沥青路面破坏的原因分析和相应措施

沥青路面破坏的原因分析和相应措施　三航无锡凤翔立交工程项目部　王榴斌　无锡市重点工程建设办公室　翟卫武　【摘要】沥青路面目前在城市高等级道路中普遍采用，本文重点介绍导致沥青路面破坏的因素，分析并提　出相关的处理措施和解决办法。　【关键词】沥青路面不平整　原因分析控制措施　目前，城市高等级道路路面多为沥青路　面，由于沥青路面所承受的交通量日益增大，　轴载越来越重，加上本身沥青路面的施工差　异，出现了很多的问题，最终造成沥青路面破　坏。本文结合无锡地区部分市政工程的施工　情况，从多个角度分析了导致路面破坏的因　素并提出了相应的解决办法。　１破坏因素　沥青路面破坏的影响因素很多．包括施　工人员素质、路基、路面底基层及基层的施工　工艺和方法、路面施工机械的选用及材料的　质量。　１．１路基产生不均匀沉降．造成路面出　现凹凸不平，甚至裂缝　（１）原地面清理不彻底，基底存在较多　软土。　（２）半挖半填路基的接合部处理不当、　路基的压实度不足，路面完成后出现了沉陷　和裂缝．这是由于路基填料的含水量大．施工　单位未能按规范要求挖台阶施工．造成路基　与填料在接缝接合部产生裂缝和沉降。　（３）特殊地基路段、路基防护排水不完　善，有部分路基修筑在软土地段．因软土的压　缩性大，在自重的作用下产生沉降。还有部分　路段是由于路基的防护、排水系统不完善，造　成路基的不均匀沉陷、水流不畅，引起路基变　形。　１．２路面底基层和基层强度不足，平整　度差．造成路面破坏　（１）基层平整性对路面平整度的影响很　一３０一　大，基层不平整，无论面层怎样摊铺平整，压　实后也会导致路面不平整。　（２）碾压不到位，边角处、井周边和结构　物台背处的压实功不到位，难以满足压实度　要求。　（３）底基层和基层没有很好的养护。导　致强度难以形成，整体性不强，局部出现松散　现象　１．３路面铺筑机械及工艺对平整度的　影响很大　（１）摊铺机是沥青路面面层施工的主要　机具设备，若摊铺机结构参数不稳定、行走装　置打滑、摊铺机摊铺的速度快慢不匀、机械猛　烈起步和紧急制动以及供料系统速度忽快忽　慢都会造成面层的不平整和波浪。　（２）摊铺机基准线的控制，也影响着路　面平整度。目前使用的摊铺机大都有自动找　平装置，摊铺是按照预先设定的基准来控制　的，但施工单位往往不够重视或由于高程的　操平误差，导致基准控制不好、基准线因张拉　力不足或支承间距太大而产生挠度．使面层　出现波浪：挂线高程测量不准，量线失误或桩　位移动，都会通过架设在钢丝线上的仪表反　映在相应的摊铺路段上，造成路面高低起伏。　（３）摊铺机操作不正确，如摊铺机曲线　前进、运料车在倒料时撞击摊铺机、摊铺机不　连续行走或在行走过程中熨平板高低浮动等　不规范作业，也会容易造成路面出现波浪、搓　板。　１．４面层摊铺材料的质量对平整度影　响　港工技术与管理２０１０年第２期　沥青路面的施工质量，还取决于主要材　料的质量和沥青混合料的配合比设计及沥青　混合料的拌和。　１．５碾压对平整度的影响　沥青面层铺筑后的碾压对平整度有着重　要影响，选择碾压机具、碾压温度、速度、路　线、次序等都关系着路面面层的平整度。　１．６接缝处理欠佳　接缝包括纵向接缝和横向接缝（工作缝）　两种，接缝处理不好常容易产生的缺陷是接　缝处凹下或凸起，以及由于接缝压实度不够　和结合强度不足而产生裂纹甚至松散。　