南部非洲城市道路沥青双表处质量控制及缺陷修补

赵顺清

(中铁轨道工程研究设计有限公司　武汉　430079)

南部非洲城市道路沥青双表处质量控制及缺陷修补

赵顺清

(中铁轨道工程研究设计有限公司武汉430079)

摘要沥青表处是一种强基薄面型的沥青路面形式，其施工工序多，工序衔接紧密，质量控制要点多。文中结合南部非洲赞比亚卢萨卡城市交通系统升级改造项目，从基层要求、原材料质量及施工控制、路面养护等方面对双表处质量控制要点进行了总结，并对双表处常见病害在施工过程中质量控制的缺陷进行了探讨及分析，总结了相应的修补方法。

关键词沥青双层表处沥青洒布碎石撒布质量控制稀浆封层

近年来，随着我国基建企业走出去战略的进一步深入，越来越多的海外公路项目正在由我国企业实施。沥青双表处路面作为一种强基薄面型沥青路面(即基层上采用沥青处治，厚度2～3 cm,主要起封闭表层，防止表面水透入、构成磨耗层防止破坏、增加面层的抗滑性能、改善行车条件的作用)，其施工在国内已很少见到,主要用于三级以下或乡村道路，但在南部非洲如赞比亚、坦桑尼亚、肯尼亚等经济不发达国家,因其造价低廉、施工工艺简单等而被作为道路面层广泛应用。

卢萨卡城市交通系统升级改造项目内容包括485条拟建城市道路、约385 km的城市道路整修、新建、拓宽等，项目遍布整个市区，包括中央商务区、居民住宅区、工业区及商业区。其中C1等级道路为双层沥青表处，共计227.8 km，约占本项目拟建道路的60%，旨为改善市区土路行车条件，防止积水对道路产生破坏。

1沥青双表处路面施工简介

沥青表面处治是由沥青和石屑材料铺筑的一种薄层，即在道路表面洒布一定量的沥青胶结料后,再在其表面撒布一定量的单粒径碎石并通过碾压使碎石2/3嵌入胶结料而形成一种耐久、抗滑的道路表面的处治方法，是一种适合于低交通流量道路的简单、经济、高效的表面处治方式。由

于表处面层很薄，其主要作用是抵抗路面行车的磨耗和增强路面的防水性，提高路面平整度，改善行车条件。本项目沥青表处采用双层式：19 mm+9.5 mm沥青双表处+透层(乳化沥青)+基层(20 cm水泥稳定碎、砾石土)[1]。

双表处施工工艺流程为：基层清扫→洒透层沥青→洒布第一层沥青→撒布第一层19 mm石屑→碾压→洒布第二层沥青→撒布第二层9.5 mm石屑→碾压→初期养护→交通开放养护[2]。

2沥青双表处质量控制要点

2.1　基层的结构和表面状况质量控制

基层结构的强度和表面的平整度，以及路面的挠曲性质对铺筑经久耐用的表面处治是很重要的因素。由于表面处治很薄，几乎不起分布行车荷载作用，因此基层必须具有足够的强度和刚度来抵抗车辆荷载的反复作用。对于基层双表处施工控制要点如下。

(1) 严格控制基层压实度及基层材料的级配和塑性指数。控制压实度即为保证路基的承载能力；对于基层材料首先应严格控制超径颗粒的含量，因为大颗粒会影响其周围的压实度，日后形成凹陷，影响路面平整度。其次基层材料的塑性指数和小于0.075 mm细料的含量应取低值，以保证路基的稳定性，否则易导致翻浆，影响基层与表处面层之间的粘结力。在细料过多或塑性指数过大的情况下，还会造成基层表面致密，不利于双表处的透层油渗入。

(2) 控制基层平整度及横坡。由于南部非洲雨季时降雨量大，如路基没有形成良好的排水横坡，则易导致道路积水，使得沥青表处耐久性及使用寿命大大降低。基层平整度的控制主要做到防止集料的分离及采取合理的施工程序，可采用平地机先由中间向两边、再由两边往中间进行整平作业，在坡度较大的弧线段，加密高程控制桩；在含水量达到要求时及时碾压。

