1、 HYPERLINK 滬杭高速公路施工中的施工技術現狀調查與研究摘要：根據高速公路建設和養護的實踐分析了高速公路瀝青路面各種病害的成因，提出了各種病害的處治方法，并對我國今后高速公路建設、設計、施工及管養等方面提出了一些建議。瀝青路面因具有地質條件適應性強、行車舒適、維護方便等優點而被廣泛用于高速公路。在高速公路通車后，因行車荷載作用、外界環境影響以及設計、施工中存在的不足，瀝青路面會逐步出現多種路面病害，主要有裂縫、變形、松散。高速公路一出現路面病害，就應及時分析病害成因，及時采取有效措施進行處治，否則不僅會降低道路的使用性能、影響行車的安全、舒適、快捷、暢通，而且會因處理不及時或措施不當導

2、致道路結構性破壞。關鍵詞：裂縫；沉陷；公路；處理；方法1工程概況近年來，我區的高等級公路建設得到了飛速 HYPERLINK fOAc4b8_79gbTWMu&url= 發展，但由于各方面的原因，有些建成的高等級公路存在一些質量問題，有的高等級公路通車僅僅兩三年就出現了嚴重的車轍、開裂、泛油、坑槽等病害，從而不得不進行大修，即影響了人們的正常通行和公路使用壽命，又給國家造成經濟損失。滬杭高速公路是1993年月國家計委批復同意建設的高速公路，是滬杭甬高速公路的重要組成部分。上海段東起上海市區西南的莘莊，長48公里。上海段被列為國家“九五”重點工程，其中，上海段包括1985年5月23日正式開工,19

3、90年建成通車的上海第二條高速公路莘松高速公路（全長20.6公里，路面寬28.5米，共有4條通道，設計時速每小時120公里，總投資3.2億元，）和28.2公里的新建段，新建段路幅寬為33.5米，道路先建四車道，預留兩個車道在中央10.5米寬的綠化帶里。全長48.7公里。1997年12月18日，上海段全線貫通。2路面病害成因分析2.1縱向裂縫縱向裂縫一般發生在距路堤邊緣3m5m（行車道與緊急停車帶分界）處，且路堤下一般均存在暗埋式箱型通道或蓋板涵洞。也有一些發生在互通或服務區加減速車道與行車道的拼接處。裂縫形式有兩種，一種為對縱向直線形，裂縫兩端未延伸到路堤邊緣；另一種為縱向弧形，裂縫兩端延伸到

4、路堤邊緣。后一種裂縫可能會引起路堤滑動，危險性更大。縱向裂縫形成的主要原因有以下幾方面。2.1.1地基原因有些縱向裂縫路段所處地基不屬軟土地基，但處于丘陵低洼、河谷處，長期受水沖蝕，天然含水量較高，在設計時未發現或未作特別處理，在施工時也未作等載或超載預壓，在高填土后，地基出現不均勻沉降，造成路面縱向開裂；有些河谷、水塘雖作了清淤處理，但處理不徹底或回填材料控制得不好，也會因不均勻沉降造成路面縱向開裂。2.1.2路基施工原因路基施工時天氣干燥，局部路堤填料粘土土塊粉碎不足，致使路基壓實不均勻；暗埋式構造物處因構造物長度限制使路基邊緣不能超寬碾壓，致使路基邊緣壓實度不夠；有些加減速車道與行車道拼

5、接段不同步施工，且拼接處理不好導致路基沉降不均勻。2.1.3滲水原因中央分隔帶、路表、邊坡等滲水，使得局部路基受水浸泡后土體的、值降低，在動靜荷載的作用下，使得裂縫路段進一步產生小圓弧滑動趨勢；部分填料為弱膨脹土，施工中未予處理，在滲水后因含水量的變化，導致縱向裂縫進一步開展。2.2橫向裂縫目前，我國高速公路廣泛采用以二灰或二灰土等為底基層、二灰碎石為基層的半剛性瀝青路面。據調查，在半剛性基層路面的瀝青面層上產生橫向裂縫是極為普遍的，國內外許多學者甚至認為半剛性瀝青路面產生橫向裂縫是不可避免的。橫向裂縫的形成主要有以下幾方面原因。2.2.1基層反射裂縫一方面在基層成型過程中，因基層材料失水收縮

