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(來源:文章屋網(wǎng) )
【關鍵詞】瀝青路面;病害;防治
Abstract: In recent years, along with the rapid development of China road construction, a great number of roads enters into the maintenance period, which will greatly increses maintenance workload. The data shows that, the 75% of the completed highway in our country is asphalt pavement layer. And in other highways and urban roads, the asphalt pavement layer is also accounted for the most. Therefore, the damage research and protection work is extremely important. This paper, aiming at the various causes of road surface damage, gives a brief description of the prevention measures.
Keywords: the asphalt pavement; ciseases; prevention and control
中圖分類號:TU535文獻標識碼: A文章編號:2095-2104(2012)
瀝青混凝土作為一種路用結合料,在世界各國得到了廣泛的應用,從鄉(xiāng)村道路到城市道路,從三級路到高速公路,從路面底基層到路面面層,均普遍采用,成為道路建設長久使用的一種材料,但由于瀝青混凝土材質(zhì)本身的差異,以及受設計和施工水平的影響,瀝青路面常常出現(xiàn)開裂、泛油、松散、坑槽等病害。這些病害的出現(xiàn)嚴重影響了行車速度、行車安全,加大了汽車磨損,縮短了瀝青路面使用壽命。
一、公路瀝青路面病害的類型、成因
1.1裂縫類
1.1.1.縱向裂縫。縱向裂縫一種發(fā)生在緊急停車帶或路肩部位,其形狀是沿路肩邊緣向內(nèi)逐步擴大,呈縱向弧形;另一種是發(fā)生在行車道部位,多為縱向條帶狀,裂縫兩端未延伸到路堤邊緣。發(fā)生縱向裂縫的原因是由于地基處理不當,施工時未作預壓,路基密實度不均勻;攤鋪時間過長或接縫處理不當,接縫處壓實未達到要求而產(chǎn)生的不均勻沉降,在行車作用下所形成裂縫。
1.1.2橫向裂縫。一方面由于基層失水產(chǎn)生收縮形成規(guī)則的橫向裂縫,另一方面瀝青混凝土面層或基層由于溫度驟降而發(fā)生溫縮形成裂縫,方向一般與道路中線垂直。土基干縮或凍縮產(chǎn)生的裂縫,也以橫縫的形式居多。
1.1.3龜裂、網(wǎng)裂。由于路面整體強度不足、基層濕軟、瀝青路面層老化,穩(wěn)定性下降,以及路面材料配合不當或未拌和均勻造成;也可能是路面出現(xiàn)橫向或縱向裂縫后未能及時封填使水滲入下層所致。
1.2變形類
1.2.1車轍。指道路延長方向集中車輪通過位置上所產(chǎn)生的連續(xù)的縱向變形。原因:瀝青混合料具有一定的蠕變和應力松弛特性,在行車載荷作用下,當瀝青混合料的受力超過其彈性極限和屈服點,就可能產(chǎn)生塑性變形,不斷積累形成車轍;瀝青混合料配合比不好,熱穩(wěn)定性不足,細集料偏多,集料未形成嵌鎖結構,瀝青用量偏高、針人度偏大或者瀝青質(zhì)量不好,均易造成車轍的形成;由于雨水滲透侵蝕基層表面的粉料,使基層軟化也會產(chǎn)生車轍;特殊的道路交通條件,如大量重型或超載車輛在路上行駛,由于其單軸載荷加大,亦容易產(chǎn)生車轍。
1.2.2沉陷。小面積沉陷一般是由于基層局部成形不足,強度不夠,在行車荷載和自然因素等作用下形成,路面發(fā)生龜裂,當水滲入后將已經(jīng)損壞的路面進一步軟化,致使面層發(fā)生沉陷。大面積沉陷則往往是由于填方路基的不均勻沉降或局部滑移引起的。橋頭的沉陷原因包括地基地質(zhì)條件、填料、施工材料,以及設計、結構、施工方面諸多因素,直接原因是剛性橋臺結構與柔性路堤處在行車荷載的反復作用下,填土自身固結沉降過程中產(chǎn)生較大的差異沉降變形。
1.2.3推移和壅包。在水平力作用下,瀝青路面層的抗剪強度不足造成。多數(shù)壅擁包是由于使用的瀝青稠度偏低,用量偏多,熱穩(wěn)定性不好,以及瀝青混凝土面層過厚導致?;鶎踊蛳旅鎸游茨艹浞值膲簩?,導致強度不足,受車載作用發(fā)生相對位移。
1.3松散類
1.3.1坑槽。瀝青混凝土路面較為常見的病害,往往都有一個形成過程,開始時是局部的龜裂松散,在行車荷載和雨水等自然因素的作用下逐步形成。其產(chǎn)生原因:(1)施工時混合料溫度太高瀝青老化,粘結力降低,脆性增加,在行車載荷作用下易形成坑槽;混合料溫度太低,使攤鋪不夠均勻,壓實不充分,導致壓實度不夠;(2)下面層標高控制不嚴,導致瀝青上面層結構厚度不夠,從而在行車載荷作用下,這部分首先產(chǎn)生破壞,形成坑槽;(3)路面裂縫后,水滲到基層,在行車載荷作用下,基層可能發(fā)生松散、沉陷,從而造成面層進一步龜裂,如此反復循環(huán),瀝青面層將發(fā)生脫落沉陷,形成坑槽;(4)混合料攤鋪時,下層的表面不夠清潔,含有過多的泥灰等雜物,使得相鄰兩層之間不能有效的粘結而容易形成坑槽;(5)在公路開始運營后,因翻車和車輛維修等原因,汽車用油等有機物滲入路面空隙,瀝青被稀釋后,粘結力下降,集料散失后形成坑槽。另外車輛刮撞或千斤頂?shù)氖褂?,都可以形成坑槽病害?/p>
1.4其他
1.4.1泛油。形成泛油的主要原因:混合料組成設計不當,混合料中瀝青用量過多、空隙率過小、瀝青稠度太低,在車輛荷載反復碾壓下,多余瀝青由下部泛到路表形成病害;在瀝青混合料拌和時,如細料含量過少,混合料比表面積較小,則瀝青用量相對較多,也易泛油;因攤鋪時混合料產(chǎn)生離析,局部細料過分集中也易泛油。
1.4.2翻漿。多種因素綜合作用下的結果:基層用料不當,或拌和不均,細料過多,使得材料水穩(wěn)性差,遇水后軟化,在行車作用下漿水上冒;低溫季節(jié)施工的半剛性基層,強度增長緩慢,而路面通車過早,在行車和雨水作用下使基層表面粉化形成漿水。
三、公路瀝青路面病害的成因分析
2.1結構設計不合理。瀝青面層結構選用不當、混合料類型不合理。根據(jù)瀝青路面設計規(guī)范,瀝青面層除應滿足車輛的使用要求外,還應滿足雨水不滲等要求,宜選用粒徑較小,空隙也小的級配混合料,盡量采用小粒徑瀝青砼,以提高瀝青路面面層的防滲性。對于選用中粗粒砼或開級配或半開級配瀝青碎石的瀝青路面,必須在瀝青面層下設下封層,防止雨水滲入。
