高速公路長大縱坡段路面質量控制措施

李 志 玲

(山西省晉中路橋建設集團有限公司,山西 晉中 030600)

長大縱坡段瀝青路面耐久性是高速公路施工的技術難題之一。近年來，隨著我省(山西)經濟的快速發展，高速公路交通量逐年增長，很多長大縱坡段路面出現嚴重破損，其中裂縫、車轍、磨光較為普遍，局部壅包波浪也較嚴重，已嚴重影響到行車安全。在山西朔州環城高速公路施工中，采用的路面耐久性措施，有利于顯著減少高速公路長大縱坡路段瀝青路面車轍、開裂等早期損壞。

在我國，由于高速公路在中西部地區的建設規模越來越大，長大縱坡路段越來越多，這對路面的性能提出了更高要求。須從多方面采取措施，做好長大縱坡段瀝青路面施工質量控制，能有效減少路面車轍開裂等早期損壞，提高路面耐久性，減少路面維修養護費用，確保高速公路行駛質量，延長路面使用壽命。

在某高速公路施工中，施工地段為長大縱坡路段，地質條件復雜，路線平均縱坡坡度超過2.0%，最大值達到4.1%，坡長超過1 km。本文以該高速公路長大縱坡路段施工為例，介紹長大縱坡段路面的質量控制措施。

1 長大縱坡段路面破壞因素

在山區高速公路中，存在許多長大縱坡瀝青路面。長大縱坡路段路面由于縱坡大、車輛荷載作用時間長、車輛行駛速度低等原因，出現嚴重的車轍、滑移等病害，在重載車輛行駛比較密集的路段上最為顯著。

在長大縱坡路段，車輛變速、超載、重載對路面的破壞極為嚴重。研究發現：路面應力隨坡度的變化呈線性關系，車速隨著載重、坡度、坡長的增大而迅速減小，行車載荷水平分力較正常情況下大3倍～5倍，極易發生路面破壞。

在高速公路長大縱坡路段，路面破壞除受到路面縱坡、施工質量和氣候交通條件等因素影響外，還受到瀝青混合料和路面的結構類型的影響。為有效減少長大縱坡段瀝青路面的早期病害，須從多方面采取技術措施：

1)路面破壞最主要是由于混合料塑性剪切變形不斷積累形成。在行車載荷的作用下，隨著路面縱坡的增大，與之相伴隨的是路面層間剪應力相應增加。在長大縱坡段的路面結構最好采用骨架型級配，以改善混合料性能。

2)在行車載荷作用下，隨著路面結構深度的增加，與之相伴隨的是路面層間剪應力的減小，其峰值處于中上面層間。在長大縱坡段路面設計上，須進行層間結構設計優化，特別須重視中面層結構設計。可采用高模量瀝青混凝土，以有效地改善路面結構的受力狀態，提高層間抗剪和抗拔強度，降低應力應變對路面變形的影響。

3)在長大縱坡路段施工時，路面不易壓實，空隙率過大，須改善施工工藝控制，嚴格控制瀝青混凝土的施工質量，提高路面抗剪抗推移、抗疲勞能力。

4)在日常預防性養護中，綜合考慮氣候情況，可采取重載車輛通行時間控制等措施，盡量要求其通行時段為路面較低溫度時。超載車輛的通行須予以嚴格禁止。

2 原材料控制

在路面設計中，當設計的縱坡無法進行調整時，須采取有效的原材料質量控制措施，合理優化和調整施工配合比，確保達到改善混合料性能的目的。

1)集料。使用石灰巖進行碎石軋制，軋制采用反擊式破碎工藝。為確保形成骨架嵌擠結構，要求碎石具有良好的棱角性和顆粒形狀，細集料采用機制砂。

礦料級配是影響瀝青路面性能的關鍵因素，要求0.075 mm篩孔通過率不大于8%。

集料存儲時，分類堆放，采取覆蓋措施，避免污染。

2)瀝青。在混合料設計中，路面中上面層采用SBS改性瀝青，以確保路面耐久性和抗變形能力。

3)玄武巖纖維。混合料設計采用粗型級配。在中面層混合料中，進行配合比優化，摻加0.35%混合料質量的玄武巖纖維，提高抗車轍性能，瀝青路面結構總厚度達到22 cm，能顯著提高路面耐久性，降低路面全壽命成本。