6、而形成規則的橫向裂縫；另一方面基層材料因溫度驟降而發生低溫收縮開裂。這兩種收縮變形使瀝青面層底面承受拉力，當拉力超過瀝青面層的抗拉強度時就使瀝青面層底部拉裂，并隨著溫濕的循環變化及行車荷載的反復作用而導致瀝青面層底面裂縫沿豎向向上擴展到路表，從而形成瀝青路面橫向裂縫。從現場取樣看，面層裂縫與基層裂縫上下貫通，且下寬上窄。2.2.2瀝青混凝土的溫縮裂縫因瀝青是一種對溫度變化比較敏感的粘彈性材料，溫度下降時，瀝青混合料逐漸變硬變脆，并發生收縮變形。當收縮拉應力超過瀝青混凝土的抗拉強度時，瀝青路面表面就會被拉裂，并逐步向下發展，形成上寬下窄的橫向裂縫。由于大多數的高速公路上面層采用進口優質瀝青或改性

7、瀝青，瀝青混合料的自身低溫抗裂性能較好，故此種橫向裂縫相對較少。2.2.3差異沉降引起橫向裂縫在軟土地基與非軟土地基交界處、軟土地基處理方法變化處或構造物臺背與路段交接處，因地基或路基與構造物質差異沉降導致基層的開裂，并反射到瀝青面層，形成橫向裂縫。這種橫向裂縫類似于基層反射裂縫，但往往為路面橫向全幅貫通，這種橫向裂縫在軟基分布比較廣泛及構造物眾多的水網地區的高速公路上有一定比例。2.3網裂沉陷坑槽在高速公路行車道上（特別是在車輪輪跡處）常能發生路面網裂、沉陷及坑槽病害，且在網裂、沉陷處常伴有唧漿現象。如網裂、沉陷不及時處理，在雨后極易形成坑槽。瀝青路面網裂、沉陷、坑槽的形成主要有以下幾方面原

8、因。2.3.1基本施工質量差由于二灰碎石半剛性基層的整體強度與材料、拌和、攤鋪、養生等多種因素密切相關，任何一個環節出問題均可導致其不能形成均勻堅固的板體結構，從而因半剛性基層局部強度不足而引起瀝青面層開裂，雨水從裂縫浸入，并滲入到基層表面，使基層表面被泡軟，在汽車荷載反復作用下，粉漿通過面層裂縫及空隙被壓到表面產生唧漿，基層表面被逐步淘空，使瀝青路面面層產生網裂、沉陷，并進而形成坑槽；也有是因在基層施工中，為保證基層的壓實度，對于基層設計厚度較厚（20cm）時，必須分層施工，在目前的所用基層材料條件下，就不可避免地出現層間結合薄弱環節，上下基層之間因不連續而出現層狀結構，這就改變了基層結構受

9、力狀況。2.3.2瀝青與石料粘結性差規范要求高速公路瀝青路面瀝青與石料的粘結力不小于4級，有的路段在試驗時粘結力是符合要求的，但在瀝青混合料生產時，因石料的差異性或瀝青用量偏小，使得瀝青與石料的粘結力不足，使混合料逐步松散，進而形成坑槽。2.3.3車輛油漬污染因車輛維修或翻車等原因，汽車用油滲透入路面空隙，使瀝青混合料松散并逐步使路面形成坑槽。這種原因形成的杭槽往往較深，有的甚至達到整個瀝青面層厚度。據調查，在超載現象比較嚴重的高速公路上，往往油污是造成路面坑槽破壞的重要原因。2.3.4汽車超載的影響目前汽車超載現象非常突出，由于汽車超載，軸載換算系數明顯增加。有關資料表明：超載30%時，換算

