新疆沙漠地區(qū)路面病害分析及施工處治技術(shù)

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(xiàng)目位于塔克拉瑪干沙漠區(qū)域內(nèi)，該區(qū)域四季溫度差異懸殊，冬季漫長(zhǎng)且寒冷，最低溫度達(dá)到-30.9℃；夏季時(shí)節(jié)短暫且炎熱，最高溫度可達(dá)到43.6℃；春秋時(shí)節(jié)的天氣變化幅度比較大，且冷熱交替現(xiàn)象比較嚴(yán)重。面對(duì)這種嚴(yán)峻的天氣環(huán)境，瀝青混凝土面層施工時(shí)，若不對(duì)其采取嚴(yán)格的把控措施，很可能導(dǎo)致項(xiàng)目竣工交付后，路面出現(xiàn)諸多病害。

2 路面病害分析

2.1 沙害

結(jié)合以往道路建筑工程實(shí)際案例來(lái)看，沙漠地區(qū)風(fēng)沙比較大，而風(fēng)沙會(huì)對(duì)道路的路面結(jié)構(gòu)層造成巨大的影響，主要包括兩種類型的危害：路基風(fēng)蝕和沙埋。按照積沙的表現(xiàn)形式，可以將風(fēng)沙細(xì)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(diǎn)主要是風(fēng)沙面積非常大，覆蓋的范圍較為廣泛，風(fēng)沙基本上是成片連接；舌狀風(fēng)沙覆蓋沿線的長(zhǎng)度通常比較短，一般保持在幾米至幾十米；堆狀風(fēng)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(huì)出現(xiàn)不均勻沉降，是路面長(zhǎng)期受行車荷載的作用而導(dǎo)致的，進(jìn)而使路面出現(xiàn)開(kāi)裂、變形、沉降等路面病害。結(jié)合實(shí)際情況來(lái)看，路面病害往往出現(xiàn)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(fēng)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(dǎo)司致，由于面層瀝青混凝土的抗剪強(qiáng)度比較低，致使擁包現(xiàn)象出現(xiàn)。究其原因主要是因?yàn)闉r青的黏稠度偏低，加之瀝青混合料的級(jí)配不合理，細(xì)集料的含量偏高，促使瀝青面層與基層之間的黏結(jié)效果不是很理想，在較大的行車荷載的長(zhǎng)期影響下，出現(xiàn)擁包現(xiàn)象。

2）啃邊主要是指瀝青路面的邊緣部位出現(xiàn)破損和松散現(xiàn)象，這種現(xiàn)象在道路工程中較為普遍。導(dǎo)致啃邊現(xiàn)象出現(xiàn)的原因主要是路肩部位的碾壓作業(yè)不到位，路肩壓實(shí)度不符合規(guī)范作業(yè)要求。在這種情況下，路肩長(zhǎng)期受雨水影響，其自身的承載能力必然會(huì)不斷下降，嚴(yán)重者還會(huì)導(dǎo)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(xiàn)的頻率比較高。主要是因?yàn)闉r青面層的平整度不達(dá)標(biāo)，雖然瀝青面層比較堅(jiān)固，但是由于碾壓作業(yè)不符合規(guī)范，導(dǎo)致瀝青的密實(shí)度不夠，瀝青集料之間咬合不密實(shí)，存在部分空隙，瀝青的整體結(jié)構(gòu)中黏結(jié)效果不理想，加之瀝青混合料攪拌不均勻，瀝青的摻加量過(guò)少，粗集料的粒徑偏大等因素都會(huì)導(dǎo)致瀝青面層剝落。此外，瀝青老化也會(huì)導(dǎo)致面層出現(xiàn)剝落，進(jìn)而出現(xiàn)路面積水現(xiàn)象。

4）路面裂縫可以表現(xiàn)出路面結(jié)構(gòu)的內(nèi)部缺陷。按照裂縫的表現(xiàn)形式來(lái)看，可以將其細(xì)分為橫向裂縫、縱向裂縫、網(wǎng)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(chǎn)生的原因主要是因?yàn)榧吓c瀝青之間的黏結(jié)作用力不夠大，會(huì)導(dǎo)致面層松散。面層松散的原因比較多，例如，基層的強(qiáng)度不夠、瀝青料的配合比不合理、瀝青摻加量過(guò)少、碾壓不充分、施工季節(jié)不合理等。

