熱帶雨林地區瀝青路面維修種類、方法及技術研究

楊勤果

（中國十九冶集團有限公司國際工程公司，四川成都 611730）

0 前言

隨著“一帶一路”建設的加速，2018 年亞太經合組織（APEC）在巴布亞新幾內亞召開，該地區經濟發展與日俱增，客貨運車輛的增加，越來越多早期修建的瀝青路面出現路面結構損壞、使用性能下降的現象，這嚴重影響駛車輛的舒適性和安全性以及沿線經濟的發展。給原本單一的交通帶來越來越大的考驗，東高地省和莫若貝省山區較多，排水不通暢，公路很容易損壞，若能有效、合理地對路面進行維修，解決沿線公路的病害問題，可以最大程度利用公路自身價值，延長公路使用壽命，更好的為沿線地區的經濟發展帶來活力，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亞熱帶雨林地區，屬熱帶海洋性氣候，雨水充沛，易發地質災害，每年6—10 月為旱季，11 月至次年5 月為雨季，雨季長達7 個月，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。地理環境復雜，地表為風化紅土，基巖以珊瑚巖為主，其次為石灰巖，土質松軟且多為山區道路，山嶺及重丘段地質構造不穩定排水設施被滑坡體、塌方體及沖積物封堵，邊溝、涵洞等排水設施不能及時疏通，邊溝水及路面雨水聚集到路面，造成原有路面級配碎石柔性基層被路面流水沖刷掏空，公路水毀嚴重。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省的唯一公路，缺乏相關路政部門及時維修養護，公路損壞嚴重。

2 路面破壞的類型

根據路面破壞的成因，并結合原路面設計的要求將路面破壞分成三種類型：路面結構層全部破壞；路面嚴重損壞；零星坑槽、壅包、凹陷、裂紋和車轍。

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

（2）路面損壞嚴重：有較多路段出現坑洞，部分路肩損壞、部分路面磨耗層損壞，但因單個坑洞較深加之路面積水嚴重，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，呈星點狀分布，行車無明顯顛簸感。

3 破壞路面的維修方法及施工工藝

3.1 路面結構層全部破壞段

該路段出現坑洞很多，坑深10cm 以上且連接成片，重載車輛借助路肩行駛，路肩處路基隨時間推移毀壞日趨嚴重，使整個路面結構層全部破壞。

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

粒料采用人工和機械配合攤鋪碾壓，在攤鋪時防止離析，對于局部離析部位，通過補充拌和材料保證其均勻性，嚴重離析部位應采取局部換料措施，為了保證壓實合格后表面無明顯松散、裂縫和輪跡等現象，攤鋪后的粒料應具有一定的路拱和初始密度。施工放樣時中線的恢復每20m 釘一樁，在兩側邊緣外0.25~0.5m 設邊樁，在邊樁上標記出底基層邊緣的設計標高。攤鋪前將路基面上的塵土、雜物需清除干凈，壓實過程中凡是壓路機不能壓到處須用夯實機人工夯實，以保證壓實度至重型擊實最大密度的96%以上。

底基層施工順序如下：路床整理→混合料檢測→施工放樣→自卸汽車運料到施工點→平地機攤鋪→檢測攤鋪料含水量→振動壓路機碾壓→檢測密實度。

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

因為山區段地質不穩定，ANSS 加固劑是由鈣主導的無機土壤穩定劑，當材料經過ANSS 加固劑加固后，ANSS 加固劑以干粉的形式與土壤混合，與水溶合之后發生水和反應，化合物聚合顆粒會填補土料大顆粒之間的空隙，材料的壓實系數會得到增加，塑性指數會下降，承載能力得到提升，道路加固層將更不易被水分侵入，具有更高的抗滲性。我們在巴布亞新幾內亞實驗室做對比實驗，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，得到材料相應的性能指標數據如圖1~圖 4 所示：

圖1 不添加加固劑原材料的實驗數據

為了更加直觀展現出加固劑使材料性能發生的變化，我們將圖 2、圖 3、圖 4 中的液限、塑限、塑性指數（PI）、最大干密度（MDD）、最佳含水率（OMC）、加州承載比（CBR）等數據用表 1 的形式展現在表格內，實驗得出隨著ANSS 加固劑的增加，塑性指數（PI）值減小，CBR 值都達到了最低限值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 加固劑材料的實驗數據

