摘要：随着我国公路网愈加完善，当今新建高速公路工程数量越来越多。其中，沥青路面作为高速公路工程的重要组成部分，决定了高速公路的性能、驾驶舒适度。这就需要全面加强高速公路沥青路面施工控制工作，保证可以达到设计标准。基于此，本文结合G15沈海高速（嘉浏段）2015~2018历年道路维修专项工程，分析高速公路沥青路面施工方法以及质量控制措施。
关键词：高速公路；沥青路面；施工方法；控制措施
引言
随着我国公路交通事业不断发展，我国公路网建设工作也进入到了关键时期。高速公路作为各个地区文化、经济、信息流通的重要渠道，保证高速公路工程施工质量有着重要意义。对于高速公路工程来说，沥青路面施工质量决定了施工舒适度、安全性，所选材料、技术、管理方法等与沥青路面的施工寿命有着直接关系。为了能够确保沥青路面施工质量达到设计标准，要从人员配备、选择材料、路面设计、路面施工等方面着手，只有从细节角度出发才能够保证高速公路沥青路面工程的整体质量。很多新建高速公路工程在投入使用不久就产生了沉陷、车辙等病害，究其根本是因为施工技术和质量控制工作不符合标准要求。因此，全面加强高速公路沥青路面施工技术和质量控制研究有着重要意义。
一、工程概况
（一）工程现状
G15（嘉浏段）高速公路已经建设了十多年，线路全长13.91km（含890m段），南起G15（嘉金段）养护桩号1266.910K，北通江苏太仓养护桩号1253.000K，东连G1501（北环）并板段，是上海中心城通往嘉定新城的干道，对上海对外交通起到了重要作用。随着道路车辆不断攀升的情况下，其部分路段的道路路面、基层路面出现了严重病害。应G15（嘉浏段）高速建设单位要求，由养护公司和设计、监理单位先调查各路段病害发生程度及统计工程量，计划维修相关路段内的道路病害，使维修后道路各项指标满足行业的要求，及提高和保障社会车辆通行安全及舒适度。主要病害包括：
1.坑槽与波浪（拥包类）。由于车流量增多，大型车辆数量较多，导致路面沥青混合料无法抵抗车辆制动的变形阻力，长期因为路面荷载问题产生混合料推移，造成波浪、坑槽等问题。特别是G15（嘉浏段）路段的下坡路段，车辆制动惯性更大，推移现象进一步加重，从而产生病害问题。
2.沉陷和车辙。路面承载压力大、受雨水侵蚀，降低了沥青路面的稳定性和强度，增加了基层、面料变形量，最终演化为表面沉陷。再加上多年使用路面局部存在裂缝，雨水侵蚀会影响路基荷载力，可能会造成车辙问题。
（二）施工质量目标
结合《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）相关质量标准，开展沥青路面施工以及质量控制工作，同时按照《上海市工程建设规范 DG/TJ08-2144-2014 J12722-2014 公路养护工程质量检验评定标准》进行质量验收[1]。本工程的工程量清单见表1。
表1 G15（嘉浏）高速公路2018年道路维修专项工程工程量清单
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二、高速公路间沥青路面施工设计
（一）结构设计
结合G15（嘉浏段）高速公路的地区地质情况、水文情况、气候特点、公路等级、使用要求、交通量、交通组成等因素，分析路面产生病害的因素，设计路面结构组合形式。本工程在施工设计当中，主要是从以下几点出发：
1.适应车载作用要求。路面结构层的刚度、强度自上而下递减，保证可以发挥各个结构层级材料的功能效用。基层、面层膜量在0.3以上；基层和土基层、底基层膜量比控制在0.08-0.40之间。
2.自然因素影响下保持路面稳定。基层选择水稳性较强的材料，考虑到近些年上海地区极端天气较多，因此还要考虑防冻胀、翻浆等病害，确保垫层可以抵抗极端天气；路面总厚度满足防冻厚度标准。
3.考虑结构层特性。要求路面基础足够坚实、面层耐久性强、土基足够稳定；根据G15（嘉浏段）路段实际特点合理选材、科学施工。
（二）路面厚度设计
结合勘测和调查结果，在确定路面结构层厚度时，必须要满足结构刚度标准以及沥青面、半刚性层、底基层抗疲劳开裂要求。轮隙中心路标弯沉值ls不得超过设计弯沉值Id，要求 ls≤ld。大部分高速公路工程路面结构性能都是以路面弯沉值作为指标。在路面厚度计算中，要结合设计指标利用多弹性的理论进行验算。根据高速公路等级、年限标准当量轴次、路面类型确定最终的弯沉值。结合公式：