2.2環(huán)境溫度、交通荷載等因素的影響。瀝青路面初期產(chǎn)生的裂縫對瀝青路面使用性能常無明顯影響,但由于半剛性基層自身干縮和溫縮應變脹縮產(chǎn)生的拉應力超過半剛性基層自身的極限抗拉強度,使其從強度薄弱處產(chǎn)生斷裂。隨著路面使用時間的延長,已有的裂縫逐漸向上擴展到路表,橫向裂縫不斷增加。縫寬不斷增大,橫向裂縫再不斷附生縱向裂縫,最終形成大小不等獨立板塊,在表面水的作用下,致使裂縫附近基層的含水量加大,甚至飽和。其結果是路面強度明顯降低.在大量行車荷載反復作用下,產(chǎn)生沖刷、唧漿和沉陷等現(xiàn)象.聚終導致路面很快產(chǎn)生結構性破壞,使道路結構逐漸喪失承載能力。
2.3油路補強段的路面厚度考慮不足。為充分利用老路并節(jié)約土地及投資,利用舊路的線位及結構層。按照公路補強設計的一般要求和科學態(tài)度,宜先對所利用的路段狀況進行客觀評估,根據(jù)舊路的狀況(特別是強度彎沉指標)確定利用舊路的方案及補強厚度。但設計單位沒有認真細致的調(diào)查,大致給出一個補強厚度及路段樁號就草草了事,結果導致許多補強路段補強后彎沉值大于設計值,造成新路強度不足,早期破壞嚴重。
2.4路面施工。對原材料檢驗不嚴,對瀝青混合料的配合比控制不夠,特別是礦粉和瀝青用量不準,使瀝青路面早期出現(xiàn)推擁、油包、松散、露骨、坑槽等。施工機械設備陳舊、不配套,使混合料的配合比計量、拌和均勻性、壓實度、平整度等受到很大影響。瀝青混合料加熱溫度過高,瀝青和礦料拌和時,瀝青便被礦料的高溫灼焦、瀝青老化,使路面強度不足,產(chǎn)生松散、坑槽等病害。碾壓溫度過高,造成溫度過高的原因有兩種情況:一是瀝青混合料出廠溫度超過規(guī)范規(guī)定的上限值;二是瀝青混合料出廠溫度雖然在規(guī)定的范圍內(nèi),但接近高限,如果運距較短,攤鋪碾壓又很及時,就會使碾壓溫度超過規(guī)范高限。如果碾壓溫度過高,混合料就壓不實,就會出現(xiàn)推移,發(fā)生微裂。
三、公路瀝青路面病害的防治措施
3.1提高路基工作區(qū)的強度和穩(wěn)定性。路基是路面的基礎,路基工作區(qū)又是路基經(jīng)受行車荷載影響較大的深度區(qū)域,該深度區(qū)域具有足夠的強度和整體穩(wěn)定性對保證路面結構的強度和穩(wěn)定性極為重要。必須嚴格控制路基的填筑工藝,確保路基強度。填筑材料首選石、礫、砂類土,其次選用含礫、砂低液限粘土,再次選用低液限粘土。粉質(zhì)土和有機土不能用于填筑路基。而在路基路面設計時,車輛荷載是按標準的額定軸(BZZ一100)考慮的,當公路建成后,路基工作區(qū)的深度已經(jīng)是固定成型了。公路交付使用后,當公路上車輛超載運行時。路基工作區(qū)的深度必將會隨之加大。由于超載的緣故。路基工作區(qū)的實際深度超出了預設深度,這樣未經(jīng)處理的超出部分的路基強度、穩(wěn)定性、剮度明顯不足,在實際使用中,路基路面就會產(chǎn)生裂縫、沉陷、車轍、變形過大等病害。
3.2嚴格控制施工質(zhì)量。嚴格控制半剛性基層施工碾壓時的含水量,混合料的含水量不能超過壓實需要的最佳含水量或控制在施工規(guī)范容許的范圍內(nèi)。半剛性基層碾壓完成后,要及時養(yǎng)生。半剛性基層碾壓完成后或最遲在養(yǎng)生結束后應立即用乳化瀝青做透層或封層。透層或封層完成后,應盡快鋪筑瀝青面層。瀝青砼施工期間,交通管制必須有專人負責,禁止非施工車輛上路,防止上路機械漏油,保持路面干凈整潔。
3.3選擇防裂性能好的材料。選用抗沖刷能力好,干縮、溫縮系數(shù)小、抗拉能力高的半剛性材料作基層,最好使用溫度膨脹系數(shù)低的骨料。選用松弛性能好的優(yōu)質(zhì)瀝青做面層,保證瀝青的針入度、延度等指標;在缺少優(yōu)質(zhì)瀝青的情況下。應采用某些添加劑或聚合物。以提高瀝青的低溫抗裂性能及高溫穩(wěn)定性能。在穩(wěn)定度滿足要求的前提下。選用針人度較大的瀝青作兩層。采用密實型瀝青混凝土面層,空隙率對面層的疲勞壽命有很大影響,密實型瀝青混合料在使用中瀝青硬化緩慢,同時也延緩了裂縫的擴展。瀝青混合料的集料應選用表面粗糙、石質(zhì)堅硬、耐磨性強、嵌擠作用好、與瀝青粘附性好的材料。如果集料呈酸性,則應填加一定數(shù)量的抗剝落劑或石灰粉,確?;旌狭系目箘兟湫阅?,同時應盡量降低集料的含水量,盡可能使用人工砂代替原形顆粒的天然砂。
3.4道路的養(yǎng)護。圍繞建設與養(yǎng)護、維修與預防的關系,隨著路網(wǎng)的不斷完善,只有長期保持良好的路面使用性能,道路建設的巨額投資才能充分發(fā)揮其投資效益,而長期保持路面良好的技術狀況必須有一個強有力的養(yǎng)護維修支持系統(tǒng)來保障。在路面養(yǎng)護和維修的關系上,長期以來人們總是習慣于等到路面開始出現(xiàn)損壞后,才對它進行維修,而對于路面還處于良好狀態(tài)下進行預防性養(yǎng)護的意義則往往認識不足。預防性養(yǎng)護實質(zhì)上是一種周期性的強制保養(yǎng)措施,并不考慮路面是否已經(jīng)有了某種損壞。當路面剛出現(xiàn)病害先兆時,及時對路面進行養(yǎng)護要比發(fā)生大的病害后處理簡單,節(jié)省費用,說明重視預防性養(yǎng)護的經(jīng)濟意義。
主題詞:車轍類型 形成機理防治措施
車轍是瀝青路面鋪裝層的主要病害,嚴重影響著路面高速行車的安全性與舒適性,也是瀝青路面大面積損壞的主要誘因。我國的高等級公路和城市道路中,路面的車轍也日趨嚴重。在城市主干道的交叉口和行車渠化嚴重的非交叉口段,甚至高速公路的一些路段,在開放交通不久便出現(xiàn)了過量車轍,使得道路的交通事故率明顯上升,嚴重降低了道路服務性能,使得路面維修期提前及維修費用大幅度的增加。據(jù)不完全統(tǒng)計,在高等級公路的維修原因中,車轍病害發(fā)生比重高達到80%以上,可見問題的嚴重性。以下就筆者本人長期從事瀝青路面施工經(jīng)驗,講一下瀝青路面病害形成機理及防治措施。
車轍的類型
車轍是行車道輪跡帶上產(chǎn)生的永久變形,由輪跡的凹陷及兩側的隆起組成,根據(jù)車轍的不同形成過程,可將其分成三大類型。
失穩(wěn)性車轍
失穩(wěn)性車轍指當瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性不足時,瀝青路面結構層在車輪荷載作用下,其內(nèi)部材料因流動而產(chǎn)生橫向位移,通常發(fā)生在輪跡處,這也是車轍的主要類型,其形成如圖1所示。
結構型車轍
結構型車轍指瀝青路面結構層在交通荷載作用下產(chǎn)生的整體永久變形,這種變形主要由于路基變形傳遞到路面層而產(chǎn)生的,其形成如圖2所示。
磨耗型車轍
瀝青路面結構層的材料在車輪磨耗和自然環(huán)境因素作用下,不斷的損失而形成的車轍。汽車在使用了防滑鏈后,這種車轍更容易發(fā)生。其形成如圖3所示。