4)填料。在礦粉中添加25%消石灰，以增強瀝青與集料間粘附性。

3 質量控制措施

在長大縱坡段路面施工中，為保證路面質量，須從混合料生產、攤鋪、碾壓等工藝方面進行控制，以確保成型后的路面質量。

3.1 粘層瀝青灑布

在進行面層鋪攤前，須做好下封層及粘層施工質量控制。進行下承層清理，確保干凈無雜物。

為提高基層與面層間的粘結效果，避免面層雨水下滲導致的基層破壞，下封層采用SBS改性熱瀝青同步碎石，還能有效避免基層裂縫反射到瀝青面層。須嚴格做好灑布量控制，確保灑布量及灑布厚度均勻。瀝青灑布量控制在1.5 kg/m2～2.0 kg/m2范圍內。

3.2 混合料拌和

瀝青混凝土拌和采用廠拌法，嚴格按生產配合比進行準確計量，誤差控制在允許范圍內。

混合料配合比對保證路面質量具有重要作用，應嚴格按生產配合比進行。應對瀝青用量進行控制，采取有效措施對冷料倉進料比例和速度進行控制，將上料誤差控制在允許范圍內。應指定專人進行生產過程中的配合比隨機抽樣檢測。

在中面層混合料生產過程中，集料拌和均勻后，按設計要求加入適量纖維，混合物的干拌時間應控制在20 s以上，再進行瀝青摻加并進行濕拌。要求混合料的總拌和時間不少于60 s～80 s，以拌勻為度。

為確保混合料鋪攤溫度，須做好混合料各施工工序的溫度控制，確保符合設計要求。

混合料出場溫度控制在170 ℃～180 ℃，確保碾壓在高溫下進行。

3.3 混合料運輸

運輸混合料應采用大噸位自卸卡車。在確定運料車數量時，應綜合考慮運距長短，以保證混合料運料連續充足。在本路段施工中，由于拌和場距離施工現場9 km，使用了15輛運料車。

在裝料過程中，須避免出現混合料離析。運輸途中做好覆蓋保溫措施。

3.4 混合料攤鋪

攤鋪過程應緩慢、連續、不間斷進行。選擇性能優良的攤鋪機，加強攤鋪機的機械控制。為防止混合料橫向離析，應進行超聲料位器和螺旋前導料板調整。

鋪攤機前進時，應避免鋪攤機儲料倉中的混合料太少導致的同心圓離析現象。為避免出現混合料離析，在卸料時，應緩慢均勻提升車廂，要求將車廂傾角控制在30°內。

在鋪攤過程中，為確保路面平整度符合設計要求，應合理確定鋪攤機組合方式，鋪攤機前進速度一般控制在2 m/min～3.5 m/min，還須做好鋪攤寬度、厚度等指標控制。

3.5 混合料碾壓

為確保路面平整度，應盡量在混合料較高溫度時進行碾壓作業。要求壓路機緊隨鋪攤機進行路面壓實，以確保混合料壓實度符合設計要求。

在路面壓實中，按照“緊跟、慢壓、高頻、低幅”原則進行，確保混合料在高溫狀態下壓實成型，保證路面成型后石料的嵌擠效果。應合理進行壓路機組合方式、碾壓溫度和遍數等參數的確定，要求混合料終壓溫度不小于100 ℃。

本項目施工中的壓路機組合及碾壓速度控制見表1。

表1 壓路機組合及碾壓速度控制參數

在碾壓過程中，要求上面層壓實度98%，中面層97%，下面層97%，須采取有效措施加強混合料壓實度控制。

待路面溫度自然降溫至50 ℃以下時，可開放交通。

4 結語

在高速公路中，長大縱坡段瀝青路面早期損壞嚴重是一種常見的路面病害。產生路面病害的原因是多樣的，涉及到設計、施工、環境影響、原材料質量等方面，采取有效措施提高確保路面施工質量是關鍵。

在施工中，還可以采用新型材料或技術來提高路面耐久性。粘結料采用橡膠瀝青，可充分利用其高粘度的特性。還可推廣和采用雙層鋪攤機進行路面中上層同步鋪攤，使得路面層間粘結效果顯著提升。

在長大縱坡段施工中，確保提高瀝青路面耐久性，重視做好施工質量控制。在施工中，分別從原材料質量、混合料設計及混合料拌和、運輸、攤鋪、碾壓等工序采取有效措施，確保路面性能和耐久性，延長瀝青路面使用壽命。