ld=600 N e-0.2AeAsAb
在公式中：ld代表设计弯沉值，测量精度为±0.1 mm；Ne代表设计年限内一个车道累计当量轴次，单位为“次/车道”；Ae表示高速公路等级系数；A表示面层类型系数，本工程的沥青混凝土面层为1.0；Ab表示路面结构类型系数，本工程的半刚性基层沥青路面为1.0，柔性基层沥青路面为1.6[2]。
（三）施工材料配比设计
根据G15（嘉浏段）道路专项维修工程概况，工程基层、底基层主要是采用水泥稳定集料、石灰粉煤灰稳定集料，基层、底基层采用悬浮密实级配方案，严格控制集料粒径，通常集料粒径不得超过31.5mm，底基层集料粒径不得超过37.5mm，这样有助于提高基层、底基层的稳定性，减少干缩变形量、上部荷载变形量、雨水冲刷影响。水泥、沥青料、钢筋等材料规格见表2。
表2 G15（嘉浏段）工程材料
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沥青路面施工要保持足够的平整度的、抗滑性，同时可以抵抗高温车辙、低温裂缝、抗雨水冲刷。沥青面层选择了SMA-13（掺3.5‰聚酯纤维）、AC-20C（掺4‰抗车辙剂），可以满足“中、轻交通道路石油沥青技术要求”标准。沥青面主要是分为上下两层设计结构，根据交通条件、气候特点、使用标准、结构功能等，对沥青料性能进行检测。对于上下两层路面，由于上层路面要具备较强的抗滑性、密实度、抗裂性，所以采用SMA-13；下面层要求有较强的抗车辙性、抗剪切力、高密实度、防渗性、抗开裂性，所以选择AC-20C。在确定沥青混合料最佳用量设计中，采用体积法计算，确保沥青料级配、稳定性、饱和度VFA、矿料间隙率VMA、流值、马歇尔密度、空隙率、60℃动稳定度等满足《公路沥青路面施工技术规范》《上海市工程建设规范 DG/TJ08-2144-2014 J12722-2014 公路养护工程质量检验评定标准》要求[3]。
三、高速公路沥青路面施工方案
（一）准备工作
做好施工前的准备工作，包括施工材料、设备、测量放样、勘察设计、配比试验。特别是要保证试验段施工可以达到设计标准，并以试验段设计要求、参数制定施工方案，这样才能够为后续施工奠定坚实的基础。沥青混料质量必须要满足质量标准，保证搅拌均匀、色泽一致、无块状；如果出现明显花白、颗粒分离、结块、干燥、油量超标等混合料一律不得使用。
（二）沥青料运输
沥青料运输前要制定好运输路线，尽可能以最快的速度将沥青料运输到施工现场。运输车选择大吨位自卸汽车，在运输车装载部位涂抹隔离剂，避免沥青料粘附。为了保证沥青料运输到现场后温度达到摊铺标准，需要在表面上覆盖一层土工膜，确保沥青料运输到施工现场后温度在150℃以上[4]。同时，为了保证可以连续提供沥青料并且减少等候时间，要合理配置运输车数量，保证沥青料可以不间断运输。这样不仅可以保证施工连续性，还能够避免沥青料长期等待或搁置产生温度不足或变质等情况。
（三）粘层油
新铺沥青面层间、新老沥青路面间必须喷涂粘层油。主要是采用乳化沥青，严格控制用量，保证在0.3-0.6L/㎡之间。使用沥青洒布车喷洒粘油层，提前选择好喷嘴规格，保持洒布速度稳定、喷洒量恒定。有专人负责操作机动或手摇的沥青洒布机喷洒，时刻关注喷洒的均匀性。如果施工气温低于10℃时，不得进行施工，寒冷季节施工为了能够保证质量可以分两次喷洒。保持路面足够干燥，表面湿润或存水不得喷洒粘层油[5]。
喷洒的粘层油为均匀的雾状，在路面表层上生成均匀的薄层，不得出现不均、成条状等情况。如果喷洒存在遗漏部位或局部不均要补洒，过量处应刮除。喷洒粘层油后禁止运料车外所有的车人通行。粘层油宜在当天洒布，带乳化沥青破乳、水分蒸发完成，或稀释沥青中的稀释剂基本挥发完成后，紧跟着摊铺沥青层，确保粘层不受污染。
（四）摊铺
