相應(yīng)的處置辦法。按照病害程度可以選擇預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，對路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，提高路面的路用性能及服務(wù)質(zhì)量[4]。瀝青混凝土路面在施工過程中的問題日益嚴(yán)峻，以濟(jì)南某市政道路為例，采用人工調(diào)查法，調(diào)查瀝青混凝土路面施工過程中產(chǎn)生的病害類型及占比。根據(jù)施工過程中病害調(diào)查結(jié)果，從路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，瀝青混凝土材料以及施工過程方面進(jìn)行研究，得出產(chǎn)生病害原因。針對施工過程中路面病害產(chǎn)生原因，提出相應(yīng)防治措施，增加瀝青路面的使用年限。

1 施工過程中路面病害調(diào)查

1.1 工程概況

濟(jì)南市某市政道路全長12.3 km，設(shè)計(jì)速度60 km/h，雙向六車道。市政道路路面結(jié)構(gòu)如圖1所示，路面基層選用無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料，面層分為三層，材料為不同粒徑的瀝青混凝土。濟(jì)南屬于暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫13.8 ℃，年最低氣溫?20.1 ℃，年最高氣溫42.8 ℃，年平均降雨量614.5 mm，降雨集中于夏季。該市政道路為改建工程，原市政道路類型為雙向四車道，單幅瀝青路面寬度為11.5 m，對市政道路路面進(jìn)行加寬處理，將單幅瀝青路面寬度增加至15 m。在施工時首先對瀝青路面進(jìn)行銑刨處理，然后對路基進(jìn)行拓寬處理，采用分層填筑式進(jìn)行路基土填筑，在新舊路基交接處采用設(shè)置土工格柵防止路基產(chǎn)生過大沉降。該道路拓寬前交通量較大，單日交通量在4～5萬輛/天且混合交通嚴(yán)重，非機(jī)動車與行人數(shù)量較多。

1.2 施工過程中路面病害調(diào)查

工程施工過程中出現(xiàn)了較多路面病害，包括橫向裂縫、縱向裂縫、松散、泛油等類型。以2 km為一個檢測單元，對瀝青路面全程進(jìn)行病害調(diào)查，調(diào)查結(jié)果如表1所示。

通過人工調(diào)查法對道路病害類型及占比進(jìn)行調(diào)查，由表1可得，裂縫類病害占比最大，表明該瀝青路面在施工過程中的主要病害為裂縫類，橫向裂縫的占比達(dá)到病害總量的71.8%，主要是由于路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工過程不規(guī)范引起的裂縫類病害。該道路為雙向六車道，以中央分隔帶為標(biāo)志，將道路分為上行與下行。通過該道路上、下行病害對比得到，病害類型相同，但是上行道路的病害數(shù)量與下行相比較多，道路沉降量較大，可能是因?yàn)樾屡f路基交接處出現(xiàn)路基不均勻沉降造成瀝青路面開裂和道路沉降病害的產(chǎn)生。

2 施工過程中產(chǎn)生病害機(jī)理分析

在施工過程中瀝青混凝土路面出現(xiàn)較多的病害，根據(jù)病害產(chǎn)生類型，分別對橫向裂縫、縱向裂縫、泛油、道路沉降以及松散病害產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行分析。