2.2　透层油洒布及其质量控制

根据沥青表处的特性，沥青表面处治与封层宜选择在干燥和较热的季节施工，并在最高温度低于15 ℃到来以前半个月及雨季前结束。

沥青表处路面施工质量控制关键在于保证表处路面与基层之间的粘结性能及路面沥青与石屑材料之间的粘结性。因此，沥青表面处治沥青材料要求渗透性好、凝结时间短、粘结力良好、便于浇洒和施工、耐久性好。沥青双表处采用80号石油沥青，透层采用PC-2型乳化沥青。由于道路石油沥青渗透性较差，为提高粘结力，在基层上应设置透层。本项目的基层为半刚性的水泥稳定碎、砾石土(注：通过后期试验表明，为保证透层对基层的渗透，碎、砾石含量应尽量高些或直接采用水泥稳定碎石更好)，这种材料做出来的基层表面非常致密，PC-2型乳化沥青渗透达不到要求(透层渗透一般为3～8 mm)，在与外方监理沟通协商后，在其中加入了一定的煤油来对PC-2进行稀释(煤油掺量根据水泥稳定碎、砾石土的细粒土含量以现场试验确定)，使其有良好的渗透性。

透层油洒布时机的选择在基层表面稍干后洒布，表面不能过于湿润或干燥，否则应晾晒或少量洒水后并晾干。沥青洒布后严禁车辆及行人通过。沥青的洒布温度根据气温及沥青标号选择，石油沥青宜为130～170 ℃，乳化沥青在常温下洒布，加温洒布的乳液温度不得超过60 ℃。施工关键是控制好沥青洒布量、洒布均匀性、洒布温度及洒布时地表温度。根据现场试验段试验后得出表处洒布量为：透层1.2 L/m2，第一层1.5 L/m2，第二层1.1 L/m2[3]。

沥青洒布是由沥青洒布车完成。由于本项目沥青运距比较远，为保证现场沥青洒布温度，选用了保温效果好、加热快且含双加热器的沥青洒布车。沥青洒布温度最好保持在140 ℃，地表温度最低是25 ℃，这样才能保持最佳沥青黏结力。沥青洒布中应尽量避免出现空白、洒布不均匀、沥青聚集等现象。

由于沥青表处施工与当地的气候环境、温度、交通状况、基层条件、集料条件均有非常密切的关系，所以双表处施工前一定要根据实际情况做试验段，并在做试验段时确定洒布车的车速、档位、计算机控制的喷洒数字，以及洒布量等等。

2.3　表处沥青层质量控制

本项目双表处施工第一层碎石集料的公称粒径为19 mm，第二层碎石集料的公称粒径为9.5 mm。双表处所用的碎石集料，其质量要求相对于普通骨料在针片状含量、坚固性、抗磨耗、级配要求等技术指标上更为严格，根据当地SATCC规范《南部非洲路桥工程标准规范》及外方监理要求，集料指标要求见表1、表2。

表1　沥青表处的矿料试验指标要求

表2　沥青表处的矿料推荐级配

碎石集料质量控制的主要内容是：①控制碎石集料的石粉含量。因为如果石粉含量过大，将大大降低了碎石与沥青之间的粘接力，使得层与层之间无法黏合，会造成路面松散，碎石脱落等严重质量问题；②采取良好的级配。因为如果级配不合理，将使得碎石镶嵌不均匀，在车辆行驶一段时间后，形成路面坑槽等质量问题。 根据现场实际情况，可采取以下措施控制石粉含量：①在料源选取上，以选用坚硬、耐磨性好的母岩作为原料；②在干旱季节进行生产备料，以利于破碎料充分筛分使石粉分离，另外雨季生产的碎石单独放置，且根据风向调整各成品料堆的设置；③必要时可采用预涂剂预涂。