沥青料摊铺中的气温不得低于10℃，否则要采取混合料保暖措施。对于低于0℃天气或冬季大风天气不得施工；夜间铺筑要有充足照明度。在对沥青料进行摊铺前，要先确保沥青料温度达到标准，由专业人员检测沥青料温度。在保证现场沥青料可以满足施工标准后，准备好摊铺机，对摊铺设备进行预加热，确保摊铺设备起步后避免因温度过度低，沥青料产生结块、密实度不够等缺陷并保持相同的摊铺宽度和厚度，初次摊铺速度为2-3m/min，随后逐渐提升并稳定摊铺速度到3-4m/min，保证摊铺机运行的均匀性，一次性摊铺完成，并检测摊铺厚度、均匀性是否可以达到标准。
（五）碾压
碾压是沥青路面施工的醉后一道工序，也是十分重要的施工环节。如果碾压工作不到位很有可能造成路面沉陷、车辙、波浪等病害问题。做好压路机选择工作，C15（嘉浏段）道路专项工程用3台压路机设备，为“二用一备”，如果机械突然故障可以保证备用机继续施工，保持施工的连续性。在碾压时，由二台压路机共同静压1次，重叠宽度不小于30cm，碾压速度为3-4m/min，根据路面压实度碾压3-4次，之后进行振动碾压1-2次，碾压速度为6-7m/min，使用环刀法或超声波检测路面压实度，达到97%以上为合格[6]。局部用压路机无法压实的部位采用人工压实方法，压实度在95%以上。
四、沥青路面施工质量控制
（一）确保沥青料质量
对各种原材料进行了材质的检测，以保证各种材料能达到工程质量要求。
道路病害内容主要依据上海城建养护管理有限公司的《2015~2018历年G15（嘉浏段）高速公路设施专项维修工程设施调查报告》以及现场踏勘情况。
（二）质控整体方案
高速公路路面病害结合《2015~2018历年G15（嘉浏段）高速公路设施专项维修工程设施调查报告》以及现场踏勘情况。
1、裂缝修补：每天按施工计划对当天施工路段内的裂缝进行逐条铣刨（小范围），铣刨至基层上部，查找各类基层裂缝先进行灌缝（未破碎的基层，符合基层弯沉结构强度）。之后再（灌好缝）的裂缝上部再覆盖（粘贴）宽度为0.5m 的JSD抗拉性贴缝带，避免摊铺后路段的基层反射裂缝及各结构层之间的施工缝开裂渗水，最后用AC-20C衬垫至上面层顶标高。
2、整体铣刨加罩：因G15（嘉浏段）高速的车流量较大，占道施工容易造成大面积交通拥堵，交警给予批复的施工时间较短，无法满足当天一次性完成铣刨、基层病害维修、摊铺等全流程维修时间要求。最后建设、设计、监理、施工各单位群策群力下，选定先每天维修裂缝再整体摊铺的施工方案。待全部维修路段的裂缝及基层病害维修完毕，再在沥青路面上面层重新铣刨4cm，用SMA-13摊铺面层。表面看上述施工工艺因二次施工，浪费了部分资源。实际该工艺经历年的后评估，不但利用了有限的维修经费有效的避免了维修路段因基层维修不彻底引起的二次返修，大幅提高了摊铺路段的平整度及工程整体维修质量。
结束语
综上所述，高速公路沥青路面施工技术较为复杂，要求较为严格，必须要严格控制每个施工环节。因而，必须要提升高速公路沥青路面施工技术的重视，同时，还要不断研究高速公路沥青路面病害防控措施，保证高速公路整体建设的质量，为我国公路事业发展奠定坚实有力的技术基础。
参考文献：
[1]杨东云.高速公路沥青混凝土路面施工准备及工艺控制措施[J].建筑技术开发，2019，46（22）：119-120.
[2]李晓霞.京津地区高速公路沥青路面施工质量变异性及控制措施分析[J].中国市政工程，2019（05）：112-113.
[3]张克武，卢瑜.高速公路沥青路面施工工艺质量控制研究[J].华东公路，2019（05）：28-30.
[4]何秋菊.高速公路沥青混凝土路面施工试验检测技术控制[J].黑龙江交通科技，2019，42（10）：65-66.
[5]夏金.高速公路沥青路面工程施工控制分析[J].智能城市，2019，5（19）：184-185.
[6]张青青，刘兴中.高速公路工程沥青路面施工技术与质量控制[J].交通世界，2019（27）：38-39.
[7]张志烨.高速公路沥青混凝土路面施工的质量控制[J].交通世界，2019（27）：46-47.
论文作者:甘文杰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/18
标签：沥青论文; 路面论文; 高速公路论文; 沥青路面论文; 基层论文; 病害论文; 面层论文; 《基层建设》2019年第28期论文;