由于我國大多數(shù)瀝青路面都采用水泥或石灰粉煤灰穩(wěn)定粒料做基層,也經(jīng)常采用其他半剛性材料做底基層,這些材料的強度和模量都相當高。因此,瀝青路面的車轍主要來源于瀝青面層所產(chǎn)生的變形,故一般情況的車轍均為失穩(wěn)型車轍。
車轍的形成機理
車轍的形成過程可以分為三個階段:
瀝青的混合料的后續(xù)壓實
瀝青混合料在被碾壓成型前由骨料、瀝青及空氣組成的松散混合物。經(jīng)碾壓后,高溫下處于半流態(tài)的瀝青及由瀝青與礦粉組成的膠漿被擠進礦料間隙中,同時骨料被強力排擠成具有琿定骨架的結構。碾壓完畢交付使用后,瀝青混合料會在初期階段,在汽車荷載的作用下進一步壓實,形成微量永久變形。如果壓實效果良好,這一變形可以忽略不計。圖4為瀝青混合料的壓密變形示意圖。
2、瀝青混合料的流動變形
在高溫及車輛荷載作用下,瀝青混合料中的自由瀝青與礦料形成的瀝青膠漿會首先產(chǎn)生流動,從而引發(fā)瀝青混合料的流動變形,但此時瀝青混合料尚未產(chǎn)生結構性破壞。圖5所示為瀝青混合料的剪切流動變形示意圖。
3、瀝青混合料的結構性失穩(wěn)變形
處于半固態(tài)的瀝青混合料,由于瀝青膠漿在荷載及高溫作用下流動,混合料中粗、細骨料組成的骨架逐漸成為荷載主要承擔者,隨著溫度的升高或荷載的增大,再加上瀝青的作用,硬度較大礦料顆粒在荷載的直接作用下會沿礦料間接角面滑動,促使瀝青及其集漿向其富集區(qū)流動,致使瀝青混合料的結構失去穩(wěn)定性;特別是當骨料間瀝青及膠漿過多時,這一過程會更加明顯,也往往產(chǎn)生較大的流動變形。圖6所示為瀝青混合料的結構性失穩(wěn)變形示意圖。
三、車轍的影響因素
影響瀝青路面的影響因素可分為內(nèi)在因素和外在因素兩個方面。內(nèi)在因素主要是路基路面結構類型、材料性能與組成(如集料、瀝青結合料、瀝青混合料等)、施工質(zhì)量等。外在因素主要有交通荷載條件、氣候條件、水文地質(zhì)條件及路線縱坡等。
1、交通荷載條件
隨著公路等級的提高,交通量愈來愈大,輪載也不斷加重,車轍產(chǎn)生的速率越來越快。研究表明,車轍的發(fā)展速率隨荷載作用次數(shù)的增加而減小。但車轍深度隨累計荷載作用次數(shù)的增加面增加,以至于道路喪失使用性能。
2、氣候與水文地質(zhì)條件
路面溫度對車轍的產(chǎn)生有很大的影響。在寒冷地區(qū),路面溫度低,車轍出現(xiàn)的可能性較少,在炎熱地區(qū),瀝青路面在一定氣溫和日照作用下,能吸收大量熱量,從而導致路面溫度升高,產(chǎn)生車轍。殘留在路面內(nèi)的水分會大大降低各結構層的抗變能力,極易導致大車轍的產(chǎn)生。
3、路面結構類型
在一定厚度范圍內(nèi),瀝青路面的厚度越大,永久變形也愈大。采用剛性基層或半剛性基層材料的瀝青路面,由于基層具有很高的高溫穩(wěn)定性和抗剪變形能力,因此,車轍主要產(chǎn)生在瀝青面層內(nèi),而剛性基層和土基所產(chǎn)生的車轍只占很小的比例。
4、路面材料性能與組成
瀝青混合料是一種粘彈性塑性材料,其抗變形能力取決于瀝青的粘結力和礦料顆粒之間的嵌擠力。因而瀝青與礦料性能以及瀝青混合料的級配類型與配比組成,都直接影響著瀝青路面的抗變形能力和其他路用性能。
5、施工因素
瀝青混合料在施工過程中,材料質(zhì)量控制、瀝青混合料的材料與溫度均勻性、各種材料用量的控制、壓實溫度及壓實度的控制、層間的潔凈度及粘結效果等都會影響到路面的抗車轍能力。
四、車轍的控制與防治措施
1、以車轍為指標的路面設計方法的提出
目前,我國現(xiàn)行瀝青路面設計方法中的控制指標為彎沉和彎拉應力,尚缺乏控制瀝青路面車轍深度的指標。因此,要在設計階段防治車轍,就必須在瀝青路面設計中添加車轍控制指標?,F(xiàn)行規(guī)范在材料設計階段對瀝青混合料進行車轍試驗,并對試驗所得的動穩(wěn)定度提出了要求,但運穩(wěn)定度在路面設計中未作為控制指標,導致了材料設計與路面結構設計的分離,滿足動穩(wěn)定度要求的瀝青混合料在路面中能產(chǎn)生多大的車轍或者車轍是否超過允許值都不得而知。應控制瀝青混合料的材料選擇及配比設計,實現(xiàn)材料設計與路面結構設計的統(tǒng)一。
2、瀝青材料及礦料的選擇準則
(1 )礦料
礦料所形成的骨架及嵌擠力是瀝青混合料抗變形能力的基礎,因此形狀接近立方體、抗壓及耐磨性能強的礦料及合理的級配,是瀝青混合料抗車轍能力的根本所在。此外,礦粉也有很大的影響。因為礦粉具有很大的表面積,特別是活化礦粉。用石灰?guī)r軋磨的礦粉配制的瀝青混合料具有較高的高溫穩(wěn)定性,而含有石英巖礦粉的瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性較低?;罨V粉對提高瀝青混合料的抗剪切能力起特殊作用?;罨V粉與瀝青相互作用形成兩個特點:
①形成了較強的結構瀝青膜,大大提高了瀝青的粘聚力;
②降低瀝青混合料的空隙率,因而減低了自由瀝青的含量。
因此,在選擇礦料時盡量采用含活化礦粉多的礦料,這會使瀝青混合料抗剪切能力有很大提高。
(2)瀝青結合料
影響塑性變形的首要因素是瀝青混合料的組成,但是對于組成確定的混合料,其性能將取決于瀝青的粘度。如果說礦料形成瀝青混合料的骨架,則填充于骨料之間的瀝青與細集料所形成的膠砂無疑是瀝青混合料的肌肉。因此,選擇高溫穩(wěn)定性良好的瀝青,將有助于瀝青混合料抗車轍能力的提高。
對于瀝青的選擇,可以通過由最高路面溫度確定瀝青混合料的最小臨界溫度,并根據(jù)該臨界溫度值確定所用瀝青的粘度或軟化點,從而選擇合適的瀝青材料。瀝青類型也有多種,有改性瀝青、非改性瀝青、天然湖瀝青、工廠煉制的似改性瀝青的寬域瀝青等,此外還有瀝青混合料改性劑等。有許多技術可以提高瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性,需結合技術與經(jīng)濟條件合理地選用。
(3)瀝青混合料
瀝青混合料中的空隙率、瀝青用量和礦料級配是影響瀝青混合料抗車轍能力的主要因素。
①在瀝青混合料中良好級配所形成的骨架作用因增加了礦料之間的嵌擠力提高了瀝青混合料的抗車轍能力,所以說,礦料級配的選用很重要。從材料性能上分析,選用高粘度的瀝青和非配性且近立方體的礦料可提高瀝青混合料的抗車轍能力。
②瀝青混合料中的空隙率過小會使得瀝青混合料內(nèi)沒有足夠隙來“吸收”由荷載引起的流動,造成材料的整體變形而形成車轍,但空隙過大則易于誘發(fā)其他病害。
③瀝青混合料中的瀝青用量直接影響著礦料的骨架作用,車轍隨瀝青用量的增大而增大,并且十分敏感。但是,馬歇爾方法確定的瀝青用量并非控制車轍的最佳用量。
3、施工工藝
為了防止瀝青路面出現(xiàn)車轍,在施工過程中可以從以下幾個方面進行控制。
(1)材料質(zhì)量控制
