热带雨林地区沥青路面维修种类、方法及技术研究

杨勤果

（中国十九冶集团有限公司国际工程公司，四川成都 611730）

0 前言

随着“一带一路”建设的加速，2018 年亚太经合组织（APEC）在巴布亚新几内亚召开，该地区经济发展与日俱增，客货运车辆的增加，越来越多早期修建的沥青路面出现路面结构损坏、使用性能下降的现象，这严重影响驶车辆的舒适性和安全性以及沿线经济的发展。给原本单一的交通带来越来越大的考验，东高地省和莫若贝省山区较多，排水不通畅，公路很容易损坏，若能有效、合理地对路面进行维修，解决沿线公路的病害问题，可以最大程度利用公路自身价值，延长公路使用寿命，更好的为沿线地区的经济发展带来活力，增加人民的幸福感。

1 路面破坏的成因分析

本工程位于巴布亚新几内亚热带雨林地区，属热带海洋性气候，雨水充沛，易发地质灾害，每年6—10 月为旱季，11 月至次年5 月为雨季，雨季长达7 个月，月平均降雨量236.6mm，最大月平均降雨量787.6mm，最小月平均降雨量2mm。地理环境复杂，地表为风化红土，基岩以珊瑚岩为主，其次为石灰岩，土质松软且多为山区道路，山岭及重丘段地质构造不稳定排水设施被滑坡体、塌方体及冲积物封堵，边沟、涵洞等排水设施不能及时疏通，边沟水及路面雨水聚集到路面，造成原有路面级配碎石柔性基层被路面流水冲刷掏空，公路水毁严重。加之坡陡弯急以及受到重载超载的影响，又因该条公路为连接两个省的唯一公路，缺乏相关路政部门及时维修养护，公路损坏严重。

2 路面破坏的类型

根据路面破坏的成因，并结合原路面设计的要求将路面破坏分成三种类型：路面结构层全部破坏；路面严重损坏；零星坑槽、壅包、凹陷、裂纹和车辙。

（1）路面结构层全部破坏：大量路段出现坑洞，坑深至垫层且连接成片，车辆借助路肩行驶，旱季时甚至在排水土沟上行驶，整个公路横断面全部损坏，路面积水严重，车辆通行十分困难。

（2）路面损坏严重：有较多路段出现坑洞，部分路肩损坏、部分路面磨耗层损坏，但因单个坑洞较深加之路面积水严重，致使车辆通行较困难。

（3）零星坑槽、壅包、凹陷、裂纹和车辙：路面状况基本完好，路面段有零星坑槽、壅包、凹陷、裂纹和车辙，面积大小不一，呈星点状分布，行车无明显颠簸感。

3 破坏路面的维修方法及施工工艺

3.1 路面结构层全部破坏段

该路段出现坑洞很多，坑深10cm 以上且连接成片，重载车辆借助路肩行驶，路肩处路基随时间推移毁坏日趋严重，使整个路面结构层全部破坏。

（1）底基层施工，该类型路面维修先对路床整形平整，摊铺20cm 厚的级配破碎天然砂砾石粒料，其最大粒径不应超过53mm，颗粒中细长及扁平颗粒含量不应超过20%，压碎值应不大于40%，如采用天然砂砾石其CBR 值不小于40%。底基层粒料液限应小于28%，塑性指数应不小于9%。

粒料采用人工和机械配合摊铺碾压，在摊铺时防止离析，对于局部离析部位，通过补充拌和材料保证其均匀性，严重离析部位应采取局部换料措施，为了保证压实合格后表面无明显松散、裂缝和轮迹等现象，摊铺后的粒料应具有一定的路拱和初始密度。施工放样时中线的恢复每20m 钉一桩，在两侧边缘外0.25~0.5m 设边桩，在边桩上标记出底基层边缘的设计标高。摊铺前将路基面上的尘土、杂物需清除干净，压实过程中凡是压路机不能压到处须用夯实机人工夯实，以保证压实度至重型击实最大密度的96%以上。

底基层施工顺序如下：路床整理→混合料检测→施工放样→自卸汽车运料到施工点→平地机摊铺→检测摊铺料含水量→振动压路机碾压→检测密实度。

（2）基层施工按照路面损坏严重段施工方法处理，这里不再过多叙述。山区重丘段的基层施工用以色列AnyWay 供应商提供的ANSS 改良土壤的固化剂（类似水泥性质的水泥、石灰石、火山灰、纤维等材料）采用稳定土拌合机将固化剂加入已经做好的基层混合料中，利用拌合机重新翻松拌合，进行20cm 厚基层加固操作，加固完成后铺设2.0+1.0cm 双层沥青表面处治磨耗层。

因为山区段地质不稳定，ANSS 加固剂是由钙主导的无机土壤稳定剂，当材料经过ANSS 加固剂加固后，ANSS 加固剂以干粉的形式与土壤混合，与水溶合之后发生水和反应，化合物聚合颗粒会填补土料大颗粒之间的空隙，材料的压实系数会得到增加，塑性指数会下降，承载能力得到提升，道路加固层将更不易被水分侵入，具有更高的抗渗性。我们在巴布亚新几内亚实验室做对比实验，比较添加2%、3%、4%的不同比例的ANSS 加固剂的材料与不添加说加固剂的材料，得到材料相应的性能指标数据如图1~图 4 所示：