10、系數為滿載的3.131倍，超載60%時為滿載的7.725倍，超載100%時為滿載的20.393倍，使得累計標準軸次大大增加，使路面結構使用壽命明顯縮短；同時，在重載作用下，路表彎沉及結構層應力顯著增加。資料表明：重載（130KN）作用下的路面結構理論彎沉值與基層及底基層層底拉應力均比標準軸載（100KN）作用下增大約30%。因此，汽車超載是造成路面破壞尤其是路面結構早期破壞的重要原因之一。2.4車轍推移隨著行車荷載作用次數的增加，高速公路路面會出現不同程度的車轍、推移病害，這種路面病害會導致平整度下降，并影響高速行車的舒適性，嚴重的病害甚至會影響行車安全。車轍、推移形成的主要原因如下。2.4.

11、1行車荷載的影響車輛按規定正常在行車道行駛，使得高速公路的交通渠化現象非常突出，隨著車輛載荷作用次數增加，行車道車輛輪跡處進一步壓實并逐漸形成不同程度的轍槽；重車普遍超載，使得軸載對路面的作用力增大，并導致當量標準軸載作用次數大大增加，加速了車轍、推移形成；在服務區等匝道進口處，因車速變化頻繁，車輛慢行，經常剎車與啟動，導致對路面作用時間過長，且對路面的水平剪切作用增大，也易形成車轍槽和推移。2.4.2瀝青面層高溫穩定性差由于瀝青混合料是一種彈塑性材料，如瀝青、礦料的選材不當或混合料組成不當均會導致瀝青混合料的高溫穩定性差、抗塑性變形能力低，在車輛的反復碾壓下路表變形過大，并使得面層混合料產生

12、橫向流動而形成轍槽和推移。3路面病害處治方法3.1路面坑槽高速公路的路面坑槽應在不中斷交通的情況下快速修補好，這需要先進的路面綜合修補設備作保證。目前路面坑槽的修補方法根據使用的路面綜合修補設備分為兩種，一種為冷補法,一種為熱補法。這兩種修補方法現已廣泛應用于高速公路瀝青路面坑槽修補中，但各有優缺點。冷補法可適用于不同深度的坑槽修補，但坑槽修補后存在明顯的接縫，如處理不好易滲水，使接縫處出現唧漿，造成新的破壞，修補所需時間較長，雨天及寒冷季節施工質量不能保證；熱補法可基本適于全天候修補坑槽，坑槽修補后無接縫，修補所需時間短，廢料可以重新利用，但對于較深的坑槽修補效果不易保證。3.1.1冷補法（

13、1）測定坑槽的深度，劃出切槽修補的范圍，力求使槽口縱橫邊線與路面標線平行或垂直。（2）采用液壓風鎬切槽，槽壁要垂直，并開鑿到穩定部分，用高壓風槍將槽底、槽壁的廢料及粉塵清除干凈。（3）用烘燈（烘槍）烘干槽底、槽壁，并在其表面均勻噴灑一薄層粘層油。3.1.2熱補法 (1)根據路面坑槽修補范圍，確定熱輻射加熱板加熱區域。(2)將加熱板調整到合適的位置（離路表面15cm20cm），加熱待修補的區域3min5min,使被修補區域路面軟化。（3）用熱鐵耙將加熱區域的路面耙松（由四周向中間方向耙松，并盡可能將被加熱區域四邊耙成與路面標線平行或垂直）。3.2路面沉陷及變形路面沉陷及變形的發展是一個漸變的過程

14、，路面沉陷及變形積累到一定量時對行車的平整舒適有明顯的影響，此時,無論沉陷及變形是否穩定都必須進行處治。因此，應加強觀測，以確定沉陷及變形處治的合理時間。據現場觀測，當車輛以100km/h速度行駛通過縱向10m范圍內沉降量大于3cm的段落時，將有明顯的跳車感覺。因此，以此指標為原則確定是否處治，處治的方法主要為銑刨沉降段路面，進行重新攤鋪。3.3路面裂縫由基層開裂引起的反射裂縫及由瀝青混凝土溫縮等引起的橫向裂縫，如縫寬較小可不予處理；如寬度達3mm以上,可將縫隙刷掃干凈，并用壓縮空氣吹凈塵土后，采用熱瀝青或乳化瀝青灌縫撒料法封堵；如縫寬在5mm以上，可將縫口雜物清除，或沿裂縫開槽后用壓縮空氣吹

