路面病害的防治与病害处理 抗裂性水稳基层施工技术

高速公路沥青路面病害

防治与处理

主讲人：蒋福刚

中交二公局三公司

榆绥高速LM-4标项目经理部前言：

沥青混凝土路面具有良好的力学性能和较好的耐久性以及行车舒适性,适合于各种车辆的通行，因而在高速公路建设中被广泛采用。但是，由于沥青材质本身的差异以及受设计和施工水平等因素的影响，沥青路面常常会出现一些病害。这些病害的出现严重影响了高速公路的使用性能,增加了道路维修成本，损害了行业形象,所以分析病害成因并有效地进行防治处理十分必要。一、沥青混凝土路面常见病害的类型及其原因

我国《公路沥青路面养护技术规范》(JTJ073.2-2001）将路面病害分为裂缝类、松散类、变形类和其他四种大类型，并且根据病害的表现形式进一步细分为多种病害。通过对多条道路的调查，发现沥青混凝土路面的典型病害主要表现为裂缝、车辙、泛油、搓板波浪、拥包、沉陷、松散、坑槽、翻浆等以下种形式。1、裂缝类

裂缝类病害有网裂、横向裂缝、纵向裂缝、龟裂等。

网裂：相互交错的疲劳裂缝,形成一系列多边形小块组成的网状开裂；

横向裂缝：这种裂缝与路面中线近于垂直,裂缝起初大多出现于路面两侧的硬路肩,逐渐发展而贯穿全路幅,贯穿的裂缝沿路面大致呈均匀分布。

纵向裂缝：高速公路普遍存在纵向裂缝,大多在半填半挖路基或路面加宽处产生。

龟裂：初始形态是沿轮迹带出现单条或多条平行的纵缝,其后在纵缝间出现横向和斜向连接缝,形成网状裂缝。

2、松散类

松散类有沥青混合料松散和坑槽。

3变形类

主要表现为路面沉陷、车辙、波浪拥包。

路面表面沿轮迹的纵向凹陷是沥青路面特有的一种损坏现象,荷载和气候因素共同作用下,轮迹带逐渐产生下洼形变并形成两条纵向凹槽。车辙的深度常以轮迹带外侧凸起部分的峰顶到槽的谷底的距离表示。

4其他

主要表现为路面泛油或由于路面养护时贯缝料溢出形成光面,外观非常难看而且对于行车安全构成威胁。

二、沥青路面病害原因分析

1、沥青混凝土的水稳定性未能得到有效控制

水对路面所引起的病害既是直接原因,也是催化剂。路面水存留有孔隙水、层间水、深层渗水,三种存留水都是路面病害产生、发展的原因。

在高温天气,路面在动荷载的反复作用下,沥青上浮,混凝土稳定性下降,面层逐步破坏。层间水可以在沥青上、中、下面层之间存留,也有直接渗到基层和底基层再存留的现象,使路面各层次不能共同承受外力,这样,势必造成应力集中,加剧路面破坏。

渗水是路基不均匀沉降的催化剂,是造成桥头沉降、边坡位移、路面裂缝的主要原因。因此,解决水的存留是路面病害处治的关键。

2、沥青的热稳定性有待进一步解决

在高温条件下,因车轮碾压的反复作用,荷载应力超过沥青混合料的稳定度极限,使沥青混合料的侧向流动变形不断积累,形成车辙。一方面轮迹部位下凹,另一方面车轮作用甚少的车道两侧向上隆起,在弯道处还明显向外推挤,这种车辙一般都有两侧隆起现象,横断面为W形。车辙主要是由于车辆渠道化行驶,重载车辆和轮胎压力增加而引起。

沥青混合料是一种粘弹性材料,其强度和模量都随温度升高而急剧下降。在相同条件下,沥青砼的强度和回弹模量变化很大,在路面适应的温度范围内其值相差几倍到几十倍。

因此,在高温季节,高速公路行车道上的轮迹带承受着大量重车的反复作用。沥青混合料在高温时的强度不足以抵抗重轮荷载的反复作用,轮下的沥青混合料产生剪切变形而侧向流动,轮迹带变形下凹,形成槽形的车辙。若在建设期间沥青混凝土级配控制不严格则更会加剧车辙的发展,进而出现横向推挤、拥包,从而导致路面的破坏。

3、路基强度不足及路面稳定性下降产生病害

路基强度不足导致路面病害，主要反映在软基处理不到位、压实度不均匀,特别是路堤边部压实没有达标,地基下沉，挖方路堑地下水没有隔断、中央分隔带排水不完善等。

路面稳定性下降的主要原因是,沥青混凝土施工级配控制不严、集料品质不均匀、路面厚度不足或结构层厚度配置不合理、铺筑碾压厚度过厚碾压不实、两层铺筑碾压厚度过薄不能形成整体、路面压实度差、集料离析、低温收缩等。此外,半刚性基层的干缩裂缝逐渐反射到表面也是影响路面稳定的一个重要因素。

