瀝青大長縱坡路面病害機理及施工技術(shù)要點分析

劉秋紅 曹英

摘 要：根據(jù)我國的地理地形條件，東西部地勢差異大，在復(fù)雜地形和地質(zhì)條件下，公路建設(shè)具有較大施工難度。由于地形或經(jīng)濟的限制，大長縱坡路面不可避免。為了確保施工安全，必須對瀝青大長縱坡路面病害機理有所了解，并結(jié)合具體案例，確定施工技術(shù)要點。

關(guān)鍵詞：大長縱坡;路面病害機理;技術(shù)要點

中圖分類號：U416.217 文獻標識碼：A

0 引言

據(jù)大量實踐證明，在長上坡路段車輛行駛時很容易出現(xiàn)汽車發(fā)動機氣阻熄火或在長下坡路段出現(xiàn)車輛制動失靈現(xiàn)象，即大長縱坡路段車輛行駛時交通事故發(fā)生率較大。伴隨我國公路建設(shè)規(guī)模的不斷擴大，越來越多公路修建于復(fù)雜地形路段，在設(shè)計中大長縱坡路面無法避免，因此，開展瀝青大長縱坡路面病害機理及施工技術(shù)要點研究成為了公路事業(yè)發(fā)展的重點。

1 瀝青大長縱坡路面病害機理

在公路路線設(shè)計當(dāng)中，尤其是山區(qū)公路，為了解決高差問題，往往在公路縱斷面設(shè)置一定坡度。設(shè)置縱坡，可以改變路面結(jié)構(gòu)的受力情況，但是根據(jù)坡度大小、水平荷載系數(shù)的不同，相比平坡路面，縱坡路面的結(jié)構(gòu)層內(nèi)部應(yīng)力和應(yīng)變分布情況也存在很大差異。這也是導(dǎo)致大長縱坡路面結(jié)構(gòu)破壞的主要因素。

據(jù)大量研究表明，車轍是瀝青大長縱坡路面最常見的病害類型，由應(yīng)力角度分析，產(chǎn)生此類病害的原因在于在車輛在大長縱坡路段行駛時，車輛的啟動剎車動作、小半徑及超高超載等情況，均會導(dǎo)致路面內(nèi)部結(jié)構(gòu)層所承受的剪力迅速增長，當(dāng)剪力超過瀝青路面的抗剪強度后，路面便會產(chǎn)生車轍病害。常見的車轍病害為結(jié)構(gòu)性車轍、失穩(wěn)性車轍、磨耗性車轍和壓密性車轍，比如，在大長縱坡路段，由于縱坡大、重載車多、荷載作用時間長，路面結(jié)構(gòu)所受到的水平剪應(yīng)力將會遠遠高于水平路段，甚至增加3～5倍，這種情況下將會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)層產(chǎn)生剪切破壞，進而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性車轍。據(jù)長期調(diào)查發(fā)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)性車轍集中出現(xiàn)于下臥層路基處。夏季高溫時節(jié)，由于車輛頻繁制動，大長縱坡路段極易出現(xiàn)瀝青層永久變形和塑性流動現(xiàn)象，進而形成瀝青混凝土側(cè)向流動變形，產(chǎn)生失穩(wěn)性車轍。這種病害多出現(xiàn)于上坡坡角和坡頂處。

2 工程概況

某試驗段位于公路項目的上坡路段，5%為試驗段坡度，相比全段平均坡度多出了2%，為半剛性基層瀝青路面，為滿足縱坡路段抗滑、抗車轍和密水性能的相關(guān)要求，對上面層混合料作適當(dāng)調(diào)整，采用5 cm的BLSMA-16瀝青混合料鋪筑。

3 瀝青大長縱坡路面施工技術(shù)要點

為了提高瀝青大長縱坡路面施工質(zhì)量，防止出現(xiàn)車轍等病害，需在混合料施工當(dāng)中，規(guī)范施工工藝，對混合料攤鋪、碾壓等工序進行施工控制，提高施工技術(shù)水平。

3.1 原材料選擇

（1）瀝青。為避免縱坡路段出現(xiàn)施工離析問題，提高上面層的高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性，在鋪筑試驗段時，需摻加5%的BSB改性瀝青，并確保其各項技術(shù)指標滿足規(guī)定要求。在存儲瀝青材料時，應(yīng)做好存儲溫度控制，即控制在110℃～170℃，且在整個施工環(huán)節(jié)，隨時檢測瀝青的性能，確保其質(zhì)量。

（2）纖維。在本工程當(dāng)中，還會應(yīng)用到木質(zhì)纖維材料，針對此類材料，在運輸和使用當(dāng)中需做好質(zhì)量控制，避免出現(xiàn)結(jié)團或受潮現(xiàn)象。在存儲當(dāng)中需放置于棚內(nèi)或室內(nèi)。使用過程中，必須均勻拌和混合料，確保纖維材料分散均勻，無結(jié)團現(xiàn)象。同時，合理控制纖維摻加量的誤差，不允許高于-5%～+5%。

（3）集料。為了避免出現(xiàn)混合料級配離析問題，在粗、細集料選擇時都應(yīng)確保其各項指標滿足相關(guān)規(guī)定的質(zhì)量要求。粗集料潔凈、干燥，不含風(fēng)化顆粒、無雜質(zhì)，且強度滿足設(shè)計要求。細集料顆粒級配良好，能夠與瀝青充分粘結(jié)，具有良好的粘附能力。

