新疆沙漠地区路面病害分析及施工处治技术

曾文

（中交四航局第一工程有限公司，广州510420）

1 工程概况

新疆若羌公路工程项目位于塔克拉玛干沙漠区域内，该区域四季温度差异悬殊，冬季漫长且寒冷，最低温度达到-30.9℃；夏季时节短暂且炎热，最高温度可达到43.6℃；春秋时节的天气变化幅度比较大，且冷热交替现象比较严重。面对这种严峻的天气环境，沥青混凝土面层施工时，若不对其采取严格的把控措施，很可能导致项目竣工交付后，路面出现诸多病害。

2 路面病害分析

2.1 沙害

结合以往道路建筑工程实际案例来看，沙漠地区风沙比较大，而风沙会对道路的路面结构层造成巨大的影响，主要包括两种类型的危害：路基风蚀和沙埋。按照积沙的表现形式，可以将风沙细分为片状积沙、堆状积沙以及舌状积沙。其中，片状积沙的特点主要是风沙面积非常大，覆盖的范围较为广泛，风沙基本上是成片连接；舌状风沙覆盖沿线的长度通常比较短，一般保持在几米至几十米；堆状风沙主要是由阻沙格栅损坏造成的。

2.2 路基不均匀下沉

路基之所以会出现不均匀沉降，是路面长期受行车荷载的作用而导致的，进而使路面出现开裂、变形、沉降等路面病害。结合实际情况来看，路面病害往往出现在以下部位：路基以下的软土地段；路基回填料中含有的大量风积沙、淤泥土等部位。

2.3 沥青路面病害

1）沥青路面的水平方向位移主要是行车水平方向荷载导司致，由于面层沥青混凝土的抗剪强度比较低，致使拥包现象出现。究其原因主要是因为沥青的黏稠度偏低，加之沥青混合料的级配不合理，细集料的含量偏高，促使沥青面层与基层之间的黏结效果不是很理想，在较大的行车荷载的长期影响下，出现拥包现象。

2）啃边主要是指沥青路面的边缘部位出现破损和松散现象，这种现象在道路工程中较为普遍。导致啃边现象出现的原因主要是路肩部位的碾压作业不到位，路肩压实度不符合规范作业要求。在这种情况下，路肩长期受雨水影响，其自身的承载能力必然会不断下降，严重者还会导致路缘石损坏。

3）沥青面层剥落，这种病害在道路工程中出现的频率比较高。主要是因为沥青面层的平整度不达标，虽然沥青面层比较坚固，但是由于碾压作业不符合规范，导致沥青的密实度不够，沥青集料之间咬合不密实，存在部分空隙，沥青的整体结构中黏结效果不理想，加之沥青混合料搅拌不均匀，沥青的掺加量过少，粗集料的粒径偏大等因素都会导致沥青面层剥落。此外，沥青老化也会导致面层出现剥落，进而出现路面积水现象。

4）路面裂缝可以表现出路面结构的内部缺陷。按照裂缝的表现形式来看，可以将其细分为横向裂缝、纵向裂缝、网格裂缝以及龟裂形式。沥青老化一般都是形成较大面积的龟裂。

5）坑槽产生的原因主要是因为集料与沥青之间的黏结作用力不够大，会导致面层松散。面层松散的原因比较多，例如，基层的强度不够、沥青料的配合比不合理、沥青掺加量过少、碾压不充分、施工季节不合理等。

2.4 低等级路面车辙、搓板和坑槽

产生低等级路面车辙、搓板、坑槽现象的主要原因有：

1）车辙现象主要是因为沥青自身的稳定性不达标造成的，若沙漠地区的路面出现局部凸起，那么在长时间未经修复的情况下，会逐渐产生沙害，路面若出现车辙，风沙会迅速地将车辙填满，在行车作用下，部分风沙会被挤压至辙棱上，在这种情况下，车辙的深度必然会进一步加深，直至汽车无法通行。

2）搓板往往都是出现在粒料类的路面中，由于粒料类的材料自身具备较高的强度，但是自身的稳定性却不理想，通常情况下不会轻易出现积沙现象。但是由于形成搓板后路面不平整，加之行车作用，长此以往会导致搓板的波谷与波峰之间形成较大的差距，进而导致沙害。

3）出现坑槽是因为路基碾压的密实度不够，路面结构的厚度不够，路面下方未严格地按照要求铺设土工布，一旦经过重载车辆会导致路面变形，路面变形以后，下方的沙会被挤压至路面，坑槽自然形成，致使行车困难。

3 施工处治技术

3.1 沥青综合表面处治技术

3.1.1 对下承层的路况进行分析

大部分的原路况还是比较理想的，只有局部路面的抗滑性能不达标，在对路面进行处理以后，可以直接在面层铺设沥青。路况分析的内容主要包括：路面是否出现裂缝、龟裂、沉降、车辙等现象。