２处理措施　针对上述原因，提出几点提高路面质量．　减少由于施工原因的沥青路面破坏．提高路　面平整度的措施。　２．１路基处理　路基的施工质量是基础，也是路基路面　工程能否经受住时间、车辆运行荷载、雨季冬　季考验的关键。要做好路基工程，必须扎扎实　实地进行路基的填筑，尤其对原地面的处理　和坡面基地的处理　（１）填筑路基时应首先进行原地面处　理。当路基填筑高度不小于１．Ｏｍ时．应注意　将路基范围内的垃圾、淤泥等彻底挖除。如发　现草炭层、鼠洞、裂缝，应更换符合条件的土　回填，并按规定进行压实。路堤通过耕地时．　在路基筑填施工前必须预先填平压实。如其　中有机质含量和其他杂质较多，碾压时因弹　性过大，不易压实，应换填。在凤翔路和青祁　路施工中，由于新的道路在老的道路外侧。大　部分为含有机质、腐殖质较多的（垃圾、淤泥　等含量多）杂填土，施工时将该部分全部挖　除，回填采用了５％石灰土及部分道碴（由于　地下水位较高，为避免水毁，采用了惠山隧道　爆破开挖的碎石，进行废物利用）。　（２）坡面基底处理。当坡面较小（横坡小　于１：５）时，只需清除坡面上的表层：但坡度较　大（横坡大于１：５）时，应将坡面做成台阶，让　填料充分嵌在地基里，以防止路堤的滑移。台　阶的尺寸，依土质、地形和施工方法而不同，　一般宽底不宜小于ｌｍ，而且台阶顶面应做　成向堤内倾斜３％～５％的坡度，并分层夯实。　当所有台阶填完之后，可按一般填土进行。　（３）新旧结合部、填挖结合部由于软弱　不同。要特别重视，也需要开挖形成台阶，并　设置一定补强（如土工格栅、玻纤格栅、土工　布等）。无锡江海快速路、风翔路和青祁路上　新老路面结合较多，采取了开挖台阶并加设　１～２层玻纤格栅的措施，处理效果较好。　２．２填土路基压实　路基施工时．应严格按设计和规范要求　进行，并应通过试验路段来确定不同机具压　实不同填料的最佳含水量、适宜的松铺厚度　和相应的碾压遍数、最佳的机械配套和施工　组织。　２．３特殊地基处理　软土地基具有极大的破坏性．从广义上　讲．只要外在荷载在土基上可能出现有害的　过大变形和强度不够等问题时。都应该视为　软基而认真对待，并进行必要的处理。　（１）对于路基高度不高，软土层或淤泥　层比较薄的地段，可采用砂垫层、置换填土、　反压护道、抛石挤淤的方法处理．以提高路基　强度：　（２）对于排水地基，根据实地情况，可采　用砂垫层法、袋装沙井法、砂桩、塑料板排水　法及置换填土来处理：　（３）对于软土地基或湿陷性黄土地区比　较复杂的地基情况，应采用垫隔土工布、水泥　搅拌桩、碎石桩、加固土桩及强夯的办法处　理：　（４）对于软土路基的处理．采用垫土工　布、增设土工格栅（或玻纤格栅）等办法。　无锡江海快速路在处理软弱地基（在勤　丰桥以西３００ｍ范围内）施工中较多地采用　了水泥搅拌桩结合玻纤格栅进行处理．效果　一３】一　较好。　２．４注重路面基层施工质量　（１）严格按设计和规范要求进行底基层　和基层施工，坚持除与土基接触的底基层可　以采用路拌法施工以外，其上面的各层均应　采用集中场拌和摊铺施工方法，确保标高、横　坡、强度、平整度达到设计要求。当采用摊铺　机进行基层施工时，为了消除中间高、两侧低　的现象。可适当调整摊铺机两侧的横向斜杆，　使熨平板呈中间低、两头翘状态。　（２）加强基层养护，在基层施工完成后，　可采用不透水薄膜或湿砂进行养护．也可以采　用喷洒沥青乳液保护。