嚴格控制原材料質(zhì)量,尤其是大規(guī)模施工時對礦料質(zhì)量的控制。同時注意生產(chǎn)過程中瀝青混合料配合比的變化,確保實際配合比在允許的范圍內(nèi)變化。這對工程質(zhì)量是至關重要的。許多項目出現(xiàn)問題,都是因為這一環(huán)節(jié)沒有把握好。此外,要注意對瀝青混合料材料、溫度及碾壓不均勻性的控制,以避免路面出現(xiàn)局部的車轍或水損壞等,確保路面整體的使用性能。
(2)碾壓溫度
一般地講,在規(guī)定溫度范圍內(nèi)瀝青混合料的溫度愈高,愈容易達到高密實度。碾壓溫度的測定位置是攤鋪的瀝青混合料的中部。為了保證壓實的整體效果。在施工過程中應盡可能是攤鋪碾壓溫度。特別是初壓和和復壓的溫度。在不發(fā)生推移、表面無發(fā)裂的情況下,初壓的壓路機可一直緊跟攤鋪機,以減少瀝青混合料熱量的損失,確保在較高的溫度下進行碾壓。復壓應緊跟初壓,終壓也應盡可能在地較高溫度下進行。但考慮到終壓的目的是消除缺陷和保證面層有較好的平整度,不宜僅僅提高終壓溫度,應以瀝青面層無輪跡和無明顯缺陷為判斷標準,確定適宜的終壓溫度。
(3)壓實厚度
現(xiàn)在的瀝青面層的集料普遍偏粗,尤其是中下而層,與其相匹配的壓實層厚度稍微偏薄,不利壓實,而且容易造成離析,影響礦料骨架的形成,給工程質(zhì)量帶來隱患。根據(jù)我國高速公路的大量實踐和探討,特別是考慮到壓實效果,路面層厚度不宜過薄,以大于礦料最大公稱粒徑的3倍為宜。
(4)碾壓工藝
采用何種壓路機和碾壓方式,以達到規(guī)定的壓實度,一般通過鋪筑試驗段來確定。確定試鋪的碾壓組合時,應根據(jù)施工隊所配備的碾壓設備及以往的施工經(jīng)驗,確定切實可行的方案進行試鋪,以確定大面積施工可采用的方案。
(5)有效壓實時間
所謂有效壓實時間,是指混合料攤鋪后,溫度降至最低允許碾壓溫度所需的時間。該時間越長,則可用于壓實的時間就越長;若有效壓實時間較短,則可能無法完成碾壓流程,以致壓實度不足,將難以保證壓實質(zhì)量。
(6)壓實度與平整度
壓實度與平整度是評價瀝青面層質(zhì)量的兩個重要指標。平整度是外在質(zhì)量的體現(xiàn),而壓實度則是內(nèi)在質(zhì)量的根本保證,必須在確保壓實度的情況下提高平整度。較好的壓實度能使平整度在通車后的衰減較慢,這樣更有利于行車的平穩(wěn)舒適。
4、交通管理
在貨車道、汽車站、平面交叉或慢車道上的瀝青路面經(jīng)常發(fā)生車轍,這是由于車輛超載、啟動與剎車制動造成的。因此,要通過限制超載、提高行車速度、定期變更車道劃線位置等措施來防止車轍的產(chǎn)生。
【關鍵詞】瀝青混凝土;路面施工;要點;控制
1、引言
隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,交通建設事業(yè)蒸蒸日上,路面施工技術不斷發(fā)展。瀝青混凝土路面作為我國交通道路建設中的主要類型之一,因其有著施工周期較短、便于養(yǎng)護、使用時行駛舒適、產(chǎn)生噪音小等優(yōu)點,在道路交通建設中受到越來越多的青睞,并取得了豐碩的成果。從已建瀝青混凝土路面的使用情況上來看,仍存在一些問題。例如,使用不到幾年就進行翻修,達不到設計壽命,早期裂縫、沉陷車轍、表面功能損壞等。這些問題的出現(xiàn)是多方面的,包括設計、施工、使用維護等,施工方面的原因有的是施工前的準備不夠充分,瀝青混凝土質(zhì)量原因,鋪筑階段的材料拌合、攤鋪和碾壓以及施工縫的處理等,使得路面的使用性能較差,出現(xiàn)質(zhì)量問題。本文從施工方面,對瀝青混凝土路面施工的要點和注意事項進行了詳細的分析探討,為瀝青混凝土路面的施工提出自己的經(jīng)驗和看法。
2、瀝青混凝土路面的施工分析
瀝青混凝土路面的施工全過程包括施工準備階段、鋪筑階段和后處理階段,任何一個環(huán)節(jié)都有容易麻痹大意之處,因此需要對整個施工過程進行全面的重視和關注。
2.1 施工準備
瀝青混凝土路面施工準備階段的主要內(nèi)容有施工人員對圖紙的熟悉和掌握、人員的配置、材料的質(zhì)量檢查和控制、混凝土配合比、拌合、設備調(diào)試、工作面要求的處理。其中,圖紙熟悉和人員配置是每個施工項目都需要做到的一方面,否則會因為主觀因素出現(xiàn)的問題需要承擔更大的責任和損失。因此,準備階段的主要施工要點包括材料的質(zhì)量控制、混凝土配合比、場地和工作面的提供。
1)原材料的質(zhì)量要把關。施工前,工作人員應對選定的石料、礦粉、瀝青進行質(zhì)量檢查,按照規(guī)范要求進行。其中,最關鍵的材料是瀝青,這是需要按照設計要求,直接從廠家供貨方直接訂購,對其需要進行針入度、軟化點和延度的檢測,其他可根據(jù)需要進行試驗。瀝青的儲備需要專用儲備罐進行儲備。碎石作為拌料其粒徑要符合要求,經(jīng)常地進行帥選檢查,對各種材料的用量配合比要按照比例要求進行,瀝青混凝土的配合比設計要由工地試驗完成,然后去業(yè)主指定試驗點做檢測,此項工作需要在儲備原材料前完成。
2)場地設置和工作面要符合建設規(guī)范要求。拌合場設置要考慮場地位置的經(jīng)濟性和合理性,場地平整,不擾民,不受大水侵害,道路符合運輸要求,無相互干擾碰撞,同時注意易燃物品、電源的安全性。工作面即混凝土面層的基礎,需要以剛性地基為條件,其強度、平整度、彎沉都對瀝青混凝土路面施工質(zhì)量有重大影響。因此,基層需要平整、干凈、強度達到要求,施工前需要對表面進行清掃,無雜質(zhì)參合,無松散石料,對一些局部缺陷或突起進行人工清理鑿除。以下是針對一些基層問題進行的措施處理,根據(jù)公路工程質(zhì)量檢驗評定標準進行:①基層局部松散的情況,凹凸不平的情況,需要鑿除然后用素混凝土進行填平處理;②基層的相對標高超過了設計標準,需要進行調(diào)整;③橫坡的坡度出現(xiàn)于設計不符的現(xiàn)象,需要設置過渡段按0.1%進行變坡處理。
2.2 鋪筑階段
鋪筑階段是路面施工的主要階段,是對前期準備階段的檢驗,是對其中瀝青混凝土拌合、試驗段施工、運輸、攤鋪、碾壓等施工處理的階段。
1)拌合的瀝青混凝土要符合要求。針對其拌合要求,需要注意拌合的溫度、材料級配、油石比。溫度控制要求在160°~170°C,材料拌合前的溫度不一樣,因此需要的礦料和礦粉溫度應分別控制在155°~170°C和175°~190°C,這樣能夠保證拌合時溫度在要求的范圍內(nèi)。
2)嚴格按照要求進行試驗段的施工鋪設。大規(guī)模施工前,需要按照要求正常施工條件相同的情況下,進行200m~400m的試驗段鋪設。在此過程中,要解決一些問題,例如,配合比的驗證、得出準確的完全施工的配合比;確定每天的施工進度;工作縫的處理方式;機器的施工性能是否符合要求等等。
