郭养才
(山西省公路局朔州分局朔城区段,山西 朔州 036001)
随着我国公路交通的发展,沥青混凝土路面的建设发展迅速,但沥青路面早期病害,如:推移、沉陷、网裂等病害难以控制。2006年山西省朔州公路分局在董元线(山区)路面改造工程施工过程中,针对原路面出现的病害,认真分析病害原因,并采取有效的预防措施,从而提高了山岭重丘区沥青路面的质量。下面就采取的措施介绍如下:
董元线起点位于右玉县境内董半川,与虎山线 K64+228处相交,终点在朔城区元子河与大忻线K110+707处连接,全长62.55 km。该线路是朔州市煤炭外运的一条二级运煤专线,全线完全分布在山岭重丘区,沟壑纵横,坡陡弯急,蜿蜒曲折,高填路基较多。
董元线于1997年竣工通车,当时土方工程和涵洞工程是由所属四区县动员乡镇全民义务修建的,由于设备不到位,高填方段未经分层填筑压实,导致路基沉陷非常严重;且部分路段基层强度不足,导致沥青路面大面积出现坑槽、龟裂、网裂、推移等病害。特别是K42+550~K62+550段,沿线经过村庄、煤站多达80余个,交通量大,大吨位车辆多,且急弯陡坡多,该段沥青路面破损极为严重,如果在这段能够防止病害出现,提高工程质量,合理治理,那么下一步可全面推广。因此,分局决定对该路段进行改建的同时,将该路段作为防止病害发生,提高路面质量的重点试验路段。
路面在开工前,分局养路科、工程科、勘测设计所、朔州公路段的有关技术人员再次实地查看,共同研究了近年来养路中大修工程沥青路面出现病害的原因,针对性提出了改进方案。
初步拟定的处理方案为:将翻浆路段下挖60 cm~80 cm换填砂砾来处理,沉陷、坑槽路段采用砂砾找平,挖除老油皮,铺筑10 cm~15 cm水稳砂砾找平层;再铺筑20 cm水稳砂砾底基层,水泥剂量为4 %;20 cm水稳碎石基层,水泥剂量为6 %;5 cm沥青砼下面层,碎石级配为AC-20,油石比为4.6 %;3 cm沥青砼上面层,碎石级配为AC-13,油石比为5.1 %。
基层、底基层直接承受和传递着面层的行车荷载,质量好坏直接影响公路的使用年限。我们在研究上述方案的同时,决定在急弯、纵坡较大的地段将水稳基层、底基层的水泥剂量提高一个百分点,这样既可以提高基层、底基层的强度,同时,保证了工程质量,延长路面使用年限,且降低了沉陷出现的几率。
水稳基层、底基层必须加强养护,在摊铺、碾压成型后,必须养护到位,防止由于表面干燥产生的干缩裂缝。由于地处山岭重丘区,洒水后水会很快流到较低的地方,我们采用了由高到底、由慢到快的洒水办法,即水车从坡顶慢洒到坡脚快洒、弯道外侧慢洒到内测快洒的原则,这样既可以保证养护到位,又可以保持水稳基层、底基层具有足够的含水量,从而达到水稳层成型的目的。
面层与基层连接不好,是沥青路面早期推移的原因之一。
采用水稳粒料作为路面基层,要解决好面层与基层的连接,透层油喷洒也十分关键。在施工中,若采用石油沥青最为透层油,沥青用量容易保证,但喷洒均匀程度难以控制,容易被行车带走,而且不能很好的渗入基层。为了克服这一缺点,决定采用如乳化沥青作为透层油,其沥青含量为40 %~45 %。
在试验室确定了矿料级配和最佳用油量后,还根据沥青拌合设备的性能、施工控制精度及材料变异情况进行了试拌试铺,进一步调整直至拌合设备生产出的混合料符合设计规范要求,才作为生产配合比使用。
为了防止急弯、陡坡路段的推移,我们采用了改进矿料级配的方法,即采用AC-25沥青砼配比(见表1),这样既提高了沥青砼路面的耐磨性,又增加了沥青砼路面与水稳基层的粘结力,同时还节约了沥青用量。
表1 改进矿料级配方法
路面排水系统是预防路面出现沉陷翻浆的主要手段之一,排水系统的完好情况直接影响着路基、路面的稳定性,因此,道路必须具备完好的排水系统。
我们在纵坡较大的地段修建了急流槽,在急弯处修建了边沟,并且加大了边沟尺寸,这样既保证了降雨量较大时,雨水能顺利的排出路基,同时又降低了翻浆、沉陷出现的概率。
施工技术方案确定后,施工控制即成为质量保证的关键。施工前我们认真编制了施工组织设计,并组织全体施工技术人员进行上岗培训,使每个人都熟悉各施工工序的技术要求,熟练掌握了施工操作规程,明确质量目标,把质量要求同进度要求紧密结合起来,跟班作业,保质保量地完成任务。
乳化沥青透层油的喷洒、沥青矿料的级配、油石比的控制是影响工程质量的主要因素。在水稳层洒水养护7 d后喷洒乳化沥青,为使乳化沥青真正渗入基层起到上下层连接作用,我们对乳化沥青含量、喷洒方式进行了多次试验,按 45 %的沥青含量生产的乳化沥青喷洒后渗入基层的深度只有1 mm~2 mm,仍不能满足施工要求。经多次试验,含量为 40 %的乳化沥青渗入的深度可达3 mm~4 mm,效果较好。喷洒次数按实际进行了调整:急弯、陡坡地段喷洒2次乳化沥青,即下面层和上面层之间再喷洒一次乳化沥青,保证面层与面层之间具有足够的粘结力,防止推移现象发生;平缓直线地段可喷洒1次乳化沥青,喷洒前必须将基层表面杂物清扫干净,喷洒后及时撒铺一层0.5 cm以下石屑,并注意控制行车,使乳化沥青能够破乳成型。经实际计算,喷洒乳化沥青1 m2用量为1.3 kg~1.8 kg,可满足施工要求。
随着科学技术的不断发展,机械设备也在不断更新,机械设备已经成为公路建设的主要力量,尤其是先进的机械设备,它的使用是保证工程质量、提高工程进度的重要前提。
董元线改建工程采用全自动控制的找平摊铺机铺筑水稳拌合料,其平整度合格率达到了98 %以上,同时利用了红外线自动找平沥青摊铺机,铺筑沥青拌合料。由双钢轮震动压路机进行初压和复压,再由胶轮压路机进行终压,使油面达到了相对的密实,这样既减少了沥青砼路面的渗水现象,又提高了路面的使用年限。
该工程于2006年6月5日开工至2006年9月30日完工。朔州公路分局于2006年10月24日初验,10月26日进行了竣工验收,沥青路面各项技术指标均符合规范要求。在边修建边通车的情况下,目前为止没有出现任何病害,工程合格率为100 %,工程质量得分为 97.86分,达到优良工程标准。这充分说明了只要精心设计、精心施工,制定切实可行的施工组织计划,采取一定的技术措施,采用先进的机械设备,严格执行施工技术规范,就能提高山岭重丘区沥青路面的质量。