4、养护不及时是病害发展的重要原因

在病害形成阶段及时维护,是防止路面病害发展的根本措施。通过沥青修补车热料热补、切割热料冷补,及时性封堵灌缝和扫除路面积水等养护手段可防止病害的发展。

对先天性的病害要预防性养护,对功能性损坏要及时修补,确保路面完好、通畅。

二、沥青路面常见病害的处理

1、裂缝的处理方法

1.1、在高温季节全部或大部分可愈合的轻微裂缝,可不加处理。

在高温季节不能愈合的轻微裂缝,可采取以下方法进行处治：将有裂缝的路段清扫干净并均匀喷洒少量沥青(在低温潮湿季节宜喷洒乳化沥青),再匀撒一层2～5mm的干燥洁净石屑或粗砂,最后用轻型压路机将矿料碾压,同时沿裂缝涂刷少量稠度较低的沥青。

1.2、对于路面的纵向或横向的裂缝,应按裂缝的宽度按以下步骤分别予以处治:

缝宽在5mm以内。清除缝中杂物及尘土；将稠度较低的热沥青(缝内潮湿时应采用乳化沥青)灌入缝内,灌入深度约为缝深的2/3；填入干净石屑或粗砂,并捣实；将溢出缝外的沥青及石屑、砂清除。

缝宽在5mm以上。除去已松动的裂缝边缘；用热拌沥青混合料填入缝中,捣实。缝内潮湿时应采用乳化沥青混合料。

1.3、因沥青性能不好、路面结构设计（厚度、配合比）、使用年限较长、油层老化等原因出现大面积裂缝(包括网裂),此时如基层强度尚好时,通过技术经济比较,可选用下列维修方法:

乳化沥青稀浆封层,封层厚度宜为3～6mm；

加铺沥青混合料上封层,或先铺设土工合成材料后,再在其上加铺沥青混合料上封层；

改性沥青薄层罩面；

单层沥青表处。

1.4、由于地基沉降、基层强度不足、或路基翻浆等引起的严重龟裂,应先处治好基层后再重新作面层。

2、车辙的处理方法

对轻微的车辙病害，可用乳化沥青稀浆封层处理；车道表面因车辆行驶推移而产生的车辙,应将出现车辙的面层切削或铣刨清除,然后采用与原路面结构相同的沥青混合料铺则，恢复路面横坡，重铺沥青面层。

路面受横向推挤形成的横向波形车辙,如果已经稳定,可将凸出的部分切削,在波谷部分喷洒或涂刷粘结沥青并填补沥青混合料并找平、压实。

因面层与基层间有不稳定的夹层而形成的车辙,应将面层挖除,清除夹层后,重作面层。

由于基层强度不足、水稳性能不好,使基层局部下沉而造成的车辙,应先处治基层。

3、泛油的处理方法

只有轻微泛油的路段,可撒上3～5mm粒径的石屑或粗砂,并用压路机或控制行车碾压；

泛油较重的路段,可先撒5～10mm粒径的碎石,用压路机碾压。待稳定后,再撒3～5mm粒径的石屑或粗砂,并用压路机或控制行车碾压；

面层含油量高,且已形成软层的严重泛油路段,可视情况采用下述方法之一进行处治:

先撒一层10～15mm粒径(或更大的)碎石,用压路机将其强行压入路面,待基本稳定后,再分次撒上5～10mm粒径的碎石,并碾压成型；将含油量过高的软层铣刨清除后,重作面层。处治泛油应注意以下事项:

处治时间应选择在泛油路段已出现全面泛油的高温季节；

撒料应顺行车方向撒,先粗后细;做到少撒、薄撒、匀撒、无堆积、无空白；

禁止使用含有粉粒的细料；

采用压路机或引导行车碾压,使所撒石料均匀压入路面；

如采用行车碾压,应及时将飞散的粒料扫回,待泛油稳定后,将多余浮动的石料清扫并回收。

4、路面波浪、搓板的处理方法

如基层强度不足或稳定性差，应先处理基层，再铺面层；

如面层和基层间有夹层，应挖除面层、清除不稳定夹层后，喷洒透层沥青，重铺面层；

小面积面层搓板（波浪），也可在波谷内填补沥青混合料找平；起伏较大者，则铲除波峰部分进行重铺；大面积波浪（搓板），有条件时也可采用路面铣刨机铣削波峰后重新罩面。

5、路面拥包的处理方法

属于施工时操作不慎将沥青漏洒在路面上形成的拥包,将拥包除去即可；

已趋于稳定的轻微拥包,应将拥包用机械刨削或人工挖除。如果除去拥包后,路表不够平整,应予以处治；

因面层沥青用量过多或细集料集中而产生较严重拥包,或路面连续多次出现拥包且面积较大,但路面基层仍属稳定,则应用机械或人工将拥包全部除去,并低于路表面约10mm。扫尽碎屑、杂物及粉尘后用热沥青混合料重做面层；

因基层局部含水量过大,使面层与基层间结合不良而被推移变形造成的拥包,应把拥包连同面层挖除,将水分晾晒干,或用水稳定性较好的材料更换已变形的基层,再重做面层；

由于基层局部强度不足或水稳定性不好,使基层松软而导致的拥包,应将面层和基层完全挖除。如土基中含有淤泥,还应将淤泥彻底挖除,换填新料并夯实。在地下水位较高的潮湿路段,应采取措施引出地下水并在基层下面加铺水稳定性好的材料,最后重做面层。