3)瀝青混凝土的攤鋪按照施工組織設計進行。施工階段的攤鋪需要用攤鋪機進行整體鋪設,利用梯隊作業(yè)的方式進行變寬路段的施工。對于縱向的接縫,需要在前面預留20cm左右的寬度不碾壓,作為后續(xù)攤鋪的參照和基準,并有10cm左右的重疊層攤鋪,用熱接縫形式進行消縫處理。采用上面層走雪橇方式進行攤鋪,確保厚度和平整度符合要求,機器需要安裝自動找平的儀器。對于熨平板的預熱,需要在每次攤鋪前進行,溫度要達到70°C才可以進行后續(xù)工作,這就需要施工人員進行測量和經(jīng)驗評定。對于人工修整時段,需要注意的是不能站在已經(jīng)攤鋪好的熱料上進行作業(yè),未經(jīng)壓實前不得踏步。
4)攤鋪層的碾壓要根據(jù)試驗段的測試結果進行。分為初壓、復壓、終壓三個階段,碾壓的組合和碾壓速度已經(jīng)在試驗段進行了相關的測試,參照測試結果即可。初壓采用兩臺輕型雙輪壓路機進行穩(wěn)壓,至少一臺一遍,碾壓速度在3km/h,碾壓勻速、筆直前行、碾壓面不宜過長,一般在50m一個來回,這就需要攤鋪工作面控制在50m,以便進行回轉(zhuǎn)復壓。復壓需要三臺重型壓路機碾壓,至少每臺兩遍,速度5km/h。終壓用一臺輕型和一臺重型壓路機進行兩遍。注意碾壓過程不可急剎車和快速啟動,以免產(chǎn)生混合料的開裂和推擠,先確保壓實度,然后確保平整度,不能以犧牲壓實度為代價達到平整度的要求,否則耐久性大減。
2.3 施工縫處理
接縫處處理的好壞直接影響路段的平整度,處理好接縫處的要點就是切除接頭,直尺檢查端部的平整度,用切割機切割挖除不符合要求的部分,清掃干凈、灑粘層油處理,然后再新鋪接縫,采用斜向碾壓法,進行碾壓,通過結合人工找平消除不平整地方,使兩段路平整吻合銜接。
3、結束語
瀝青混凝土路面施工是一項復雜的過程,為了確保瀝青混凝土路面的施工質(zhì)量,保證通車后的安全、舒適和路面的長久使用,就必須做到施工準備、鋪設等各項程序?qū)訉影殃P,嚴格控制,按照設計和規(guī)范要求進行處理。我國的瀝青混凝土路面施工技術雖有長足的發(fā)展和不斷完善,但是在施工的準備階段、具體鋪筑階段對鋪設技術規(guī)格要求還需要嚴格的執(zhí)行, 同時個人認為施工人員的知識技能和經(jīng)驗也是施工能否保質(zhì)保量完成的重要的組成部分。
參考文獻:
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【關鍵詞】瀝青路面;質(zhì)量通?。环治?;防治
從2007年以來,我縣興建了大量的瀝青混凝土道路,以前許多破損的水泥混凝土道路,也都進行了“黑色化”改造,改建為瀝青混凝土路面,平均年建成路面近50萬平方米。瀝青混凝土道路優(yōu)點突出:路面表面平整、行車舒適、冷熱變形適應性強、美觀大方、易修補等。然而,一些瀝青混凝土道路在使用2—3年時間,出現(xiàn)了許多表觀質(zhì)量缺陷,有的還“愈演愈烈”,給正常的道路交通帶來嚴重影響。究其原因,主要是施工、超載、自然氣候等多方面造成的。各種路面質(zhì)量通病的出現(xiàn),大大縮短了道路的使用壽命,必須及時維修,并在以后的工程建設中予以避免。
一、瀝青混凝土路面常見質(zhì)量病害的產(chǎn)生類型
瀝青混凝土路面的表觀顯現(xiàn)質(zhì)量病害總體上分為兩大類,并呈現(xiàn)多種不同的表現(xiàn)形式。一是結構性病害:路面結構的整體或其某一個或幾個組成部分出現(xiàn)了病害,主要以各種結構裂縫的形式表現(xiàn)出來;二是功能性病害:表面通行功能逐漸衰減的病害,表現(xiàn)在路面狀況不良、平整度及抗滑度性能逐步降低。
近幾年,通過對我縣臺州路、寧波路、大連路、迎賓大道、瑞聲大道等多條道路的調(diào)查,發(fā)現(xiàn)瀝青混凝土路面常見的典型質(zhì)量病害主要表現(xiàn)為橫裂、縱裂、網(wǎng)縫、泛油、坑槽、脫皮、啃邊等幾種形式。
二、路面常見典型質(zhì)量病害的成因分析
1、橫向裂紋
指與路中心基本垂直、沿路面方向出現(xiàn)的規(guī)則裂縫,縫寬不一。
成因:(1)半剛性基層的收縮而產(chǎn)生的反射裂縫;(2)瀝青質(zhì)量差或標準低,瀝青面層溫度收縮大于瀝青混合料的抗拉強度;(3)施工縫未處理好,接縫不緊密;(4)橋梁或涵洞的填土產(chǎn)生固結或地基沉降;(5)在舊水泥混凝土路面上鋪筑瀝青面層的復合式路面,通常在混凝土的接縫處,也會在瀝青面層上產(chǎn)生橫裂縫。
2、縱向裂紋
裂紋走向基本與行車方向平行,裂縫長度和寬度不一,通常出現(xiàn)在行車道上,而且通常以單條或多條平行的裂縫形式出現(xiàn),有時伴有少量的支縫。
成因:(1)通常是由于路基或基層的沉降而產(chǎn)生的,如縱向溝槽回填土壓實質(zhì)量差而發(fā)生沉陷;(2)在路面加寬的新老路面交界處,或半填半挖的路基中填挖分界線處容易形成;(3)在行車道的輪跡帶處,因為行車荷載的重復作用,也會引起縱向的疲勞裂縫;(4)瀝青混合料攤鋪時,由于縱向搭接不好,在搭接處也會產(chǎn)生縱縫。
3、網(wǎng)狀裂紋
裂紋縱橫交錯,一般縫寬1mm以上,面積1m?以上。
成因:(1)路面結構中夾有軟弱層或泥灰層,粒料水穩(wěn)性差;(2)瀝青混合料質(zhì)量差、延度低,抗裂性差;(3)瀝青層厚度不足,層間粘結差,水分滲入,加速裂縫形成;(4)面層材料的低溫收縮或瀝青的老化等。
4、泛油
瀝青從瀝青混凝土層的內(nèi)部或下部向上移動,使表面有過多瀝青,未見或很少看到集料,路面光滑,容易引起行車滑溜交通事故。泛油對行車安全產(chǎn)生很大的不利影響。
成因:(1)瀝青用量過大、集料撒布量過少、油石比掌握不準確是泛油產(chǎn)生的主要原因;(2)夏季的連續(xù)高溫,以及行車荷載的反復作用,也是誘發(fā)路面泛油不可忽視的重要因素;(3)冬季施工,面層成型慢,集料散失過多;(4)瀝青標號不適當,針入度過大。
5、坑槽
指表層局部松散,形成深度2cm以上的凹槽。在水的侵蝕和行車的作用下,進一步擴大,形成較大較深的坑槽,它嚴重影響行車的安全性和舒適性。
成因:(1)瀝青混凝土孔隙率大、瀝青加熱溫度過高、壓實度不足或過分離析是路面產(chǎn)生坑槽的內(nèi)在原因;(2)攤鋪時,下層表面泥灰、垃圾未徹底清除,使上下層不能有效粘結;(3)養(yǎng)護不及時,當路面出現(xiàn)松散、脫皮、網(wǎng)裂等病害時,未及時養(yǎng)護修復。
6、脫皮
指瀝青路面上層與下層或舊路上的罩面層與原路面粘結不良,表面層呈成塊狀或成片狀的脫落。
成因:(1)攤鋪時,下層表面潮濕或有泥土或有灰塵等,降低了上下層之間的粘結力;(2)舊路罩面,原路面未鑿毛,或未噴灑粘層瀝青,造成新舊面層粘結不良而脫皮;(3)面層偏薄,厚度小于混合料集料最大粒徑的2倍,難以碾壓成型。
7、啃邊
指路面邊緣破損松散、脫落。
成因:(1)路邊積水,使集料與瀝青剝離、松散;(2)路面邊緣碾壓不足,面層密實度較差;(3)路面邊緣基層松軟,強度不足,承載力差。
三、常見質(zhì)量病害的防治
1、裂縫的處理