浇洒主层沥青后(不必等全段洒完)应立即用集料撒布机撒布第一层集料，撒布集料应及时扫匀，要达到全面覆盖一层，厚度一致，集料要重叠，不露出沥青。当有局部缺料或积料时，应及时找补或扫除；当局部石粉过多和局部洒布量不够，采取人工形式将石粉清除及补洒。碎石撒布车是碎石撒布质量控制的重点，碎石撒布的重点是撒布率和撒布均匀性。按照赞比亚当地SATCC规范的要求：19 mm碎石和9.5 mm碎石撒布率分别为0.014 m3/m2和0.006 m3/m2。过大的撒布率会造成浪费，增加清扫工作量，并且导致碎石叠加，压路机碾压后会将碎石压碎，影响路面质量。

2.4　双表处养护及其质量控制

双层沥青表处道路的后期养护对其最终质量影响很大，养护的重点：①及时清扫路面松散脱落的石屑，避免造成已嵌固石屑的挤压破碎、松动，有利于平整稳固路面的形成；②对局部泛油、石屑脱落等缺陷进行及时处理，避免缺陷范围进一步扩大。由于本项目处于卢萨卡市区，施工完成后，迫于社会压力及交通管制困难，过早地开放了交通，所以本项目的后期养护显得格外重要。

(1) 主要在双表处施工前采取交通分流措施，且在有条件的情况下修建临时便道；在双表处施工完成后先采取强制措施封闭道路养护48 h，开放交通后配备专人负责养护和交通管制，并控制过往车辆车速≤20 km/h。

(2) 采取摆放路锥等方法控制车辆的行驶路线，使路面整个宽度内得到均匀压实，直至路面完全成型。并在开放交通一个星期之内，视情况进行1～2次的清扫作业以清除脱落的石子，以避免脱落的石子留在面层表面经过往车辆的碾压而使其他石子破碎或将已嵌固的石子挤出。在天凉季节施工的新开放的路段，由于在夜间温度低，在开放交通的初期，采取白天开放交通，夜间关闭的方式，直到路面完全成型。

3沥青双表处施工缺陷及修补方法

沥青面层是用矿料和沥青相结合的一种柔性路面，但由于在施工、养护及使用某个程序上的缺陷，在一些不利条件(如水文、气候、行车)等外部因素的作用下，会产生各种病害，所以应找出易产生病害的原因，及时处理，以保证行车安全。

(1) 沥青泛油。当用油量过大、使用粘度过低的油料、沥青与石料混合不均匀以及石料不足，均有可能形成泛油，泛油现象出现时间较长后，油料增多易行成油包；如果油层之间粘结不良，油层会被车轮粘起，形成病害。为避免这种情况，应采取如下措施：

①应将泛油段的油包点处理完毕，即在气温较高时，将泛油段的油包铲掉，露出硬底层晾干，如果底层水分过多，可将其挖去，填充新料，与原底层一并夯实，清除杂质，稍洒点热沥青，撒料均匀整平夯实。

②针对泛油段的轻重程度采取相应措施：轻度泛油，可撒粒径2～5 mm的石屑，通过行车碾压至不粘轮为宜；泛油较重地段，根据情况，可撒粒径5～10 mm的矿料，待稳定后，再撒粒径2～5 mm的石屑或粗砂，引导行车碾压成型；严重泛油地段，先撒一层粒径10～15 mm或更粗些的矿料，用压路机强行压入，达到基本稳定后，再分次撒5～10 mm和2～5 mm的矿料，引导行车碾压成型。

处理泛油原则，需掌握先撒粗料后撒细料和少撒、勤撒的原则。如果重复使用细料，结果会形成软的油石层，影响路面的稳定。

(2) 油料离析。当表处层碎石集料级配不合适，表处油料温度偏低或基底含水量偏大，车流量大或者车辆在表处层上急刹车或转弯，局部基底压实度不够时均可能引发沥青油料与碎石集料的离析。

根据不同原因产生的离析采取不同的修补方法，如是由基层引起油料离析则应先将基层修补好，待稳定干燥后，再修补表处油层；对于大面积松散，属于面层引起的，可将松散粒料清除，重做油层，轻微的可用罩面解决；对局部严重的松散，采用挖补法处理。