2.1 橫向裂縫

橫向裂縫類病害是該市政道路瀝青路面施工過程中產(chǎn)生的主要病害。其病害如圖2所示，橫向裂縫病害分布均勻，上、下行段均出現(xiàn)大量橫向裂縫。由于病害出現(xiàn)在施工過程當(dāng)中，可以排除車輛荷載對瀝青路面的影響，將病害產(chǎn)生機(jī)理確定在環(huán)境因素與路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面。針對該道路路面結(jié)構(gòu)組成分析，基層類型為半剛性基層，基層類型為水泥穩(wěn)定類材料，因此可以判斷出在施工過程中產(chǎn)生的橫向裂縫是由于基層開裂產(chǎn)生裂縫，反射到面層形成橫向裂縫。水泥為無機(jī)結(jié)合料，遇水會放出大量的熱，瀝青路面的鋪筑方式為分層鋪筑，在基層鋪筑時為了提高施工效率，沒有對基層進(jìn)行合理養(yǎng)護(hù)，造成在加鋪瀝青混凝土面層時，水泥穩(wěn)定類基層的水化反應(yīng)還未結(jié)束，產(chǎn)生大量的熱，由于加鋪了面層，基層材料受熱，體積穩(wěn)定性變差，在溫度降低時，基層材料收縮產(chǎn)生裂縫，由此造成半剛性基層開裂，裂縫反射至瀝青路面，產(chǎn)生大量的橫向裂縫。

2.2 縱向裂縫

縱向裂縫病害如圖3所示，根據(jù)項(xiàng)目概況可得，該項(xiàng)目在路基處進(jìn)行加寬，并且進(jìn)行了瀝青混凝土路面的加鋪。在施工過程中，出現(xiàn)了一部分縱向裂縫，并且縱向裂縫的位置在新舊路基交接處和行車道分界處。根據(jù)縱向裂縫出現(xiàn)位置，分析縱向裂縫產(chǎn)生機(jī)理，裂縫出現(xiàn)原因有兩個方面：一方面是新舊路基土體結(jié)構(gòu)不同，且沉降時間不同，在新舊路基拼接處路基產(chǎn)生了不均勻沉降，造成新路基與舊路基出現(xiàn)沉降差，這是由于沒有將路基進(jìn)行分層壓實(shí)，壓實(shí)度不足造成，在施工器械的作用下，造成路基不均勻沉降，導(dǎo)致瀝青路面面層出現(xiàn)縱向裂縫。另一方面是瀝青混凝土面層攤鋪時接縫處沒有處理好，攤鋪機(jī)的攤鋪寬度為3.75 m，在進(jìn)行攤鋪時采用分道攤鋪，由于攤鋪高度不一致，在壓實(shí)過程中未對攤鋪留下的接縫進(jìn)行重復(fù)碾壓，造成瀝青混凝土路面出現(xiàn)縱向裂縫。

2.3 泛油

泛油現(xiàn)象是瀝青混凝土路面常見的一種病害，該病害存在于夏季氣溫較高的地區(qū)。在施工過程中出現(xiàn)泛油現(xiàn)象，是由兩個方面造成，一方面是由于瀝青混凝土在進(jìn)行材料設(shè)計(jì)時，最佳油石比過大，造成材料中瀝青含量過多，出現(xiàn)泛油現(xiàn)象，應(yīng)該調(diào)整瀝青混凝土的級配設(shè)計(jì)，減小瀝青用量。另一方面，濟(jì)南市區(qū)夏季氣溫較高，瀝青為有機(jī)結(jié)合料，溫度升高會提高瀝青自身的流動性，瀝青中的油質(zhì)出現(xiàn)在路表，造成泛油現(xiàn)象，針對這種現(xiàn)象需要減少瀝青用量，或者增加集料用量，防止泛油。

2.4 道路沉降

道路施工過程中的沉降現(xiàn)象在一般的新建市政道路施工過程中不常見，但是該項(xiàng)目為改拓建項(xiàng)目，在施工過程中由于新舊路基結(jié)合處壓實(shí)度不足，沒有進(jìn)行處置。在進(jìn)行基層和面層攤鋪時，大量中型機(jī)械設(shè)備對路基進(jìn)行碾壓，造成新舊路基的不均勻沉降，因此需要對新舊路基結(jié)合處進(jìn)行處置。

2.5 松散

松散現(xiàn)象是瀝青路面水損害的一類，如圖4所示，水損害出現(xiàn)在瀝青路面施工早期。由于該項(xiàng)目在施工過程中產(chǎn)生了裂縫類病害，雨水順著裂縫進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部，使瀝青混合料孔隙中填滿水，在車輛荷載或其他施工器械的作用下，由于集料本身的親水性，會使得瀝青與集料間的粘附性下降，造成細(xì)集料從瀝青混凝土結(jié)構(gòu)中分離，產(chǎn)生瀝青路面松散現(xiàn)象。