3.1.2 沥青路面下承层处理

沥青路面下承层处理措施包括（见图1）：

图1 路面病害处治示意图

1）坑槽。当坑槽的深度超过2 m，面积超过400 cm2，且数量比较多时，应统一测量，整体进行修补。

2）翻浆。针对路基湿软、冒浆现象，应采取硬化加固措施。

3）沉陷。路基、路面出现竖向变形，路面出现凹陷，且凹陷的深度超过3 cm时，则需要采取平整措施予以处理。

4）拥包。出现局部凸起现象，且凸起高度路面标高超过2.5 cm时，需要采取平整措施予以处理。

5）松散。路面结合料黏结力下降，边角部位的集料会出现松动，且病害区域的面积超过0.1 m2时，应采取补强措施[1]。

6）龟裂。路面裂缝的宽度超过3 cm，且大部分的裂缝宽度都是保持在10 cm以内，且裂缝覆盖的面积超过1 m2，可进行补强处理。

7）车辙。沿着行车方向形成纵向凹槽，针对这种现象应该进行平整处理。

8）脱皮。路面面层出现脱落，且脱落的面积超过了0.1 m2，应先将沥青表面的灰土、杂质清理干净。

9）啃边。沥青路面边缘部位出现破碎化，应该进行平整处理。

10）泛油。夏节沥青会从混合料中被挤压出来，在表面形成一层薄薄的油层，行车时会留下明显的轮迹，对此可以直接进行平整施工。

11）网裂。缝长1 m以上或缝距40 cm以下的网状裂缝，需清除浮尘再施工。

3.2 沥青综合表面处治层材料性能

沥青综合表面处治层材料性能见表1。

表1 沥青综合表面处治层材料性能

3.3 综合施工技术

3.3.1 施工工艺流程

具体施工工艺流程为：对下承层进行处理→洒布黏层油→铺设土工布→压路机碾压土工布→洒布沥青→铺设碎石→压路机碾压碎石→清除未压实的碎石→养护。

3.3.2 施工机械组配

考虑到沥青表面处治时的连续性问题，需要在施工之前做好准备工作：沥青洒布车1辆、碎石撒布机1辆、土工布摊铺机1辆、胶轮压路机1台、自卸汽车4辆、装载机1辆，所有的机械设备在施工前均应该进行调试检修。此外，还应该进行施工前的技术交底活动，做好交底记录。

3.3.3 施工关键点

1）下承层处理。因沥青表面处治都是针对薄层而言，这也就意味着下承层的强度相对较小，可能会对自身的使用寿命造成一定的影响，所以，需要对下承层的强度提出更高的要求。

2）洒布下层沥青。正式洒布之前应使用石灰进行放线，然后开始进行洒布，洒布过程中应保证沥青的温度符合规范要求，同时保证沥青洒布的均匀性。

3）土工布铺设及碾压：土工布铺设不得出现褶皱，应人工进行拉直处理，保证土工布与下层的沥青黏结牢固。当土工布铺设完成以后，应使用胶轮压路机进行碾压，重叠碾压的宽度不得低于车轮宽度的1/2，胶轮压路机的碾压速度应该控制在1.5～2.0 km/h。

4）洒布上层沥青。上层沥青洒布会对整个沥青表面的处治效果造成较大的影响，应合理控制沥青的洒布量，保证沥青洒布的均匀性。

5）集料撒布。集料洒布应严格参照施工方案进行，布料过程中确保集料洒布的均匀性、密集性，局部空缺可以通过人工进行找补。

6）碎石碾压。当碎石洒布完成以后，可以进行碾压作业，压路机的碾压速度应控制在1.5～2 km/h，通常情况下碾压次数控制在约10次比较合适，具体的碾压次数应结合现场的碾压情况确定。碾压作业完成后，人工清除表面的自由集料。

3.3.4 施工控制技术关键点

1）集料级配。集料中的粗细骨料都具备自身的作用，粗骨料可以发挥骨架作用，细骨料确保浆液的和易性、黏结性以及耐久性；此外，还应对用砂量进行控制，该项目中使用的集料选择的是质地坚硬、粗糙的玄武岩。同时，还应严格控制集料中机制砂的砂当量，一般情况下，集料中的砂当量应≥65%。处治完成以后的路面，路面厚度应保持在约10 mm。

2）改性乳化沥青。结合该项目路面病害的实际情况以及建设单位对路面处治的具体要求，施工单位结合施工现场的实际情况以及沙漠地区面层施工的特点，决定使用BCR改性乳化沥青，这种类型的沥青具备高温稳定性，在很大程度上提升路面结构的抗剥落性能。

4 结语

沙漠地区的地质条件、天气环境相对较为特殊，致使路面病害处理存在一定的难度。在这种情况下，施工单位必须严格规范自身的施工行为、合理选择施工工艺、提高自身的施工水平，将现代化的施工理念以及先进技术运用在工程项目中。结合现场的实际情况以及沙漠地区路面施工的特点合理编制施工方案，有效保证沙漠地区的路面施工质量。