圖3 添加3%ANSS 加固劑材料的實驗數據

圖4 添加4%ANSS 加固劑材料的實驗數據

（3）加固施工程序第一步以特定間隔放置ANSS25kg/袋的加固劑，然后均勻灑布ANSS 固化劑，第二步用連接有水車的穩定土拌合機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，水車的作用是精準的為拌合材料提供水分，確保含水率在合適范圍內以達到最大的壓實度，拌合過程中材料的混合厚度和均勻程度必須要保證。接下來對拌合好的基層料進行塑性與壓實、修整加固段，最后做好交通管制。

3.2 路面損壞嚴重段

（1）有較多路段出現坑洞，個別坑洞較深，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行修復并加寬，部分路段進行新路肩的施工，對基層進行加料翻修施工。其施工工藝：施工準備（原磨耗層挖取破碎）→參配拌制→施工放樣→運輸攤鋪→標高測定（路拱）→灑水碾壓→壓實度檢測→上磨耗層→控制交通養護。

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

表2 路面基層級配粒料的級配范圍

（3）基層混合料在料場拌制前所有拌合設備必須按要求調試，拌合后的混合料其顆粒組成和含水量要達到規定要求。自卸汽車裝運材料時如料場距施工點較遠，拌合好的級配料在裝運前需灑水加濕，其含水量要大于最佳含水量1%~3%，以減少裝運過程中集料離析現象。

（4）采用推土機及平地機攤鋪，鋪筑的設計厚度為20cm，灑水碾壓時每層壓實厚度應在75~250mm 之間，碾壓過程中應根據碾壓效果隨時灑水，灑水量根據現場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。因機械著力點原因路的兩邊80cm 左右應多壓2～3 遍，碾壓中出現“軟彈”“翻漿”現象，應停止工作，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行碾壓。施工過程中質量的控制尤為重要，對粒料的級配進行抽檢，幾何尺寸、松鋪厚度、橫坡度進行自檢，使之符合要求。施工完的基層應滿足驗收標準的要求，如平整度、壓實度等指標，如表3 所示。

表3 級配粒料基層實測項目

3.3 零星坑槽、壅包、凹陷、裂紋和車轍

（1）此段修補量較大，坑槽分布零散，工序簡單但較復雜。其施工工藝依據：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）切割機切挖坑槽時圓洞正切，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?？硬鄣撞繄詫崱⑵秸?。施工時要移除坑槽里松散的壁面材料，攤鋪時修補材料用量合適，修補的坑槽材料要均勻、密室，接茬處平整度符合要求且路面應美觀，坑槽修補合格應如圖5、圖6 所示。

圖5 坑槽修補（一）

圖6 坑槽修補（二）

4 讓公路持續發展的三點啟示

4.1 雨季施工中質量的控制

路面破壞成因分析中說過該項目地處熱帶雨林氣候，降雨充沛，雨季長達7 個月以上，全部為露天施工，公路施工的挑戰很大。要想保證在雨季期間公路的施工質量，需因地制宜詳細的制定各個環節的施工方案，工作面不宜過長，有序、逐段展開工作，從山谷匯集流下的雨水，綜合規劃、合理設置防排水系統，保證施工和生產人員的安全。已建好的公路根據雨量大小和時間長短，定期清理排水系統，及時維修損壞部分，保護好公路主體，讓每個構筑物都發揮其最大的作用，更好地服務沿線經濟。

4.2 加強指導，強化施工過程中質量監控

針對巴新區域當地作業人員文化程度低，獲取知識渠道有限，技能素養不高，項目工程技術人員應在現場指導教學，組織開展技能培訓、技能測試，增強其質量意識，在施工過程中從細節處控制其質量。

4.3 建立路政負責部門，完善職能職責

結合本國政府的實際情況，加大在路政系統財政的投入，在高等教育體系中培養路政管理人才，建立公路局等路政管理部門，完善相關的職能機構，確保建好的公路有建有治，使其在道路管理上更加科學化、系統化。