(3) 表处路面裂缝。当道路因温度、湿度变化引起路面结构发生涨缩和基层因碾压密实度差、强度不足而产生不均匀沉降时均会使双表路面产生纵横向裂缝。

受温度、湿度影响或基层本身干缩引起的小裂缝，在热季有时能自行愈合，可不处理。不能愈合的宽缝，在6 mm以内的可剔除或吹净缝内尘土杂物后，用细嘴壶将预热好的稠度较低的油料注入缝内，缝口刮平，随即沿缝口薄撒一层砂，并扫匀即可。缝宽在6 mm以上的，清除缝内杂物后，可用炒拌好的沥青或细粒式沥青混合料填入缝中，刮平缝口，薄撒一层砂扫匀即可。由于基层引起的网裂、龟裂，应分析具体原因，先消除底层病害，再修复油层。

(4) 表处路面外力破坏修补。由于本项目大部分为市区道路，双层沥青表处施工时交通封闭困难，且在施工完成后没有充分养护及交通管制的情况下迫于社会压力过早开放交通；再者道路修建完成后，随着道路交通条件的改善，各种重车都想尽量通过平交口转向我方道路，另因交通的改善促进道路周边的经济发展，因此沿线大量的土木工程开工建设，各种运输砂石料的大型、重型车辆在道路上原地转弯及掉头，造成了沥青表处道路的损坏，见图1。

a)　重型车辆对平交口处的破坏

b)　重型车辆原地转弯的破坏

根据现场实际情况先清除脱落和已松散部分的油层和浮土、石料，露出下面稳定的矿料颗粒，并晾干。根据厚度不同，可用拌和油石混合料修补。如沥青表处底下基层也有破坏，须先切除破坏的油层，先将底层修好，待干燥稳定后，再修补

表处油层。

对大面积表处破坏部分且可能出现反复破坏的地段，如表处道路的平交口处等，可在相应的范围加铺稀浆封层罩面，稀浆封层罩面具有优良的抗滑性能和良好的平整度的同时，可以有效地阻止地面水对基层的渗透，缓解基层病害对面层的影响；稀浆封层还有一定的自愈复原性能，能一定程度上改善道路在重载情况下的通行及转弯能力，可以有效地保护路面，提高路面耐久性。

4结语

沥青双层表处虽然施工工艺简单，造价低廉，但其施工工序多，且工序衔接紧密，原材料要求严格，质量控制点多。只有熟悉其质量控制要点,通过精细严密的施工组织，把可能影响施工质量或产生道路病害的各个控制因素落实到每道工序上，才能最终获得优良的沥青双表处路面。

参考文献

[1]JTJ 073.2-2001公路沥青路面养护技术规范[S].北京:人民交通出版社，2001.

[2]JTG F40-2004公路沥青路面施工技术规范[S].北京:人民交通出版社，2004.

[3]JTG D50-2006公路沥青路面设计规范[S].北京:人民交通出版社，2006.

Quality Control and Defect Remedy of Double Surface

Dressing of Urban Roads Project in Southern Africa

ZhaoShunqing

(Wuhan Huachen Civil Engineering Consultant Co., Ltd., Wuhan 430071, China)

Abstract：Bituminous surface dressing is a constructional methodology of pavement surfacing. It is usually used to form a pavement of strong base and thin surfacing. Its procedure comprises several coherent stages. The amount of quality control points is relatively big. The quality control points of the procedure of double surface dressing on requirements of base, quality of materials, control of construction proceedings, curing of pavement structures, and etc., are summarized in this paper based on the Rehabilitation/Upgrading of Selected Urban Roads in Lusaka City Project in Zambia, southern Africa. The defects produced due to quality control failures during construction of double surface dressing are discussed and analyzed and the respective remedial methods are concluded. It could be used for reference for construction of similar project.

Key words:double surface dressing; bitumen spraying; crushed stone spreading; quality control; slurry seal

收稿日期：2015-02-24

DOI 10.3963/j.issn.1671-7570.2015.03.034