6、沉陷的处理方法

因路基不均匀沉降而引起的局部路面沉陷,若土基和基层已经密实稳定,不再继续下沉,可只修补面层。并根据路面的破损状况分别采取下列处治措施:路面略有下沉,无破损或仅有少量轻微裂缝,可在沉陷处喷洒或涂刷粘层沥青,再用沥青混合料将沉陷部分填补,并压实平整;因路基沉陷导致路面破损严重,矿料已松动、脱落形成坑槽的,应按照坑槽的维修方法予以处治；

因土基或基层结构遭到破坏而引起路面沉陷,应先处治基层后再做面层；

桥涵台背因填土不实出现不均匀沉降的,可视情况选择以下处理方法:挖除沥青面层,在沉陷的部分加铺基层后重新作面层;对于台背填土密实度不够的,应重新作压实处理,台背死角处的压实宜采用夯实机械;对含水量和空隙比均较大的软基或含有有机物质的粘性土层,宜采用换土处理。换土深度应视软层厚度而定。换填材料首先应选择强度高、透水性好的材料,如碎石土、卵砾土、中粗砂及强度较高的工业废渣,且要求集配合理。

7、路面局部松散的修理方法

因低气温施工的沥青面层造成麻面或松散，可收集好松散料，待气温上升（10℃以上），清扫干净，重做喷油封层，喷面沥青0.8～1.0kg/m2后,撒3～5(8)mm石屑或精砂(5～8m3/1000m2),并用轻型压路机压实。

如在低温潮湿季节可用乳化沥青碎石混合料修理，由于油温过高，粘结料老化而造成松散者，应探除重；由于基层或土基松软变形而引起的松散，应先处理基层或土基的病害，而后重做路面。

如因采用酸性石料与沥青粘附性差造成松散，则应在沥青中掺加搞剥离剂、增粘剂或用干燥的生石灰、消石灰、水泥作为填料的一部分，或用石灰浆处理粗集料等抗剥离措施，改善沥青与矿料的粘附力，提高沥青混合料的水稳性。

8、坑槽的修补方法

路面基层完好,仅面层有坑槽的维修,按“圆洞方补”的原则，划出大致与路中心线平行或垂直的挖槽修补轮廓线。开槽应开凿到稳定部分，槽壁要垂直，并将槽底、槽壁清楚干净。新填补部分应高于原路面，待行车压实稳定后保持与原路面相平。填补用混合料级配类型，宜于原路面结构、层次相一致;对交通量较小的路段在低温寒冷或阴雨连绵的季节,无法采用常规方法,也无条件采用合适的材料修补坑槽时,为防止坑槽面积的扩大可采取临时性的措施对坑槽予以处治,待天气好转后再按规范要求重新修补。

若因地基沉降、基层局部强度不足等使基层破坏而形成坑槽,应先处治基层,再修复面层。

9、路面翻浆的修理方法

由于面层成型不好；雨、雪水下渗引起基层表面轻度发软或冻胀而形成轻微翻浆，可于春融季节及水分蒸发后，修理平整，促使成型。

低气温施工的石灰土基层，发生上层翻浆，应挖除到坚硬处，另换新料修补基层和重铺面层；或根据条件，采取短期封闭交通的办法防止翻浆蔓延扩大。

由于排水不良造成的翻浆，应采取加深边沟、设置盲沟等排水措施，或采用水稳性好的垫层、基层重新修复路面。

三、沥青混凝土路面病害预防措施

1、沥青路面的合理结构设计

设计质量是工程质量的基础和前提,是很重要的一环。设计单位应从实际出发,对地形复杂路段,做好地质调查工作,精心设计。以投资控制设计、突击赶工设计、与实际脱节的设计等,将会给工程带来难以弥补的后遗症。

采用合适的沥青面层厚度，设计高速公路,沥青面层厚度大都大于15cm,只有部分高速公路和试验路沥青面层的厚度为9~12cm。过去人们一直认为沥青面层的厚度越厚越好,对防止反身裂缝的产生较为有利。根据有关项目的研究成果表明:

半刚性基层沥青结构的承载能力可由半刚性材料层(基层和底基层)来完成,主要承重层为半刚性基层,无需用增厚面层来提高承载力。沥青混凝土面层在正常情况下主要起功能作用,保证行车平稳、舒适,并保护基层与延长基层的使用寿命等作用，6~15cm不同沥青面层厚度的弯沉值没能明显差别。

提高沥青路面的使用质量不是用厚的沥青面层,而是使用优质的沥青和矿料，沥青面层的裂缝不只是反射裂缝,在正常施工情况下主要有沥青面层本身原温缩裂缝。厚沥青面层的病害中车辙是不容低估的,厚沥青面层较容易导致在设计使用期间车辙超过容许值。

综上所述,高速公路、一级公路的沥青面层合理厚度可酌情减薄。2、加强沥青路面的防水设计

为防止沥青路面因水而引发早期破坏,除要求路基、路面必须具备足够的稳定性和强度外,还要求路面必须有较好的排水性能。为此,路面排水设计应成为路面设计中的重要内容。

路面排水可分为路表排水和结构排水,路表排水是指水沿横坡和路线纵坡所合成的坡度慢流到路基边坡,然后进入路基边沟,排出路基之外,这点在一般路面排水设计中都已考虑到。而路面结构排水更要认真对待:

2.1设置沥青面层防水层

在沥青面层结构组合设计中,应将其中一层按密级配(不透水层)要求来考虑,或专门设置一层隔水层来防水,以减少面层渗水。

2.2沥青下封层

为防止面层渗水滞留在基层表面,使基层现表面软化,宜在干净的基层表面上设置一层沥青薄膜下封层,一方面减少基层直接受到水的冲刷,另一方面形成一个光滑的界面,以利于渗入基层的水的排除。

2.3搞好硬路肩排水设计

设置平路缘石,硬路肩下设置垫层或横向盲沟,将路面结构内的水通过路肩排水引出路基之外。

2.4软地基与高填土路基的横坡排水

由于路基沉降作用,随着时间的推移,路面也会沉陷,横坡减小,严重时会出现平坡甚至倒坡现象,因此可在设计规范的基础上增加0.5~1%的预拱度,以低消路面横向联合坡度的损失,保证路面水能够顺利地向外排泄。

2.5中央分隔带的排水设计

当有中央分隔带时,同样也应考虑沿界面水的排出,弯道处的中央分隔带应设置纵向排水沟,既排路表水,又排下渗水。3、选用合理的基层和底基层结构,并保证一定厚度

半刚性基层材料强度高,水稳性好,刚度大,是高等级公路和一般公路的合适基层。依据典型路面结构调查,在潮湿地段和挖方路段,沥青路面早期破坏比较严重,这是因为采用石灰土作底基层的原因。

灰土必须在有空气、有一定湿度的条件下经过一个月左右的养生时间,板体强度才能逐步形成。若在灰土铺筑后就立即在基上面铺筑其他结构层,由于隔断了空气,灰土强度很难形成。若在过湿条件下,强度就更难形成。

灰土层并不隔水,且由于水的作用,易造成软化、唧浆等情况,使基层强度降低,加速沥青面层破坏。为此,在潮湿路段,如是填方,采用砂砾垫层来隔断水,如是挖方,则要用水稳性较好的水泥石灰综合稳定土或二灰综合稳定土做垫层。

从典型结构调查来看,过干或干燥地区,石灰土底基层的强度和模量高出设计值的2~3倍,证明在过干或士燥的地区采用石灰土做底基层是合基层、底基层作为承重层必须保证达到一定厚度,并满足防冻层的要求。4、沥青混合料配合比设计的优化

4.1沥青的选取

沥青混合料使用性能是受沥青结合料影响的,沥青质量的优劣与沥青路面的好坏有密切关系,直接影响到沥青路面的使用性能。由于近十年来公路上的交通量剧增,一般沥青材料的品质已不能满足更重交通的沥青路面结构的需要。从大量路面结构损坏原因的调查分析来看,路用沥青品质不良是其主要原因之一。由于有些石油品质及沥青炼制工艺流程的特点,致使路用沥青大多数含蜡量高,延度小,温度敏感性强,使得许多沥青路面层结构在远小于使用寿命的年限内出现损坏。如果沥青含蜡量高,就会出现横向裂缝。在给定的温度和加载速率

下,高粘度的沥青会产生劲度高的沥青混合料,较高的劲度具有较高的抗车辙能力。沥青类型对车辙深度也有很大影响,使用稠度低、温度敏感性低的沥青可以减少或延缓路面的开裂。

《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ032-94)规定,凡修筑高速公路及一级公路沥青路面,必须使用符合重交通道路石油沥青技术要求的沥青。

4.2混合料配合比的调整

配合比设计中主要是考虑稳定性与耐久性。稳定性包括高温稳定性与低温抗裂性。而耐久性包括抗水剥离性与老化性,通常以马歇尔试验作为主要的测试手段,由此来决定矿料级配和沥青用量,以确保混合料有良好的性质。

在配合比设计中空隙率与稳定度是很得要的指标,尤其在调整矿料级配时特别重要,下面着重对它们之间的关系问题进行分析,提出处理措施。

空隙率低,稳定度也低。可用很多方法来增加空隙率:调整矿料的级配,在容许的范围内增加粗集料用量；减少细集料的用量；如果沥青混合料的油石比高于正常量而且超出的量不能被矿料吸收时,油石比可予以适当的降低以增加空隙。如果上述两种方法都不能满足要求时,应当考虑更换骨料。通常可以增加粗集料,减少细集料来改善沥青混合料的稳定度和空隙率。

空隙率低但稳定度尚能满足要求时,可能会导致沥青路面出现拥包和泛油等病害,对此应当对矿料的级配予以适当调整,增加粗集料用量,减少细集料用量,同时应适当降低沥青混合料的油石化。

空隙率能满足要求但稳定度低,说明矿实的质量不好,集料的压碎值和石实的抗压强度太差和细长扁平颗料含量过高,需更换矿料重新进行试验,直至满足规范要求为此。此外,还可以考虑采用稠度较高的沥青。