若无上述条件时，可以　进行洒水并加以土工布覆盖保水养护，并应严　格进行交通管制。若不能封闭交通，应限制重　车通行，其车速不应超过３０ｋｍ／ｈ，同时应注意　其他交通设施对基层的损坏。若出现车槽（坑　槽）松散，应采用相同材料修补压实，也可用素　混凝土填平振实后，上面摊一层油毛毡再进行　路面施工。严禁用松散粒料填补。　（３）严格控制基层平整，面层铺筑前用　３ｍ直尺对基层进行平整度检测，平整度差的　路段应进行整平。面层摊铺前认真清扫基层表　面。确保基层表面整洁，没有松散浮料和杂质。　如有泥土还应用压力水冲洗干净。如基层表面　局部透层沥青或下封层脱落，则应将脱落处基　层表面清洗干净后补洒透层沥青或补做下封　层。认真抄平放线，确保基层标高和基准线标　高准确无误。基层标高超过允许范围时，高处　必须铲平，低处可用下面层补平。面层铺筑前　受到其他工序污染，如表面滴落水泥成硬渣　时，应及时清除，以确保面层平整度。　（４）对边角处、井周边和结构物台背处　的基层摊铺和碾压应特别重视，可以采用小　型机具进行多分层、多碾压，局部可以在材料　里添加水泥等增加其强度，碾压必须及时，与　大面形成整体．同时可以考虑在基底事先进　行处理，如井周边采用钢筋混凝土卸荷板等。　在无锡市区的市政工程中，各种各样的井特　一３２一　别多，井周处理尤为重要，摊铺前，先进行钢　筋混凝土卸荷板的施工，强度满足要求后摊　铺沥青，摊铺碾压时必须定人定机进行逐个　碾压，并逐个检查　２．５沥青路面机械摊铺工艺及控制　２．５．１摊铺机基准线的控制　摊铺机在进行自动找平时，需要有一个　准确的基准面（线），一般采用两种确立基准　面（线）的方法，使用者可结合路面的结构层　次和施工位置进行选定。其基本原则为：当以　控制高度为主时，以走钢丝为宜；当控制厚度　为主时，则采取平衡梁找平法。一般是底面层　用走钢丝，中面层和表面层用平衡梁找平法。　对于高架桥梁桥面沥青不能严格按照两侧的　假平石高程，也必须重新按照设计标高进行　走钢丝，防止假平石标高和线形上有出入．导　致沥青面出现不顺畅现象。凤翔路高架桥桥　面沥青就是由于以假平石为准进行摊铺出现　面层不顺畅，有波浪，导致局部返工处理。　（１）摊铺底面层——基准钢丝绳（走钢　丝）法，即在路面两侧安装基准钢丝绳，但注　意：支持钢丝绳的支柱钢筋的间距不能过　大，一般为１０ｍ；用两台精密水准仪测量控　制钢丝绳的高程，钢丝绳高度宜较设计高程　高１～１．５ｃｍ，并保证钢筋的高程在铺筑过程　中始终准确；一般使用　２～　３ｍｍ的高强度　钢绞线，用紧线器拉紧安放在支柱的调整横　杆上，每两根钢支柱间钢丝绳的挠度不大于　２ｍｍ，张紧钢丝绳的拉力一般在８００Ｎ左右；　基准线应尽量靠近熨平板。以减少厚度增量　值；为保证连续作业，每侧钢丝绳应具备有　２～３根２００　２５０ｍ长的钢绞线，在未走完本　段钢丝之前，下段钢丝已经架设完成。　（２）摊铺中面层和表面层——平衡梁　找平法，平衡梁用于保持摊铺机前后高差相　同，保证摊铺厚度和提高表面平整度，在构造　物上另加挂钢丝绳配合进行控制（因构造物　上沥青层的厚度与表面层厚度不同）。要注意　的是，平衡梁的滑动基面应与摊铺基面平行　港工技术与管理２０１０年第２期　上横坡值相同；随时检查液压系统的工作压　力．使其处于正常状态；随时检查摊铺厚度和　横坡值是否符合设计值。　２．５．