15、凈，采用砂粒式或細粒式熱拌瀝青混合料填充搗實，并用烙鐵封口。對于縱縫進一步發展，出現啃邊、錯臺且裂縫寬大于5mm,則需銑刨上面層（如縱縫為直線型可僅銑刨行車道或緊急停車帶，如縱縫為圓弧型需銑刨行車道及緊急停車帶）和中面層（銑刨寬度為裂縫兩側各1m），并對裂縫按2.3.1先行填實,沿縱縫鋪設玻璃格柵，攤鋪中面層，然后在中面層上沿縱向每隔5m設寬為1.2m的玻璃格柵,最后再攤鋪上面層。4攤鋪施工4.1下承層準備在鋪筑瀝青混合料時，下承層表面出現任何質量缺陷，都會影響到路面結構間結合強度，以至于路面整體強度受損。雖然下承層完成之后已進行檢查驗收，但在兩層施工的間隔中，很可能會因為某種原因，如雨天、施

16、工車輛或社會車輛通行或其他施工干擾，會使其發生程度不同的損壞，比如基層的透油層被粘連脫落、基層表面出現松散、表面浮塵；受雨水侵蝕基層出現彈軟，因此，必須對彈軟部位進行處理，松散有浮塵的必須清掃干凈并在攤鋪作業前補灑透層油，瀝青聯結下面層表面如有污染，應及時進行清洗、補灑粘層油。4.2施工放樣首先要用全站儀精確的確定中樁的位置，對于彎道處的中線要進行10m一樁或5m一樁的加樁，以證最終攤鋪出的路面線性直順圓滑、寬度合適。在確定中線后，根據中樁和設計寬度定出攤鋪的引導線最好能同時畫出路面兩側的寬度線，以便更好地控制路面寬度和線形。標高放樣時應考慮下承層的標高差值（設計值與實際標高值之差）厚度和本層

17、應鋪厚度。綜合考慮后定出掛線樁頂的標高，再打樁掛線。當下承層厚度和標高都不夠時，應按差值大的為標準進行放樣。如高程與厚度有沖突時，應以滿足厚度為主，放樣時計入試驗段時得到實測的松鋪系數，掛線最好使用2mm2.5mm的彈簧鋼絲，每段長度150m200m為宜，總長度根據實際生產進度而定，以不影響第2天的工作為宜，掛線的鋼筋立桿間距以10m為宜，在彎道處還要進行適度的加密；以減少鋼絲張緊后在立桿處折曲現象。150m200 m長的鋼絲張緊力一般需800W1000W，不要過緊或太松，實際操作中用手感確定鋼絲的張緊力。對無自控裝置的攤鋪機最好采用平衡梁作業，不存在掛線問題，但要根據所測標高值和本層應鋪厚度

18、綜合考慮確定實鋪厚度，用適當墊塊或定位螺旋定位。4.3結構參數的調整正式鋪裝前,應正確調整攤鋪機的結構參數,主要包括：熨平板寬度和拱度、攤鋪厚度、初始工作仰角、螺旋分料器與熨平板前緣的距離、螺旋分料器離地高度、振搗梁振幅和頻率等。4.3.1熨平板寬度調整在高等級瀝青路面施工中,宜選用熨平板可以加長的履帶式攤鋪機。熨平板對螺旋分料器所攤鋪的瀝青混合料進行預壓、整形和整平。熨平板一般分機械加長式和液壓伸縮式兩種，基本熨平板寬度一般為2500mm或3000mm。熨平板組裝底面要平整、連接應緊固,左右應盡可能對稱,否則攤鋪機容易走偏,并因混合料的慣性作用使熨平板前混合料的壓力不一致,造成橫斷面上攤鋪厚