對于表現(xiàn)形式比較簡單的裂縫(橫裂、縱裂),傳統(tǒng)上采取封堵的方法:縫寬在5mm以內(nèi)時,清除縫內(nèi)的雜物后,將稠度較低的熱瀝青灌入縫內(nèi),填入干凈的石屑或粗砂并搗實刮平;縫寬在5mm以上時,首先要除去已松動的裂縫邊緣,清楚縫內(nèi)的雜物后用熱拌瀝青混合料填入縫中。具體可采用開槽灌縫的方法進行處治。
(1) 開槽:用開槽機沿裂縫開槽,槽寬2槽深2。開槽長度視裂縫長度而定,一般要沿裂縫可能繼續(xù)發(fā)展的方向略長于裂縫。用吹風機將槽內(nèi)雜物清理干凈,再用熱風機烘干槽內(nèi)可能殘留的水份;
(2) 灌縫:用專用的灌縫材料-采用專用密封膠進行灌縫處理,一般需澆灌2遍~3遍,直至灌縫材料與路面平齊為止。必要時將干燥潔凈的石屑撒到灌縫表面,即可開放交通。所用灌縫材料為專用灌縫材料,具有良好的高低溫穩(wěn)定性,設備操作簡單灌縫效果較好。
對于形式復雜的裂縫,一般出現(xiàn)的面積比較大??梢圆捎孟{封層、瀝青薄層罩面、單層瀝青表處等處于等形式進行處治;當基層、土基強度不足時,要首先對基層、土基進行處治,然后再加鋪面層。近幾年來,瀝青路面灌縫材料、灌縫機械的研究有了進一步的發(fā)展,一些新材料、新機械(如美國CRAFCO 公司生產(chǎn)的灌縫料與灌縫機)在實踐中被廣泛采用,對于裂縫的處治具有很好的效果。
2、 坑槽的處治
(1) 材料的選擇。瀝青混凝土:選用AC-13或AK-13改性瀝青混凝土;乳化瀝青:采用快裂型乳化瀝青,也可采用慢裂快凝型乳化瀝青,保證修補后能迅速開放交通。如殼牌美國公司的KOCH型快裂陽離子乳化瀝青和CRS-2型快裂聚合物改性乳化瀝青。由于進口乳化瀝青稠度較大,瀝青含量約70%,使用時應進行稀釋,常用的稀釋方法有兩種加熱稀釋(溫度一般大于40攝氏度)和加水稀釋(比例為2%)兩種;
(2) 作業(yè)前的準備。將選擇好的瀝青混凝土裝進貯料倉,并用液化氣進行加熱;將選擇好的乳化瀝青注入貯罐。注意不要加滿,乳化瀝青受熱后會膨脹;檢查整臺機器的完好情況,堅持例行保養(yǎng)和及時維修;檢查液壓系統(tǒng)是否工作正常,檢查乳化瀝青管道是否暢通;預熱乳化瀝青;將清洗液貯罐加滿柴油,便于及時清洗乳化瀝青管道;
(3) 施工:
1)如路基完好,坑槽深度僅涉及下面層的維修。
第一、確定需修補的坑槽范圍,應方正且與行車方向平行或垂直;
第二、削去修補范圍內(nèi)的面層,槽壁應垂直,槽底應堅實無松動現(xiàn)象;
第三、將槽壁、槽底清理干凈后,均勻涂刷一層粘層瀝青,用量約0.3—0.6kg/m;
第四、填入瀝青混合料,攤鋪平整,攤鋪系數(shù)為1.2—1.25;
第五、用壓實機具在攤鋪好的瀝青混合料上反復碾壓至于原路面平齊。如坑槽較深或面積較小,無法用壓實機具一次成型時,應分層鋪筑,下層可采用人工夯實,上層則應采用機械壓實。
2)如基層已損壞,須先將基層補強或重新鋪筑,基層應堅實平整,沒有松散和軟弱現(xiàn)象。
3)對于交通量較小的慢車道、支干道,采用熱拌瀝青混合料有困難時,可采用冷拌的乳化瀝青混合料來修補面層,但須采用較密實的級配,并充分碾壓,以防止雨水再次下滲。
在進行坑槽修補作業(yè)時,一定要把握好乳化瀝青噴灑的均勻程度、瀝青混凝土的用量、壓實這三大操作關鍵,從而達到均勻、密實、快速修補坑槽的最佳效果。
3 、泛油的處治
(1)施工前,須根據(jù)本地區(qū)的氣候條件選定合適的瀝青標號,我們蘇北地區(qū),一般選用AH—70號道路石油瀝青,其各項指標應符合《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》(JTGF40-2004)表4.2.1-2“道路石油瀝青技術要求”;
(2)由于泛油往往是瀝青用量過大造成的,所以在配合比設計階段必須嚴格按照試驗規(guī)程進行最佳油石比(一般為4.7%--5.0%)的選定;它的用量高低直接影響路面質(zhì)量,油石比大則路面容易泛油,反之則影響強度和防水效果。在施工過程中嚴格按照工程師批準的配合比進行施工,嚴格控制瀝青用量、集料規(guī)格和撒布量;
(3)冬天施工時,面層成型慢,集料容易喪失,應及時補撒集料,避免低溫季節(jié)施工。
4、脫皮的防治
(1)鋪設瀝青面層前,必須徹底清理下層表面,保持干凈、干燥;舊路面加罩面層時,原路面應用風鎬、十字鎬鑿毛或銑削機銑削,經(jīng)清掃、噴灑粘層瀝青后,再加罩面層;防止脫皮現(xiàn)象的發(fā)生。
(2)脫皮較嚴重的地段,應將瀝青面層全部削去,重新鋪筑面層,處理材料、工藝、施工方法與處理坑槽基本相同。
5、啃邊的處治
在啃邊路段修補范圍內(nèi),離瀝青面層邊緣5—10cm處畫出標線,用切割機械將面層材料挖除,經(jīng)清掃后,在底面、側面涂刷粘層瀝青,然后按原路面的結構和材料進行修復,接縫處以熱烙燙邊,使接縫緊密。
四、建議
瀝青混凝土路面的常見病害形式有多種,根據(jù)幾年來的調(diào)查發(fā)現(xiàn)主要以各種形式的裂縫為主。這里總結了道路路面一些主要病害的形成原因及常用的處理方法,希望對瀝青路面的養(yǎng)護具有一定的參考作用。在對瀝青路面質(zhì)量病害進行防治時,首先要分清病害形成的原因,采取正確的措施和方法,才能達到治理病害的目的。
(身份證號:321321197609080019)
參考文獻
1、《道路橋梁工程質(zhì)量通病防治手冊》.北京:中國建筑工業(yè)出版社.2002。
關鍵詞:瀝青水破壞分析預防措施
一、概述
近幾年來,公路建設突飛猛進,對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展起著至關重要的作用,但是許多公路建成運營后,發(fā)生早期損害較為嚴重,特別是瀝青路面,主要表現(xiàn)在坑槽、松散、脫皮、麻面等方面。產(chǎn)生這些病害的主要原因是水的破壞,如何有效的控制水破壞,保證公路的安全、舒適、暢通,延長公路使用壽命,降低工程造價,是廣大公路工程技術人員的共同愿望。本文從瀝青路面設計、施工及管理等方面談談水對瀝青路面造成的破壞及預防措施。
二、水破壞的表現(xiàn)方式
公路水破壞在公路中的表現(xiàn)有很多種,但主要有一下幾種:軟彈、唧漿、坑洞、沉陷、裂縫、破碎等。
三、原因分析
1.水的由來
造成瀝青路面水損害破壞的主要原因之一是瀝青混合料空隙率過大。設計時,有時為了考慮瀝青路面的抗滑性能、保證路面行車有一定的構造深度,混合料設計空隙率一般都在6%以上,而有關資料介紹,空隙率在8%-12%之間,路面水最容易侵入面層混合料內(nèi)部,一旦瀝青面層內(nèi)部含有一定的水分,水將在瀝青混合料內(nèi)部自由流動,再加上車輛荷載的反復作用,面層中的水產(chǎn)生壓動力,這部分水逐漸侵入到瀝青與集料的界面上,使瀝青膜漸漸地從集料表面脫離,最終導致瀝青與集料之間的粘結力喪失,造成水破壞。尤其是瀝青類路面面層在使用初期,其透水性較大。因此,雨季表面水有可能透過瀝青面層進入基層和底基層中。表面水也有可能從兩側路肩或路面與路肩的結合處以及中央分隔帶緣石(通常是預制混凝土塊)與路面的結合處透入路面結構層中。如果瀝青面層上產(chǎn)生了裂縫,表面水更會從裂縫透入路面結構層中。如果中央分隔帶下部無排水盲溝,表面又沒有封閉,則雨水還可能從中央分隔帶透入路面結構層和土基上部。