２摊铺机的摊铺进度控制　摊铺机应该匀速、不停顿地连续摊铺，严　禁时快时慢．因摊铺速度的变化必然导致摊　铺厚度变化。为了保证厚度不变，就要调节厚　度调节器以及捣固器和熨平板的激振力与振　捣梁行程，但人工调节是凭经验调节，在速度　变化处会引起摊铺后预压密实度的变化，从　而导致最终压实厚度的差异，影响路面平整　度。　在摊铺过程中．应尽量避免停机，应将每　天必须停机中断摊铺点放在构造物一端顶定　做收缩缝的位置。途中万一出现停机，应将摊　铺机熨平板锁紧，使其不下沉。停顿时间在气　温１０℃以上时不要超过ｌＯｍｉｎ，停顿时间超　过３０ｍｉｎ或混合料温度低于ＩＯ０￣Ｃ时，要按　照处理冷接缝的方法重新接缝。　２．５．３摊铺机操作控制措施　选用熟练的摊铺机操作手，并进行上岗　培训。在摊铺过程中，运料车应在摊铺机１０～　３０ｍ处停住．并挂空档．依靠摊铺机推动缓　慢前进，并应有专人指挥卸料车进行卸料；确　保摊铺机供料系统的工作具有连续性。即保　证脚轮（输送轮）内的料位高度稳定、均匀、连　续，料位高度保持在中心轴以上叶片的２／３　为宜。如中断摊铺时间短．仅受料斗内的混合　料已经冷硬，则应先将受料内已冷硬的混合　料铲干净，然后重新喂料：派专人负责及时清　扫洒落的粒料；摊铺前，熨平板必须清理干　净，调整好熨平板的高度和横坡后，预热熨平　板。熨平板的预热温度一般可加热到８５～　９Ｏ℃。　２．６碾压质量控制　沥青混凝土面层的碾压通常分为三个阶　段进行，即初压、复压和终压。　２．６．１初压　第一阶段初压习惯上常称作稳压阶段。　由于沥青混合料在摊铺机的熨平板前已经初　步夯击压实，而且刚摊铺成的混合料的温度　较高（常在１４０ｏＣ左右），因此只要用较小的　压实机械就可以达到较好的稳定压实效果。　通常用１２ｔ的双钢轮振动压路机以２ｋｍ／ｈ左　右速度进行静压１～２遍。压路机驱动轮在前　静压匀速前进．后退时沿前进碾压时的轮迹　行驶进行振动碾压。　２．６．２复压　第二阶段复压是主要压实阶段。在此阶　段至少要达到规定的压实度。因此，复压应该　在较高温度下并紧跟在初压后面进行。复压　期间的温度不应低于１２０～１４０℃．通常用双　钢轮振动压路机（用振动压实）或重型静力双　轮压路机和１６ｔ以上的轮胎压路机同进先后　进行碾压，碾压遍数通常不少于６遍。　２．６．３终压　第三阶段终压是消除轮印和保证面层有　较好平整度的最后一步。由于终压要消除复　压过程中表面遗留的不平整，因此，沥青混合　料也需要有较高的温度。终压常使用静力双　轮压路机并应紧接在复压后进行。终压结束　时的温度不应低于沥青面层施工规范中规定　的１１０ｏＣ，应尽可能在较高温度下结束终压。　２．６．４为保证各阶段的碾压作业始终在　混合料处于稳定的状态下进行．碾压作业应　按下述规则进行：由下而上（沿纵坡和横坡）；　先静压后振动碾压；初压和终压使用双钢轮　压路机，压路机的碾压作业长度应与摊铺机　的摊铺速度相平衡，随摊铺机向前推进：当天　碾压完成尚未冷却的沥青混凝土层面上不应　停放任何施工设备（包括临时停放压路机），　以免产生变形；压实成型的沥青面层完全冷　却后才能开放交通。　２．６－５横向接缝的碾压　横向接缝的碾压是工序中重要一环　碾　压时，应先用双钢轮压路机进行横向（即垂直　于路面中心线）碾压，需要时。摊铺层的外侧　应放置供压路机行驶的垫木。碾压时压路机　一３３—　应主要位于已压实的混合料层上，伸入新铺　混合料的宽度不超过２０ｃｍ。