19、度的差異。4.3.2螺旋分料器與熨平板前沿的距離調整該距離應根據攤鋪厚度、瀝青混合料配合比、基層強度和剛度、骨料粒徑等條件進行調整。一般攤鋪條件下（厚度10cm以下中粒式或粗粒式瀝青混凝土，骨料粒徑3cm，混合料溫度適中）距離調到中間位置；攤鋪厚度較大，骨料粒徑也較大，混合料溫度偏低或攤鋪層表面出現波紋時,此時距離應調大,使混合料具有較好的通過性,保證輸料速度;反之,則應調小。4.3.3螺旋分料器高度調整螺旋分料器高度應根據攤鋪厚度進行調節。鋪層厚，螺旋分料器高度要增加，反之，應減少高度。若螺旋分料器裝配位置太高，則供料慢，兩端供料不足；螺旋分料器太低，則阻力過大，供料不足。一般螺旋分料器下沿

20、調至高出松鋪層10cm20cm供料較理想。很多攤鋪機的螺旋分料器可被分別固定于三個位置,以適應不同攤鋪厚度的需要：高位（比中位高5cm）適用路面鋪層超過15cm；中位（螺旋分料器中心線距離地面41.5cm）適用路面鋪層為10cm15cm；低位（比中位低5cm）適用面鋪層小于8cm。在攤鋪過程中，螺旋分料器的底邊緣必須始終在熨平裝置的底板上方，而堆積材料的料位不能高于螺旋分料器的旋轉曲線。4.3.4振幅和振動頻率的選擇攤鋪機的振動、振搗系統直接影響瀝青面層的密實度和平整度。振幅過大、振頻太高會造成集料壓碎、細料上浮和泛油現象；振幅太小、振頻太低則初密實度低，攤鋪機預壓實達到的密實度越高，越能降低

21、壓路機碾壓時推移程度，對平整度是很有利的。一般情況下，攤鋪層薄、溫度高、瀝青混合料粒徑小宜選用小振幅；反之攤鋪層厚、溫度低、瀝青混合料粒徑大時宜選用大振幅。當攤鋪厚度為3.5cm10cm，攤鋪速度為2m/min4m/min時，預夯錘振幅6mm，主夯錘振幅5mm，夯擊頻率應為15Hz25Hz，振動頻率可調至40Hz70Hz。正常情況下，夯錘的頻率可設為最大值，但在3.5cm以下厚度的攤鋪工況，夯錘的頻率應適當減小，但振動器仍可以設最大值70Hz。4.3.5熨平板工作仰角的調整攤鋪機熨平板是通過改變工作仰角來改變熨平板的受力平衡，達到調節鋪層厚度的目的。調整熨平板初始仰角就是在每次重新開始攤鋪前，

22、將熨平板調整到所需的仰角。注意工作仰角的變化，不可隨意調節熨平板厚度調節手柄；厚度變化較大時，應查明原因，按坡度標準要求進行調節。在攤鋪起點的全攤鋪寬度上，根據攤鋪寬度的大小放幾塊墊木，調整墊木厚度，使其高度均達到攤鋪起點松鋪層表面標高。如果攤鋪起點基層已達到其設計標高，松鋪層表面標高等于壓實厚度與松鋪系數的乘積。基層設計標高：如果攤鋪起點基層未達到其設計標高，松鋪層表面標高等于攤鋪起點攤鋪層設計標高減去該處基層實測標高之差與松鋪系數的乘積再加基層實測標高。松鋪系數應經攤鋪試驗段確定，試驗前可根據經驗初定。5實際施工工藝結合工程實際情況和當地環境，在滬杭高速公路中，采用換填法進行施工。即在一定