空隙率高但稳定度能满足要求时,因高的空隙率具有较大的渗透性,雨水和空气可以通过咱表空过路面,最终导致沥青过早老化,使沥青路面产生破坏。虽然稳定符合要求,但仍要调整空隙率,通常以增加矿粉的用量来达此目的。粗的矿粉更换成细的矿粉,或调整矿粉的级配同样可以过到此目的。

空隙率高稳定度低时,可以采用两种方法进行改善：

①调整矿料的级配或增加沥青的用量；

②如果前述的方法不能满足要求时,应当考虑更换矿质材料再行配合比设计,直至满足规范要求为止。

4.3混合料配合比的最终确定

在我国的现行规范中规定,确定最佳的沥青用量是找出马歇尔指标均符合要求和共同范围,尽管马歇尔试验的过程比较精密,但也不可能排除人为及其他有关的环境、操作等因素,因此还应参考以前的经验来确定最佳用油量。

通过理论与实路相结合,确定了配合比最佳用油量后,便可检验混合料是否具有高温稳定性及耐久性。在做动稳定度试验时,一定要控制好料温及试件成型温度,因为它直接影响着结果的真实性。试验若不满足大于800次/mm的规范要求,便需重新调整配合比。如果通过调整配合比仍达不到要求,则应采取改性沥青等方法。

总之,高等级公路沥青混凝土配合比设计是一项复杂而细致的工作,必须严格控制各个环节,才能得到可靠的配合比。当然,室内配合比还不能作为最终配合比使用,必须根据拌和设备性能、施工控制精度及材料变异情况进行试拌后进一步调整直至使拌和设备生产出的混合料指标达到规范规定,方可作为生产配合经使用。

5、精心施工、确保工程质量

沥青路面质量的好坏,除结构设计、材料组合外,主要取决于施工。通常说,工程质量是施工做出来的,所以施工对工程质量起保证作用。

施工必须按全面质量管理的要求,建立健全有效的质量保证体系,实行目标管理、工序管理,明确岗位责任制,对施工的全过程、各阶段、每道工序的质量进行严格的检查、控制、评定,以保证达到规定的质量标准。要以分项工程、分部工程、单位工程逐层的质量保证平最终保证建设项目的整体质量。

结合近几年的工程建设中发现的问题,认为抓好以下工作是搞好工程质量的关健。

5.1加强对原材料的检验工作

原材料的质量控制坚决按“照从料源预防控制,要求材料供应商按工程质量要求生产加工和供应,杜绝对进场材料进行将就性施工”的原则。从制度管理、料场规划设计上有效控制和防范进场材料的质量波动,避免不合格材料进场和对进场材料保护不善的情况产生。尤其对碎石材料的存放,做到场地采用混凝土硬化并且场地排水良好;料场要坚实、平整、洁净、隔离,材料应按品种、规格分别堆放,严防混存;细集料必须搭棚或覆盖。

材料的质量是沥青路面质量的保证,沥青路面早期破坏,其中材料不合格是原因之一,对原材料的检查包括：

①材料的质量是否符合要求,对质量不合格的材料,绝不能使用,并不准运入工地,已运入工地的,必须限期清除出场。

②由于一项工程往往使用多个不同料场或分几次购入材料,故必须以“批”为单位,每批都要进行检查。

③材料的数量、供应来源、储存堆放等也要进行检查。

5.2施工前设备检查

机械设备是保证沥青路面施工质量的又一个重要因素,特别是沥青混凝土等高级路面,没有先进的配套的机械设备,是修不出符合质量标准的路面的。因此在沥青路面施工前,驻地监理工程师必须对拌和厂、摊铺、压实等施工机械设备的配套情况、性能、计量精度等进行严格检查,对不符合要求的机械设备,应责令施工单位限期更换,直至符合要求后,才可下达开工令。

5.3铺筑试验路段

铺筑试验路段的目的,在于验证施工方案的可行性,通过铺筑试验路段来修改、充实、完善施工方案和技术练兵,以利指导生产。

5.4加强施工过程中的质量管理与检查6、加强沥青路面养护

6.1要经常保持路面清洁,无杂物和硬物存于沥青路面上。

6.2要疏通排水系统,特别是雨季到来之前,以免积水渗入路基路面,影响路面强度和稳定性。

6.3要及时养护,把病害消灭在萌芽期。

7、提高全员的质量意识,加强员工的素质培养

7.1要提高工程质量,必须首先解决好认识问题,并加大落实到全员、全方位、全过程中去的力度,确实树立“百年大计,质量第一”的思想。决策部门、建设、设计、施工、监理各个部门都要各尽其责,各把其关。

7.2强化质量管理工作,严格贯彻执行公路工程质量管理办法,出了问题要追究责任,严肃处理,谁负责谁承担。同时要善于总结经验,吸取教训,从根本上认识到“质量是工程的生命”。结束语

沥青路面病害的出现,不仅与设计、施工的等路面形成前的环节有关,而且与路面使用、管养过程中密切相关。应从观念和实际行动上提高对高速公路工程养护管理的投入,特别是科技投入。积极开展对沥青路面材料、工艺等方面的尝试和研究，掌握先进的维修养护技术,做出费用最省、效果最佳的养护处治方案。按照“无病早防,有病早治”的原则,减少沥青路面常见病害的破坏,延长路面的使用周期,提高投资效益。抗裂性水稳基层施工技术前言:

近年来，高速公路工程建设事业快速发展，使得水泥稳定碎石基层材料的普遍应用。水泥稳定碎石是一种半刚性路面结构，作为沥青混凝土的下承层，以其优异的力学性能，良好的板体性、水稳定性和一定的抗冻性能广泛地应用在高速公路和其他高等级公路路面基层。但是多年来的工程实践也暴露出水泥稳定碎石基层材料的缺憾。由于水泥稳定碎石与生俱来的原因，其干缩性和温缩性而产生的横向裂缝不可避免。而一旦水泥稳定碎石基层裂缝形成，事必会使裂缝反射到沥青面层，给公路工程质量造成了隐患；进而降低了公路的路用性能。

我部承建的榆绥LM4标地处陕北毛乌苏沙漠与黄土高原的过渡地带，主要为河谷地貌，河谷较宽阔。项目所在区处于中温带半干旱大陆季风性气候区，春季气温日差较大，寒潮霜冻经常发生，并多有大风，间有沙暴；夏季暑热，常有夏旱和伏旱；秋季降温快，早霜冻频繁，受沙漠影响，气温变化快；冬季漫长而干冷盛行西北风。如何减少水稳基层裂缝，是工程技术人员需要总结研究的方向。

我部2011年施工强嵌挤骨架密实型水稳碎石基层单幅17.7km，2012年3月在管理处组织的路面施工单位全线裂缝排查中，我部共排查出裂缝18道。其中因通道、涵洞台背不均匀沉降反射到基层下面层的裂缝就有12道，因干缩温缩导致反射至下面层的裂缝仅有6道，在全线4家路面施工单位中最少。以下结合榆绥高速LM4标的建设，对抗裂性水稳基层的施工技术进行一些探讨。一、抗裂性水稳工法特点1、较传统的水泥稳定碎石有更好的水稳定性和抗裂性。提高了基层的路用性能。2、施工工序衔接紧凑、接缝少、工期短，经济效益显著。3、水泥稳定碎石基层混合料在满足无侧限抗压强度的前提下（6天标准养生，1天浸水无侧限抗压强度）能够减少水泥用量，并降低了最佳含水量，提高了基层的抗裂性。二、抗裂型水泥稳定碎石基层设计理念及工艺原理

抗裂型水泥稳定碎石是在原有的水泥稳定碎石级配的基础上，结合多年的级配碎石基层配比设计的经验，根据水泥稳定碎石基层材料所固有的特性（温缩、干缩），在集料的配比上，使其成为骨架密实型（强嵌挤结构）以提高水泥稳定碎石基层的抗干缩能力，而科学合理地降低水泥用量（在保证水稳基层足够的强度基础上），以提高水泥稳定碎石基层材料的抗温缩能力。通过科学的配合比设计，合理的摊铺、碾压等机械组配，适宜的养生方法，提高了路面基层的平整度，增强了路面基层的路用性能，且粗集料的增加大大提高了基层表石的粗糙度，这样也有利于沥青封层或透层与基层更好的结合。三、抗裂性水稳基层施工技术及过程控制1、原材料控制1.1水泥水泥是水稳碎石结构中唯一的胶凝材料，其质量尤为重要。为保证混合料有足够的时间进行拌和、运输、摊铺、碾压，水泥的初凝时间应大于4h，终凝时间在6h以上。宜采用普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥，禁止使用快硬水泥、早强水泥及受潮变质水泥。该工程采用铜川声威P.O42.5级缓凝水泥，经检测满足规范（表1）要求。表1水泥技术要求项目细度%初凝时间终凝时间安定性抗压强度抗折强度3d28d3d28d标准不超过104h6h沸煮法检

验合格11.032.52.55.51.2粗集料

1.2.1粗集料生产过程中二次破碎禁止采用鳄式破碎机。

1.2.2碎石技术指标要求见表2。表2碎石技术要求项目表观密度（t/m3）压碎值（％）针片状（％）大于9.5mm4.75～9.5mm质量要求≥2.6≤25≤15≤201.2.3所用碎石最大粒径≤37.5mm，并按粒径1＃料19～37.5mm、2＃料9.5～19mm、3＃料4.75～9.5mm和4＃料0～4.75mm四种规格备料。各种规格集料必须符合表3的要求。1.2.4不同规格的集料之间应有隔离设施，并设标识牌，严禁混杂。1.3细集料1.3.1细集料采用采石场破碎石料时通过4.75mm的筛下部分，其规格必须符合表4的要求。1.3.2细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，其质量应符合表5的规定。细集料的洁净程度，以砂当量表示。

1.3.3细集料堆放时，必须采取严密覆盖或搭棚保护，防止雨淋。1.4水

1.4.1采用无污染水或饮用水。

1.4.2遇到可疑水源，应按表6进行检验，合格后方可使用。2、施工质量控制

2.1工作准备

在正式开工前，调试拌合设备，使其处于设计的最佳性能状态。调试出符合要求的配合比，并保证计量数据的准确性。对施工图纸全面复核，对现场导线和水准系统进行复测和敷设工作。检查下承层的标高、平整度、宽度、中线偏位、横坡及压实度等技术指标。清扫下承层表边，使其清洁。修补下承层的缺陷。洒水车洒水，使下承层保持湿润。2.2测量放样