在地下水位接近地表的地段,特別在路基填土不高時,地下水可通過毛細作用進入土基上部和路面結構層;在冰凍地區(qū),由于冬季水分重分布的結果,路基上層和路面底基層都可能處于潮濕或過分潮濕狀態(tài)。瀝青面層雖不是完全不透水的,但卻能阻礙路面結構層和土基中的水分蒸發(fā)。
2 .瀝青路面的沖刷唧漿現(xiàn)象形成原因
(1)發(fā)生在裂縫處的唧漿、網(wǎng)裂現(xiàn)象
唧漿、網(wǎng)裂。水透過瀝青面層滯留在半剛性基層頂面,在大量高速行車作用下,自由水產(chǎn)生很大的壓力并沖刷基層混合料表面的細料,形成灰白色漿?;覞{又被行車壓唧,通過各種形狀不一和寬窄不一的裂縫(橫縫、縱縫、斜縫、網(wǎng)裂)到路面,灰漿還可能通過水滲入瀝青混凝土的局部小面積或個別通道被壓唧到路表面,使路面產(chǎn)生網(wǎng)裂和變形。
(2)局部唧漿和坑洞
坑洞??佣词亲畹湫偷乃茐默F(xiàn)象。當自由水侵入并滯留在瀝青混凝土的孔隙中,不管是普通混凝土還是改性瀝青或加抗剝落劑的SMA,在行車作用下,特別是在降雨過程中和雨后行車道上的局部網(wǎng)裂會逐漸松散。松散的石料被車輪甩出形成坑洞。由于瀝青混凝土的不均勻性,坑洞總是首先在局部混凝土空隙率較大處產(chǎn)生,因此,它是隨機分布的一個孤立的坑洞。
水泥混凝土路面的面板下的基層同樣會產(chǎn)生沖刷現(xiàn)象?;炷撩姘宓慕涌p處由于板在行車作用下的泵吸作用造成唧漿現(xiàn)象;由于唧漿使混凝土板的邊、角脫空而造成邊、角斷裂。
(3)凍融現(xiàn)象
在冰凍地區(qū),在地下水位接近地表或路基兩側有長期積水的情況下,如果路基填土高度不大,在冬季土路基中會發(fā)生水分重分布,在0-30C溫度較長期滯留的深度會形成嚴重的聚冰現(xiàn)象,土層中會有很多冰晶體,甚至冰夾層。這層土長稱做路基中的聚冰帶。到春融期間該聚冰帶化凍時,土層變的過分潮濕,使土基的強度急劇下降。如果在這種可能變得過分潮濕的土基上鋪筑直接與土基相接觸的路面結構層 的材料具有明顯的毛細水作用,例如含細土較多的粒料土、石灰土、水泥土等,則在這種材料層內(nèi)也會發(fā)生水分重分布現(xiàn)象。如這些材料層又位于冰凍深度范圍內(nèi),則在這些材料層內(nèi)也可能發(fā)生聚冰帶,到春融化凍期間,這些材料的強度也會明顯下降,導致路面整體承載能力明顯下降,甚至發(fā)生破壞。
四、處理方法
1.地表水的處理
(1)由于路基路面排水設計不夠完善,對路面排水設施不夠重視,造成路面破損狀況較為普遍。因此在公路路面設計時,應進一步完善路面排水設計,如:增加路拱、增設排水設施、保持邊溝暢通等。為了防止路面面層的滲透,應將其設計施工成不透水的密級配瀝青磨耗層,在路面結構層中設置防水層、基層頂面設置封層,在中央分隔帶處設置縱橫向排水滲溝,在土路肩處采用碎石填料進行填筑,在挖方路段應根據(jù)現(xiàn)場實際情況有針對性地進行排水設計,減少水在路面的停留時間,以減少其對路面的破壞。
(2)對于路緣石的施工應加以改進,在施工中多采用現(xiàn)澆(或預制)路緣石,這種施工方法,增加了路緣石的整體性能,外觀也達到了平整順暢。但它隔斷了路面滲水的排出,極易造成路面與路緣石的結合部產(chǎn)生水破壞。
京滬高速公路滄州段在路緣石施工中,采用了一種預制路緣石下鋪設10厘米無砂混凝土的施工方法,從使用效果看,路基外側有明顯的水分滲出,解決了路面滲水排不出去的難題。
(3)中央分隔帶滲水的處理,為了減少中央分隔帶滲水對路面的水破壞,在中央分隔帶中增設小型明溝或盲溝,將滲水從盲溝中排出,消除因滲水對路面產(chǎn)生的水破壞。
(4)嚴格控制集料規(guī)格。瀝青路面的材料、集料規(guī)格,直接影響到瀝青與集料粘附性能,直接影響到水損害的程度。所以應該加強對原材料的把關,每批瀝青進場都要進行試驗,保證瀝青的粘度、延度、針入度等各項指標符合要求,對每批集料進場都要嚴格進行抽檢、篩分。保證每批進場充分保證瀝青混合料的粘結性能,提高瀝青集料的粘結力,降低水對瀝青路面的破壞能力。
(5)壓實度對瀝青路面的使用性能和壽命影響很大,它是保證瀝青混合料密實度與空隙率大小的關鍵。因此在施工過程中,進一步加強管理,提高壓實機具標準。根據(jù)試驗段得出的碾壓數(shù)據(jù),控制碾壓遍數(shù)、速度、時間、溫度。碾壓要均勻,派專人指揮負責,從輕到重、從慢到快、從兩邊到中間,輪跡要重疊,既要保證路面平整度、路拱橫坡度,又要保證壓實度。并根據(jù)施工規(guī)范要求的壓實度抽檢頻率,進行抽檢。發(fā)現(xiàn)壓實度不足的地方堅決返工,保證壓實度符合要求,降低混合料空隙率,減少水的侵入破壞。
(6)橋梁滲水的處理,對于鋪設瀝青混凝土鋪裝層的橋面,在設計施工中雖然對于橋面排水做了安排,但往往忽略了橋面滲水的處理,因此,在橋面兩側常出現(xiàn)水破壞現(xiàn)象。這是因為:一是泄水孔位置問題,泄水孔入口高出水泥混凝土面層,使?jié)B水無法排出;二是由于泄水孔間距較大,滲水不能及時排出;三是梁體間在澆注契口縫時不飽滿有積水存在,空心梁體內(nèi)部有積水,冬季產(chǎn)生凍脹造成破壞(已出現(xiàn)具體實例);
解決方法:一是使泄水孔口高度設置在低于水泥混凝土面層0.5厘米的位置上,避免孔口積水;二是在橋面兩側設置易透水的結構層,京滬高速公路采用了在橋面邊緣處將瀝青混凝土下面層10厘米范圍內(nèi)鋪裝無砂混凝土,使橋面滲水及時排出,經(jīng)觀察使用效果良好;三是施工時注意契口縫震搗密實,吊裝前將梁體內(nèi)積水清除干凈,如出現(xiàn)積水現(xiàn)象,立即在積水痕跡處打眼將水放出,避免凍脹。
2地下水的處理
對于地下水的處理根據(jù)各地地質(zhì)、地理條件的不同有很多不同的處理方法。
(1)排除公路邊溝積水
當邊溝積水較多時,公路路基在一定范圍內(nèi)受到水的浸漬,使路基產(chǎn)生水破壞。當公路沿線有良好的排疏宣泄條件時,可采用疏干路基邊溝范圍內(nèi)的淺水層,加快路基自然固結的方法,將低軟土內(nèi)的含水量,改善土壤物理性質(zhì)。
(2)設置墊層
修筑適宜的結構墊層,以調(diào)節(jié)路基的水溫狀態(tài),也是一種有效的處理方法,而且應用范圍比較廣泛。目前主要應用的是防水層和割斷層。防水層主要應用各種合成材料和瀝青、水泥等結合料,摻入集料共同組成不透水、抗沖刷的結構層,設置于路基和路面之間或路基底部,起到防止地下水侵入的作用。割斷層與防水層類似,主要目的在于割斷地下水的上升路徑,從而減小或消除其對路基的破壞作用。
(3)提高路基標高