2.4 低等級(jí)路面車轍、搓板和坑槽

產(chǎn)生低等級(jí)路面車轍、搓板、坑槽現(xiàn)象的主要原因有：

1）車轍現(xiàn)象主要是因?yàn)闉r青自身的穩(wěn)定性不達(dá)標(biāo)造成的，若沙漠地區(qū)的路面出現(xiàn)局部凸起，那么在長(zhǎng)時(shí)間未經(jīng)修復(fù)的情況下，會(huì)逐漸產(chǎn)生沙害，路面若出現(xiàn)車轍，風(fēng)沙會(huì)迅速地將車轍填滿，在行車作用下，部分風(fēng)沙會(huì)被擠壓至轍棱上，在這種情況下，車轍的深度必然會(huì)進(jìn)一步加深，直至汽車無(wú)法通行。

2）搓板往往都是出現(xiàn)在粒料類的路面中，由于粒料類的材料自身具備較高的強(qiáng)度，但是自身的穩(wěn)定性卻不理想，通常情況下不會(huì)輕易出現(xiàn)積沙現(xiàn)象。但是由于形成搓板后路面不平整，加之行車作用，長(zhǎng)此以往會(huì)導(dǎo)致搓板的波谷與波峰之間形成較大的差距，進(jìn)而導(dǎo)致沙害。

3）出現(xiàn)坑槽是因?yàn)槁坊雺旱拿軐?shí)度不夠，路面結(jié)構(gòu)的厚度不夠，路面下方未嚴(yán)格地按照要求鋪設(shè)土工布，一旦經(jīng)過(guò)重載車輛會(huì)導(dǎo)致路面變形，路面變形以后，下方的沙會(huì)被擠壓至路面，坑槽自然形成，致使行車?yán)щy。

3 施工處治技術(shù)

3.1 瀝青綜合表面處治技術(shù)

3.1.1 對(duì)下承層的路況進(jìn)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(dá)標(biāo)，在對(duì)路面進(jìn)行處理以后，可以直接在面層鋪設(shè)瀝青。路況分析的內(nèi)容主要包括：路面是否出現(xiàn)裂縫、龜裂、沉降、車轍等現(xiàn)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(jiàn)圖1）：

圖1 路面病害處治示意圖

1）坑槽。當(dāng)坑槽的深度超過(guò)2 m，面積超過(guò)400 cm2，且數(shù)量比較多時(shí)，應(yīng)統(tǒng)一測(cè)量，整體進(jìn)行修補(bǔ)。

2）翻漿。針對(duì)路基濕軟、冒漿現(xiàn)象，應(yīng)采取硬化加固措施。

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

4）擁包。出現(xiàn)局部凸起現(xiàn)象，且凸起高度路面標(biāo)高超過(guò)2.5 cm時(shí)，需要采取平整措施予以處理。

5）松散。路面結(jié)合料黏結(jié)力下降，邊角部位的集料會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)，且病害區(qū)域的面積超過(guò)0.1 m2時(shí)，應(yīng)采取補(bǔ)強(qiáng)措施[1]。

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

7）車轍。沿著行車方向形成縱向凹槽，針對(duì)這種現(xiàn)象應(yīng)該進(jìn)行平整處理。

8）脫皮。路面面層出現(xiàn)脫落，且脫落的面積超過(guò)了0.1 m2，應(yīng)先將瀝青表面的灰土、雜質(zhì)清理干凈。

9）啃邊。瀝青路面邊緣部位出現(xiàn)破碎化，應(yīng)該進(jìn)行平整處理。

10）泛油。夏節(jié)瀝青會(huì)從混合料中被擠壓出來(lái)，在表面形成一層薄薄的油層，行車時(shí)會(huì)留下明顯的輪跡，對(duì)此可以直接進(jìn)行平整施工。

11）網(wǎng)裂。縫長(zhǎng)1 m以上或縫距40 cm以下的網(wǎng)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(jiàn)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(shù)

3.3.1 施工工藝流程

具體施工工藝流程為：對(duì)下承層進(jìn)行處理→灑布黏層油→鋪設(shè)土工布→壓路機(jī)碾壓土工布→灑布瀝青→鋪設(shè)碎石→壓路機(jī)碾壓碎石→清除未壓實(shí)的碎石→養(yǎng)護(hù)。