用全站仪沿施工前进方向，分别准确放出半幅路宽范围两侧外50cm处的位置点（间隔10m）。分别在已放好的两侧边桩位置处插打带可上下移动横杆的基准钢钎，在横杆上架设3mm粗基准钢丝，用紧线器拉紧，拉力不小于800N。基准钢丝用匝丝扎紧以防滑落。用水准仪测出各钢钎横杆端头标高，确定松铺系数。本项目松铺系数经试验段测定为1.33，此后大面积施工时就以试验段测定出的松铺系数来控制高程放样。

立模以放出的内外侧边桩为标准向内推50cm做为立模边线，立模采用18cm槽钢，每3m一根，在外侧焊接35cm左右的三角支撑，用钢钎固定以保证槽钢的稳定牢固。

测量放样采用基准钢丝法进行标高、纵坡、横坡及平整度控制。2.3拌和

我部水稳拌和采用两台南方路基500型集中拌和站。每台每小时最大产量500t，每日施工前，严格检测当日所用材料含水量，根据含水量调整当日生产配合比。操作人员严格按照项目试验室提供的生产配合比参数调试好拌和机，精确测定各料仓的配料重量，确保配比符合要求。

每天开始拌料，出料时要及时取样检查是否符合设计配比，出料后每1h-2h检查一次拌和情况，抽检其级配、灰剂量、含水量是否变化。高温作业时早晚与中午的含水量要有区别，要按温度变化进行及时调整。取样进行7d浸水抗压强度试验。在施工过程中尤其要根据气温及混合料运输距离控制好混合料的含水量。虽然含水量偏高有助于水稳基层的强度形成，但考虑到为防止裂缝的出现，拌和含水量控制在比最佳含水量略高1%以内为佳。2.4运输

为了节省运输时间，混合料均采用载重25t以上的自卸车运输至摊铺现场；运输车辆在每天开工前进行全面检查，清理车厢，确保车厢内清洁；运输车辆数量必须满足拌和出料与摊铺需要，并略有富余；车上的水泥稳定碎石混合料必须覆盖，减少水分损失；车辆严禁超载运输混合料；应尽快将拌成的混合料运送到铺筑现场。如运输车辆中途出现故障，必须立即以最短时间排除，当有困难车内混合料不能在水泥初凝时间内运到工地，必须予以废弃。2.5摊铺

施工前一天测量放样，按摊铺机宽度与传感器间距，直线段上间隔10m、平曲线上5m做出标记，打好导向控制线支架和挂好导向控制线。开始施工前，必须调整摊铺机和采取下列措施，以防止水泥稳定碎石混合料离析：

（1）调整螺旋分料器离地高度，分料器不得安装在高位；

（2）调整分料器与前挡板刮板和熨平板之间间隙，间隙不得大于25cm；

（3）必须采取措施降低前挡板刮板离地高度，如设塑料挡板或传输带等；

（4）前挡板刮板两端安装合适废旧传输带，以防止两端混合料自由滚落；

摊铺时，必须遵照下列要求进行摊铺作业：

（1）采用多机梯队立模作业，外侧摊铺机在前、内侧摊铺机在后，前后保证速度、摊铺厚度、松铺系数、路拱坡度、摊铺平整度、振动频率等的一致，摊铺接缝平整；

（2）摊铺机以匀速、不停歇为宜，摊铺速度宜控制在1.5~2.0m/min；

（3）螺旋分料器必须匀速不间歇的旋转送料，且全部埋入混合料中；

（4）螺旋分料器转速应与摊铺速度相适应，保证两边缘料位充足；

（5）铺筑弯道路段时，应及时调整左右两侧分料器的转速，保证两侧供料均衡；弯道超高基层摊铺应确保超高部位的供料充足；

（6）摊铺过程中，摊铺机必须开启振动器和夯锤。振动器振动频率不得低于30Hz（4级），夯锤冲击频率不得低于20Hz（冲程不低于6mm），以保证初始压实度和减少含水量损失。2.6碾压直线段碾压时，压路机应从外侧向路中心碾压；平曲线有超高路段，由低侧向高侧、自内向外碾压。应遵循试验路段确定的程序与工艺进行碾压。建议按如下方式进行初压、复压和终压：（1）初压采用26T以上胶轮压路机在前、双钢轮压路机在后并紧跟每台摊铺机进行碾压。碾压重叠1/2轮宽，碾压速度应为1.5~1.7km/h，碾压遍数不少于2遍；（2）复压采用20t以上的振动压路机，2台振动压路机为一组（前后间距可控制在5m以内），统一速度，同步前进、同步后退负责对1台摊铺机摊铺混合料的碾压。每组压路机振碾组合方式：弱振1遍~强振1遍~弱振1遍~强振1遍，压完半幅为1遍，碾压遍数总共8遍。碾压重叠1/2轮宽，碾压速度为1.8~2.2km/h；