3.2 拌和

拌和施工中，可采用間歇式拌和機進行混合料拌和，為保證瀝青材料性能充分發(fā)揮，本工程采用熱拌法進行施工，需合理控制混合料拌和溫度，如表1所示。除了需要嚴控拌和溫度以外，還要做好混合料拌和時間的控制。瀝青混合料拌和時間以拌和均勻為準，當(dāng)全部的礦料顆粒都裹附在瀝青結(jié)合料上，且明亮度及色澤均滿足規(guī)定，便可停止攪拌。拌和時，可先在拌和鍋加入骨料和纖維材料，隨后加入礦粉、瀝青材料，干拌時間為20 s～25 s，濕拌時間為40 s～45 s。待均勻拌和瀝青和礦物材料后，需及時檢驗拌和是否合格，不得出現(xiàn)花白、離析現(xiàn)象。

3.3 混合料攤鋪

攤鋪前，先加熱攤鋪機熨平板，溫度不得低于100℃。確保攤鋪機前停留的運料車數(shù)量充足，攤鋪與運能匹配，確保攤鋪施工具有連續(xù)性。攤鋪機就位后，調(diào)節(jié)好各項攤鋪參數(shù)，比如攤鋪機仰角、速度、振動頻率、攤鋪速度等。按照“緩慢、均勻、連續(xù)”的原則進行施工，保證瀝青鋪筑層的攤鋪質(zhì)量。在此環(huán)節(jié)，要隨時關(guān)注攤鋪機內(nèi)存料的高度，一旦高度低于規(guī)定高度時，需及時補料并做調(diào)整。為保證路面攤鋪之后，平整度滿足設(shè)計要求，攤鋪機行駛速度不宜過快，不得超過5 m/min。在攤鋪施工過程中，需做到連續(xù)不間斷施工，盡可能減少停機次數(shù)。BLSMA-16采用5%SBS改性瀝青，因此，在攤鋪施工中，還要做好攤鋪溫度控制，保證攤鋪正常溫度在165℃～175℃之間，不得低于160℃。

3.4 混合料碾壓

在瀝青大長縱坡路面碾壓施工當(dāng)中，應(yīng)嚴格按照“緊跟、慢壓、高頻、低幅”的原則，通過短距離碾壓，緊跟攤鋪機，間距不得超過20 m。碾壓施工分為三個階段，即初壓、復(fù)壓及終壓，在此階段，要重點關(guān)注碾壓遍數(shù)、次數(shù)等。根據(jù)以往經(jīng)驗及結(jié)合本工程實際情況，可采用剛性碾壓法，即在確保瀝青路面不發(fā)生泛油等情況的前提下，選擇合理的碾壓設(shè)備，比如雙鋼輪壓路機等。碾壓施工的三個階段，所承擔(dān)的任務(wù)不同，作用也不同，因此，在碾壓遍數(shù)方面也會有所區(qū)別。初壓時，瀝青混凝土剛剛完成攤鋪作業(yè)，整體還處于一個相對松軟的狀態(tài)。此時需及時進行初壓，可采用鋼輪壓路機進行2遍“前靜后振”，頻率為42 Hz～50 Hz，振幅為0.4 mm～0.8 mm，碾壓速度為3 km/h～4.5 km/h，其主要作用在于讓瀝青路面有一個初步的密實度，保證復(fù)壓振動壓實過程當(dāng)中不會出現(xiàn)位移現(xiàn)象。復(fù)壓時，為了達到擠密，且滿足設(shè)計要求的壓實度，可采用大噸位的鋼輪壓路機進行振動壓實，碾壓遍數(shù)為4遍，速度可控制在3 km/h～4.5 km/h。終壓時，其作用主要是為了消除輪跡，滿足瀝青路面平整度要求，因此，可采用鋼輪壓路機進行多遍靜壓，碾壓速度可控制在4 km/h～5 km/h。在整個碾壓過程中不得出現(xiàn)碾壓過度，或碾壓不足現(xiàn)象，要及時進行壓實度和平整度檢測。

3.5 接縫處理

為避免縱向離析帶出現(xiàn)于縱坡路段，在攤鋪混合料時，兩臺攤鋪機攤鋪的瀝青混合料需搭接20 cm，不得出現(xiàn)中間離析或開裂現(xiàn)象。

4 結(jié)束語

綜上所述，伴隨我國公路網(wǎng)絡(luò)的不斷完善，山區(qū)高速公路建設(shè)已成為我國高速公路建設(shè)的重點。由于山嶺地區(qū)特殊的環(huán)境和地形條件，公路施工中的難度越來越大。若設(shè)計不合理，勢必會引發(fā)大量的路面病害和地質(zhì)災(zāi)害，進而嚴重威脅到道路行車安全。瀝青大長縱坡路面是山區(qū)高速公路建設(shè)必不可少的一種路面形式，為了最大限度提升工程質(zhì)量，必須掌握其病害機理，尤其是車轍病害最為突出，只有這樣才能確保采取的措施切實可行，才能有效控制病害發(fā)生。

參考文獻：

[1]胡玲玲，盧輝，張肖寧.高溫條件下長陡坡路段瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)分析[J].公路，2009（10）：68-71.

[2]張業(yè)茂，陳拴發(fā)，胡光偉，等.瀝青混合料車轍影響因素研究[J].公路，2012（03）：112-116.

[3]張業(yè)茂，鄭木蓮，胡光偉.摻加改性劑瀝青混合料抗車轍性能研究[J].路基工程，2012（04）：77-81.