23、范圍內,把影響路基穩定性的淤泥軟土用挖掘機挖除,用天然砂礫進行換置,開挖換填深度在2m以內,采用分層填筑、分層壓實、分層檢測壓實度的方法施工。從而改變的承載力特性，提高抗變形和穩定能力。在換填過程中，對于換填的天然沙礫中石頭的粒徑、含量和級配也應充分考慮，最好做試驗檢測，避免無法壓實而引起沉降。換土墊層的施工可按換填材料分類或按壓實方法分類。目前常用的墊層施工方法，主要有機械碾壓法、重錘夯實法和振動壓實法。機械碾壓法是采用各種壓實機械，如壓路機、羊足碾、振動碾等來壓實地基土的一種壓實方法。這種方法常用于大面積填土的壓實、雜填土地基處理、道路工程基坑面積較大的換土墊層的分層壓實。施工時，先按設計

24、挖掉要處理的軟弱土層，把基礎底部土碾壓密實后，再分層填土，逐層壓密填土。重錘夯實法是利用起重設備將夯錘提升到一定高度，然后自由落錘，利用重錘自由下落時的沖擊能來夯實淺層土層，重復夯打，使淺部地基土或分層填土夯實。主要設備為起重機、夯錘、鋼絲繩和吊鉤等。重錘夯實法般適用地下水位距地表0.8m以上非飽和的粘性土、砂土、雜填土和分層填土，用以提高其強度，減少其壓縮性和不均勻性，也可用于消除或減少濕陷性黃土的表層濕陷性，但在有效夯實深度內存在軟弱土時，或當夯擊振動對鄰近建筑物或設備有影響時，不得采用。因為飽和土在瞬間沖擊力作用下水不易排出，很難夯實。振動壓實法是利用振動壓實機將松散土振動密實。地基土的

25、顆粒受振動而發生相對運動，移動至穩固位置，減小土的孔隙而壓實。此法適用于處理無粘性土或粘粒含量少、透水性較好的松散雜填土以及礦渣、碎石、礫砂、礫石、砂礫石等地基。總的來說，墊層施工應根據不同的換填材料選擇施工機械。粉質粘土、灰土宜采用平碾、振動碾和羊足碾，中小型工程也可采用蛙式打夯機、柴油夯；砂石等宜采用振動碾；粉煤灰宜用平碾、振動碾、平板式振動器、蛙式夯；礦渣宜采用平碾、振動碾、平板式振動器。6總結應根據工程實際情況進行科學決策，確定合理工期，防止盲目趕工。同時，應加強設計、施工、監理的協調和管理，保證各環節的工作質量。應注重路面結構性能研究，特別是對于多雨濕熱地區水損壞應高度重視。在結構組

26、合上應增強結構排水，可在基層頂面增設防水層（下封層不易做好），有條件的可在下面層及半剛性基層間增設瀝青處治碎石排水基層。同時，在土路肩做好配套的縱、橫向排水設施。這樣，既可將由路表滲入的雨水及時排出路面，又可防止雨水進一步下滲而沖刷半剛性路面基層。對表面層可摻加適量的瀝青抗剝落劑，以加大瀝青與骨料的粘結力，提高上面層的水穩性。加強施工的各個環節控制，以保證高速公路整體質量。對于路面面層施工，應控制好儲料、拌和、運輸、碾壓、檢驗等各環節，盡可能降低混合料組成的變異性和不均勻性，加強碾壓，杜絕因片面追求平整度指標而降低路面壓實度的做法。現行規范采用馬歇爾試驗方法控制瀝青混合料的生產存在一些問題，特別是不能有效地控制路面的水損壞。用馬歇爾試驗密度作為標準密度來控制路面壓實度亦不可靠，容易作假，造成實際空隙率偏大。應逐步推廣以理論密度作為標準密度來控制路面壓實度。應加強研究，尋求符合路面生產和使用實際情況、簡單易行、可靠的新的試驗檢驗方法，以保證瀝青路面的質量。注重高速公路管理及養護，采取積極有效措施，嚴格控制超載車輛上路，以減少超載車輛對路面的破壞。認真貫徹“預防為主、防治結合”的方針，加強科學研究，建立路面養護管理系統，對路況進行跟蹤觀測，及時采取預防措施，消除