（3）终压采用双钢轮压路机或胶轮压路机或两种压路机组合，碾压方式和碾压遍数应以弥合表面微裂纹、松散以及消除轮迹为停压标准。

摊铺过后，必须做好下列两项工作：

（1）设专人立即对所摊铺混合料表面进行检查。局部粗集料集中部位，必须在碾压前采用过4.75mm筛的湿混合料进行弥补，并翻拌均匀。

（2）碾压前，必须沿着侧模处将水泥浆灌入基层边缘混合料中，保证水泥稳定碎石（底）基层边缘强度。

2.6.3初压、复压和终压作业应密切衔接配合、一气呵成，中间不得停顿、等候和拖延，也不得相互干扰，以保证在最短时间内完成全部碾压作业。

碾压作业结束前，如有局部晒干和风干迹象，影响压实时应及时喷雾。

压路机应在已压段落上换挡。在未碾压段落换挡倒车时，换挡要轻且平顺，不要拉动基层，且位置错开成齿状。倒车应原路返回。倒车出现拥包时，应配专人进行铲平处理。压路机应停在已碾压好的路段上，且停车错开3m以上，以免破坏基层结构。严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上调头和急刹车，以保证水泥稳定碎石（底）基层表面不受破坏。碾压作业必须在水泥初凝前完成，并达到规定压实度，基层表面无明显轮迹和微裂纹。否则，必须进行返工处理。2.7接缝处理摊铺时必须连续作业不中断，若遇下列情况必须设置横向施工缝：（1）因故中断时间超过2h，则应设横缝；（2）每天收工之后，第二天开工的接头断面应设置横缝；（3）通过桥涵特别是明涵、明通，在其两边应设置横缝，且基层横缝必须与桥头搭板尾端吻合。横缝应与路中心线垂直设置，其设置方法：（1）压路机碾压完毕，沿端头斜面开到下承层上停机过夜；（2）第二天将压路机沿斜面开到前一天施工的基层上，用3m直尺纵向放在接缝处，确定出基层面离开3m直尺的点作为接缝位置，沿横向断面垂直挖除坡下部分混合料，清理干净后，摊铺机从接缝处起步摊铺；（3）压路机沿接缝横向碾压，由前一天压实层上逐渐推向新铺层，碾压完毕再纵向正常碾压；（4）碾压完毕，接缝处纵向平整度应符合指南规定。2.8养生与交通管制每一段碾压完成且平整度、压实度、厚度等质量检查合格后，压实基层表面应及时覆盖透水无纺土工布并洒水养生。水泥稳定碎石压实完毕，至少养生7d后方能铺筑上层。养生14d后，可移走覆盖的透水无纺土工布，但在铺筑上层之前，应始终保证基层表面湿润。养生用洒水车必须采用喷雾式喷头，严禁采用高压式喷管，以免破坏基层结构。土工布覆盖的养生期间，应采取硬隔离措施封闭交通，严禁一切车辆通行。覆盖养生结束后，基层上禁止一切超载车辆通行，同时应采取措施避免车辆集中快速行驶，以保护基层（底基层）骨料不受破坏。2.9根据我部榆绥LM4标基层施工总结出以下质量控制要点：

1、选择精良的拌和设备，提高控制精度；

2、采用重型碾压设备使骨料嵌挤密实，提高基层结构的整体抗拉性能；

3、控制含水量，在满足施工的条件下尽量降低含水量；

4、养生完成后尽早进行下封层的施工，减少基层暴露时间，进而减少干缩裂缝的产生。结束语：抗裂性水稳碎石基层是公路基层施工中一个较新的概念。我部通过抗裂水泥稳定碎石级配范围组成、抗裂水稳基层施工控制的重要环节和施工整个过程质量控制。经过调查抗裂水稳基层的裂缝数量，可知抗裂水泥稳定碎石级配范围组成相对过去水泥稳定碎石更为合理，施工控制的重要环节基本满足抗裂水稳基层施工要求，抗裂水稳基层相关技术的推广应用前景较大。

关于强嵌挤骨架密实型水泥稳定碎石（底）基层的设计及施工一、原材料的选用：

我项目采用山西柳林石料场生产的石灰岩。由4种规格的材料组成：1#料：19-37.5mm、2#料：9.5-19mm、3#料：4.75-9.5mm、4#料：0-4.75mm。水泥采用陕西省声威建材有限公司生产的缓凝P.042.5水泥。水为当地饮用水。

强嵌挤骨架密实级配设计的主要要点是指粒径大于9.5mm集料形成主骨架结构、4.75-9.5mm集料以不干涉主骨架结构为原则形成次骨架结构、4.75mm细集料密实填充于骨架空隙间且不得撑开骨架结构、0.075mm以下石粉含量适当以确保具有足够粘聚力以防粗细集料离析等条件的连续级配。二、强嵌挤骨架密实型水泥稳定碎石（底）基层的级配设计要求范围：三、水泥稳定碎石压实度及强度要求：

原材料的技术要求：水泥：应符合国家技术标准要求的水泥初凝时间应大于4h，终凝时间大于6h小于10h的普通硅酸盐水泥。矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥。禁止使用快凝水泥。早强水泥及受潮变质水泥。采用散装水泥必须水泥出炉后停放7d以上，且安定性检验合