3 防治措施

針對路面施工過程中的病害，從路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、薄層罩面、材料組成設(shè)計(jì)以及施工質(zhì)量控制四個方面提出防治措施。

3.1 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

該項(xiàng)目在施工過程中出現(xiàn)了大量的裂縫類病害，橫向裂縫病害大多數(shù)為反射裂縫，反射裂縫的出現(xiàn)在施工過程中是避免不了的，只能盡量減少裂縫。在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面可以將水泥穩(wěn)定類碎石材料，改為二灰或三灰，盡量減少水泥的摻量，控制在4%以下，能夠有效減少反射裂縫的產(chǎn)生，在基層施工完成后要進(jìn)行合理養(yǎng)護(hù)。

3.2 薄層罩面

薄層罩面技術(shù)是瀝青路面最有效地避免裂縫產(chǎn)生的預(yù)防性護(hù)技術(shù)之一。薄層罩面技術(shù)是在原瀝青路面上面層加鋪超薄磨耗層的技術(shù)。超薄磨耗層由改性瀝青、集料及填料按照級配設(shè)計(jì)進(jìn)行拌和而成的瀝青混合料構(gòu)成。薄層罩面技術(shù)能夠修補(bǔ)原路面病害，提高瀝青路面使用性能，增加路面平整度及抗滑性能。

3.3 材料組成設(shè)計(jì)

該項(xiàng)目在施工過程中出現(xiàn)了泛油現(xiàn)象，主要的原因是瀝青混凝土材料設(shè)計(jì)不合理。瀝青混凝土中瀝青用量過大。為了防止泛油現(xiàn)象的產(chǎn)生，需要對瀝青混凝土材料進(jìn)行高溫穩(wěn)定性試驗(yàn)，并且在施工時要選擇夏季，溫度較高能夠更好地保證瀝青混凝土的施工溫度。并且針對濟(jì)南夏季溫度較高的特點(diǎn)，進(jìn)行最佳瀝青含量的修正，保證瀝青混凝土的高溫穩(wěn)定性，避免泛油現(xiàn)象的產(chǎn)生。

3.4 施工質(zhì)量控制

施工質(zhì)量是防治瀝青混凝土路面出現(xiàn)病害的重要因素之一，在施工過程中為了避免縱向裂縫的產(chǎn)生，需要對新舊路基結(jié)合處進(jìn)行加固處理，采用設(shè)置土工格柵的方法，增加新舊路基結(jié)合處的承載能力，減少路基的不均勻沉降。在進(jìn)行瀝青混凝土攤鋪碾壓過程中，采用多次碾壓的方法，對攤鋪機(jī)留下的接縫進(jìn)行處理保證路面壓實(shí)質(zhì)量?；鶎邮┕r保證足夠的養(yǎng)護(hù)天數(shù)，避免基層產(chǎn)生溫度裂縫，造成瀝青混凝土路面出現(xiàn)反射裂縫。

4 結(jié)論

綜上所述，市政道路瀝青混凝土路面施工過程中產(chǎn)生的病害影響了瀝青路面的使用年限。以濟(jì)南市某市政道路改拓建項(xiàng)目為調(diào)查對象，采用人工調(diào)查法對施工過程中產(chǎn)生的病害進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)該路面在施工過程中出現(xiàn)了裂縫類、泛油、松散等病害。根據(jù)項(xiàng)目概況，對施工過程中病害產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行分析，從路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、薄層罩面、材料組成設(shè)計(jì)以及施工質(zhì)量控制四個方面提出防治措施。

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收稿日期：2022-02-16

作者簡介：李鋒（1979—），男，本科，土木工程師，從事市政施工管理工作。