图1 不添加加固剂原材料的实验数据

为了更加直观展现出加固剂使材料性能发生的变化，我们将图 2、图 3、图 4 中的液限、塑限、塑性指数（PI）、最大干密度（MDD）、最佳含水率（OMC）、加州承载比（CBR）等数据用表 1 的形式展现在表格内，实验得出随着ANSS 加固剂的增加，塑性指数（PI）值减小，CBR 值都达到了最低限值80%的4 倍以上，这意味着路面将非常致密和坚固，渗水率极低。

表1 ANSS 加固剂加入不同比例加固剂中PI、CBR 等值的变化

图2 添加2%ANSS 加固剂材料的实验数据

图3 添加3%ANSS 加固剂材料的实验数据

图4 添加4%ANSS 加固剂材料的实验数据

（3）加固施工程序第一步以特定间隔放置ANSS25kg/袋的加固剂，然后均匀洒布ANSS 固化剂，第二步用连接有水车的稳定土拌合机全程匀速拌合基层料与加固剂，拌合过程中控制所需20cm 的深度，水车的作用是精准的为拌合材料提供水分，确保含水率在合适范围内以达到最大的压实度，拌合过程中材料的混合厚度和均匀程度必须要保证。接下来对拌合好的基层料进行塑性与压实、修整加固段，最后做好交通管制。

3.2 路面损坏严重段

（1）有较多路段出现坑洞，个别坑洞较深，路面磨耗层损坏，需将该段路面原磨耗层刨除，部分路面磨耗层边缘进行修复并加宽，部分路段进行新路肩的施工，对基层进行加料翻修施工。其施工工艺：施工准备（原磨耗层挖取破碎）→参配拌制→施工放样→运输摊铺→标高测定（路拱）→洒水碾压→压实度检测→上磨耗层→控制交通养护。

（2）施工所用材料取自项目所在地附近河道中的砂砾石，挖取经破碎厂破碎后达到相应级配要求，级配粒料的最大粒径不大于37.5mm，压碎值不大于35%，级配粒料的级配要求见表2。

表2 路面基层级配粒料的级配范围

（3）基层混合料在料场拌制前所有拌合设备必须按要求调试，拌合后的混合料其颗粒组成和含水量要达到规定要求。自卸汽车装运材料时如料场距施工点较远，拌合好的级配料在装运前需洒水加湿，其含水量要大于最佳含水量1%~3%，以减少装运过程中集料离析现象。

（4）采用推土机及平地机摊铺，铺筑的设计厚度为20cm，洒水碾压时每层压实厚度应在75~250mm 之间，碾压过程中应根据碾压效果随时洒水，洒水量根据现场天气情况确定量的多少，层厚为20cm，洒水量可参考16～20kg/m2，使其保持最佳含水量。因机械着力点原因路的两边80cm 左右应多压2～3 遍，碾压中出现“软弹”“翻浆”现象，应停止工作，重新翻松晾晒至合适湿度或换其他含水量合适的材料再进行碾压。施工过程中质量的控制尤为重要，对粒料的级配进行抽检，几何尺寸、松铺厚度、横坡度进行自检，使之符合要求。施工完的基层应满足验收标准的要求，如平整度、压实度等指标，如表3 所示。

表3 级配粒料基层实测项目

3.3 零星坑槽、壅包、凹陷、裂纹和车辙

（1）此段修补量较大，坑槽分布零散，工序简单但较复杂。其施工工艺依据：画线→切挖坑槽→清理坑槽→洒铺透层油→洒铺粘层油→摊铺第一层粒料（粒径19mm）→碾压→接茬→洒铺第二层粘层油→摊铺第二层粒料（粒径14mm）→碾压→接茬→找平。

（2）切割机切挖坑槽时圆洞正切，斜洞方切，切割线垂直于或平行于路中心线，坑槽壁面最好垂直于路表面，且要确保坑槽底部坚实、平整。施工时要移除坑槽里松散的壁面材料，摊铺时修补材料用量合适，修补的坑槽材料要均匀、密室，接茬处平整度符合要求且路面应美观，坑槽修补合格应如图5、图6 所示。

图5 坑槽修补（一）

图6 坑槽修补（二）

4 让公路持续发展的三点启示

4.1 雨季施工中质量的控制

路面破坏成因分析中说过该项目地处热带雨林气候，降雨充沛，雨季长达7 个月以上，全部为露天施工，公路施工的挑战很大。要想保证在雨季期间公路的施工质量，需因地制宜详细的制定各个环节的施工方案，工作面不宜过长，有序、逐段展开工作，从山谷汇集流下的雨水，综合规划、合理设置防排水系统，保证施工和生产人员的安全。已建好的公路根据雨量大小和时间长短，定期清理排水系统，及时维修损坏部分，保护好公路主体，让每个构筑物都发挥其最大的作用，更好地服务沿线经济。

4.2 加强指导，强化施工过程中质量监控

针对巴新区域当地作业人员文化程度低，获取知识渠道有限，技能素养不高，项目工程技术人员应在现场指导教学，组织开展技能培训、技能测试，增强其质量意识，在施工过程中从细节处控制其质量。

4.3 建立路政负责部门，完善职能职责

结合本国政府的实际情况，加大在路政系统财政的投入，在高等教育体系中培养路政管理人才，建立公路局等路政管理部门，完善相关的职能机构，确保建好的公路有建有治，使其在道路管理上更加科学化、系统化。