3.3.2 施工機(jī)械組配

考慮到瀝青表面處治時(shí)的連續(xù)性問(wèn)題，需要在施工之前做好準(zhǔn)備工作：瀝青灑布車1輛、碎石撒布機(jī)1輛、土工布攤鋪機(jī)1輛、膠輪壓路機(jī)1臺(tái)、自卸汽車4輛、裝載機(jī)1輛，所有的機(jī)械設(shè)備在施工前均應(yīng)該進(jìn)行調(diào)試檢修。此外，還應(yīng)該進(jìn)行施工前的技術(shù)交底活動(dòng)，做好交底記錄。

3.3.3 施工關(guān)鍵點(diǎn)

1）下承層處理。因?yàn)r青表面處治都是針對(duì)薄層而言，這也就意味著下承層的強(qiáng)度相對(duì)較小，可能會(huì)對(duì)自身的使用壽命造成一定的影響，所以，需要對(duì)下承層的強(qiáng)度提出更高的要求。

2）灑布下層瀝青。正式灑布之前應(yīng)使用石灰進(jìn)行放線，然后開(kāi)始進(jìn)行灑布，灑布過(guò)程中應(yīng)保證瀝青的溫度符合規(guī)范要求，同時(shí)保證瀝青灑布的均勻性。

3）土工布鋪設(shè)及碾壓：土工布鋪設(shè)不得出現(xiàn)褶皺，應(yīng)人工進(jìn)行拉直處理，保證土工布與下層的瀝青黏結(jié)牢固。當(dāng)土工布鋪設(shè)完成以后，應(yīng)使用膠輪壓路機(jī)進(jìn)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(jī)的碾壓速度應(yīng)該控制在1.5～2.0 km/h。

4）灑布上層瀝青。上層瀝青灑布會(huì)對(duì)整個(gè)瀝青表面的處治效果造成較大的影響，應(yīng)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(yīng)嚴(yán)格參照施工方案進(jìn)行，布料過(guò)程中確保集料灑布的均勻性、密集性，局部空缺可以通過(guò)人工進(jìn)行找補(bǔ)。

6）碎石碾壓。當(dāng)碎石灑布完成以后，可以進(jìn)行碾壓作業(yè)，壓路機(jī)的碾壓速度應(yīng)控制在1.5～2 km/h，通常情況下碾壓次數(shù)控制在約10次比較合適，具體的碾壓次數(shù)應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的碾壓情況確定。碾壓作業(yè)完成后，人工清除表面的自由集料。

3.3.4 施工控制技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)

1）集料級(jí)配。集料中的粗細(xì)骨料都具備自身的作用，粗骨料可以發(fā)揮骨架作用，細(xì)骨料確保漿液的和易性、黏結(jié)性以及耐久性；此外，還應(yīng)對(duì)用砂量進(jìn)行控制，該項(xiàng)目中使用的集料選擇的是質(zhì)地堅(jiān)硬、粗糙的玄武巖。同時(shí)，還應(yīng)嚴(yán)格控制集料中機(jī)制砂的砂當(dāng)量，一般情況下，集料中的砂當(dāng)量應(yīng)≥65%。處治完成以后的路面，路面厚度應(yīng)保持在約10 mm。

2）改性乳化瀝青。結(jié)合該項(xiàng)目路面病害的實(shí)際情況以及建設(shè)單位對(duì)路面處治的具體要求，施工單位結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況以及沙漠地區(qū)面層施工的特點(diǎn)，決定使用BCR改性乳化瀝青，這種類型的瀝青具備高溫穩(wěn)定性，在很大程度上提升路面結(jié)構(gòu)的抗剝落性能。

4 結(jié)語(yǔ)

沙漠地區(qū)的地質(zhì)條件、天氣環(huán)境相對(duì)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(yán)格規(guī)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(xiàn)代化的施工理念以及先進(jìn)技術(shù)運(yùn)用在工程項(xiàng)目中。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況以及沙漠地區(qū)路面施工的特點(diǎn)合理編制施工方案，有效保證沙漠地區(qū)的路面施工質(zhì)量。