接着每碾压一　遍向新铺混合料移动约２０ｃｍ，直到压路机　全部在新铺面层上碾压为止。然后进行正常　的纵向碾压。在相邻摊铺层已经成型必须进　入冷纵向接缝施工时，可先用钢轮压路机沿　纵横碾压一遍，在新铺层上的碾压宽度为　１５—２０ｃｍ，然后再沿横向接缝进行横向碾压。　横向碾压结束后进行正常的纵向碾压　２．６．６纵向接缝的碾压　纵向接缝的碾压，压路机先在已压实路　面上行走，同时碾压新铺混合料１０～１５ｃｍ．　然后碾压新铺混合料，同时跨过已压实路面　１０～１５ｃｍ，将接缝碾压密实。　２．７接缝处理对策　２．７．１纵向接缝　两条摊铺带相接处，必须有部分搭接，才　能保证该处与其他部分具有相同的厚度。搭　接的宽度应前后一致。搭接施工有冷接缝和　热接缝两种。　（１）冷接缝是指将新摊铺层与经过压实　后的已铺层进行搭接。半幅施工不能采用热　接缝时宜加设档板或采用切割机切齐。铺另　半幅前必须将缝边缘清扫干净，并涂洒少量　粘层沥表。摊铺时应重叠在已铺层５～ｌＯｃｍ，　摊铺后用人工将摊铺在前半幅上面的混合料　铲走，然后进行碾压。应注意新摊铺带必须与　前一条摊铺带的松铺厚度相同。　（２）热接缝一般是在使用两台以上摊铺　机梯队作业时采用的。此时两条毗邻摊铺带　的混合料都还处于压实前的热状态，所以纵　向接缝易于处理，且连接强度较好。施工时应　将已铺混合料部分留下１０～２０ｃｍ宽，暂不碾　压，作为后摊铺部分的高程基准面，待后摊铺　部分完成后，一起跨缝碾压。　２．７．２横向接缝　相邻两幅及上下层的横向接缝均应错位　ｌｍ以上。横向接缝有斜接缝和平接缝两种。　高速公路、一级公路的中、下层的横向接缝可　一３４一　采用斜接缝，在上面层应采用垂直的平接缝．　其他等级公路的各层均可采用斜接缝。铺筑　接缝时，可以在已压实部分上面铺一些热混　合料使之预热软化，以加强新旧混合料的粘　结。但在开始碾压前应将预热用的混合料铲　除。　斜接缝的搭接长度与层厚有关，一般为　０．４～０．８ｍ。搭接处应清扫干净并洒粘层油。当　搭接处混合料中的粗集料颗粒超过压实层厚　时应予剔除，并补上细料。斜接缝应充分压实　并搭接平整。　平接缝应做到紧密粘结、充分压实、连接　平顺，施工可采用下列方法：　（１）在施工结束时，摊铺机在接近端部　前约ｌｍ处将熨平板稍抬起驶离现场，用人　工将端部混合料铲齐后再予以碾压，然后用　３ｍ直尺检查平整度，趁混合料尚未冷透时　垂直刨除端部层厚不足的部分，使下次施工　时直角连接。　（２）在预定的摊铺段的末端先撒一薄层　砂带，摊铺混合料后在摊铺层上挖一道缝隙，　缝隙位于撒砂的交界处，在缝中嵌入一块与　压实层厚等厚的木板或型钢，待压实后铲除　撒砂的部分，扫尽砂子，撤去木板或型钢，在　端部洒粘层沥青接着摊铺。　（３）对于横向接缝，应从接缝处起继续　摊铺混合料前，用３ｍ直尺检查已铺路面端　部平整度，不符合要求时应予以清除。在摊铺　新混合料时应调整好预留高度，接缝摊铺层　施工结束后再用３ｍ直尺检查平整度．如有　不符合要求者应趁混合料尚未冷却时立即处　理，以保证横向接缝处的路面平整度。　３　结束语　沥青路面要达到平整、行车舒适要求．需　从路基施工准备阶段就开始重视，在施工过　程中强化施工管理，完善施工工艺和施工方　法，提高施工质量，才能从根本上解决问题。　保证工程质量。　港工技术与管理２０１０年第２期