人為提高路基標高,保證路基工作層在下水位以上一定高度,這是最簡單和傳統(tǒng)的解決方法。對路堤而言實現(xiàn)起來比較容易、簡單,但由于路塹和零填情況,還有當缺乏合格的填土時,實現(xiàn)起來可能不現(xiàn)實。
人工提高路基標高主要考慮地下水位高度和選擇合格的路基填料,保證公路路基穩(wěn)定性所要求的路基標高應至少高出地下水位2M以上,同時提高標高可以預防和消除路基深層凍漲,兩者綜合確定高度。在提高的同時應特別注意填土不能破壞天然的地下排水條件,且不要造成出現(xiàn)人工水頭的條件。
五、加強公路養(yǎng)護管理
公路建成后,養(yǎng)護是關鍵。要延長瀝青路面的使用壽命,必須加強路面的養(yǎng)護管理。雨后要及時補洞,補洞要及時,補洞要規(guī)范、整齊,嚴格按照《瀝青公路養(yǎng)護技術規(guī)范》要求及操作規(guī)程進行養(yǎng)護,把瀝青路面的病害消滅在萌芽狀態(tài),避免雨水從病害處滲入,造成路基彈簧路面大面積破壞。
關鍵詞:瀝青路面 施工質(zhì)量控制 損害
中圖分類號:U416.2 文獻標識碼:A 文章編號:1007-3973(2013)012-014-02
1 瀝青路面施工質(zhì)量控制分析
1.1 集料質(zhì)量規(guī)格控制
在瀝青路面施工中所使用的集料,很多施工單位非常的隨意,進而造成施工中所使用的集料的規(guī)格存在差異,含土量過大,集料表面的粉塵太多,因為沒有對施工集料的控制,造成施工中瀝青與集料之間存在的粘結力也隨之下降。因此,在進行集料的選材上,要確保所有的施工材料都選自一家供應商,這樣才能確保投入的施工材料規(guī)格的統(tǒng)一性,并且,所有的集料要確保干燥、潔凈、無雜質(zhì),使用的礦粉也是一樣,要保證使用的施工材料不得放在露天的位置,同時,瀝青的使用還要嚴格的按照設計的要求,這樣才能確保瀝青和集料存有粘結力。
1.2 瀝青混合料拌和運輸控制
瀝青在運往鋪路施工現(xiàn)場時都是有著一定溫度的,并且呈現(xiàn)著黏糊的狀態(tài)。在瀝青出場到施工現(xiàn)場這個過程,瀝青的溫度要嚴格的按照要求進行控制,一般瀝青的溫度在125-160℃之間。有很多的施工單位對瀝青拌和的溫度控制不夠嚴格,瀝青溫度過高可能會造成瀝青原有的質(zhì)量變質(zhì),而瀝青的溫度過低就會導致在拌合的過程中出現(xiàn)不均勻的現(xiàn)象,這兩種情況在鋪路施工的過程中,都有可能造成瀝青混合料離析的情況發(fā)生。所以,有效的控制瀝青混合料的溫度,不僅能防止離析的現(xiàn)象發(fā)生,更能確保鋪路的壓實性以及有效的降低水損害等效果。
1.3 瀝青混合料攤鋪質(zhì)量控制
瀝青混合料運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場,就是要進行攤鋪的環(huán)節(jié)了,在這個攤鋪的過程中,對瀝青的溫度控制也是至關重要的。要保證瀝青混合物在攤鋪時的溫度在135-165℃之間,如果瀝青混合料的溫度較低,就會對壓實度帶來影響,并且,還要注意攤鋪機進行攤鋪的寬度不得超過6m,如果攤鋪寬度大于6m的話,由于分料軸過長而導致瀝青混合料的離析,還造成路面的壓實度達不到標準,出現(xiàn)的空隙也隨之增加,進而就加大了水對路面造成的損壞程度。所以,在攤鋪過程中保持攤鋪寬度,控制攤鋪厚度均勻,以及行使分幅作業(yè),才能更有效的提高施工的質(zhì)量。
1.4 壓實度的控制
瀝青混合料的壓實度是直接影響瀝青混合料的密實度與空隙率的主要因素,也是導致水損害的主要原因。壓實度越好,瀝青混合料之間的空隙也越小,但是要實際施工中確保壓實度,必須遵守各個環(huán)節(jié)才能達到更好的施工效果。碾壓機在工作時,要特別需要注意的是壓路機的振幅,如果壓路機工作過程中振幅過大,或是壓碎的石料過多,就會出現(xiàn)瀝青路面的表面有露白的情況,就會直接導致水滲透到瀝青和集料之間的空隙中。碾壓時的混合料溫度控制不好、不均勻、遍數(shù)不夠、操作不規(guī)范以及壓路機等都是影響碾壓的壓實度的主要因素。如果混合料的溫度過低,碾壓的過程中混合料之間的摩擦力也會增大,就會出現(xiàn)壓實不均勻的現(xiàn)象;如果碾壓的過程中出現(xiàn)碾壓不均勻的話,就會造成局部路面出現(xiàn)開裂、松散的現(xiàn)象;如果碾壓時的溫度過高,在碾壓的過程中,混合料就會出現(xiàn)推移的現(xiàn)象,不僅影響了壓實度,還會造成路面產(chǎn)生裂縫;在碾壓的過程中,如果壓路機不是在勻速行駛,或碾壓遍數(shù)不夠的話,就會造成路面的壓實度不均勻,局部可能會出現(xiàn)混合料過多或較少的情況,這也會導致路面出現(xiàn)損害的主要原因。在碾壓這個環(huán)節(jié),應派專業(yè)技術工作人員進行指導或參與此環(huán)節(jié)工作,發(fā)現(xiàn)有壓實度不夠的地方,要及時的進行返工補工,確保壓實度達到規(guī)定的要求,才能有效的降低瀝青混合料之間的空隙率,才能更好的減少水滲透到空隙中導致結構損壞的情況的發(fā)生。
1.5 瀝青路面接縫質(zhì)量控制
瀝青路面施工中還有個環(huán)節(jié)是要值得注意的,就是路面接縫的環(huán)節(jié)。因為這個環(huán)節(jié)是比較薄弱的,已經(jīng)壓實的路面和新鋪的混合料的溫度肯定是不均勻的,試想,新鋪的混合料和已經(jīng)壓實的混合料的溫度大不相同,會產(chǎn)生離析的現(xiàn)象,而且,還有很多的施工單位為了追求美觀,只注重路面接縫處的平整度,完全忽視的接縫處的壓實度,導致空隙增多,也給水的侵襲制造了良好的契機,最終造成路面出現(xiàn)很多的損壞。為了避免這一現(xiàn)象的發(fā)生,在路面的接縫處可以先把壓實的混合料進行預熱,當然,要對接縫處的位置進行詳細的清掃,不要存有灰塵等雜物,然后再把邊緣涂抹一層瀝青,再把壓實后的混合料用熱烙鐵將其燙平,最后再在接縫處涂抹一層瀝青,并且撒上石粉進行封口,確保瀝青路面施工的質(zhì)量。
1.6 施工過程中出現(xiàn)的其他情況
在瀝青路面施工中,可能會出現(xiàn)一些其他特殊的情況,尤其是在施工機械停留在已經(jīng)鋪好的路面上,這種情況已經(jīng)不在是意外的情況,是多有發(fā)生的。如果出現(xiàn)這種情況的話,應該注意的是要在機械的下面鋪墊一層防水防油的塑料膜,以達到采取防油的效果,因為一旦油滴入到路面上的話,就會造成已經(jīng)鋪好路面的瀝青出現(xiàn)軟化的現(xiàn)象,嚴重的甚至會出現(xiàn)瀝青混合料的松散和脫落的情況,直接對瀝青和集料之間的粘結力造成了影響,也就造成更有利于水滲透的損害條件。理論上任何一種瀝青的混合料都會存在空隙率的,或多或少都會造成水的破壞的,為了更好的避免水對路面的破壞,鋪路工程應該在瀝青的表層涂上一層新型的防水材料,以達到隔水的效果。所以,應采用最新的防水材料以及工藝流程,來進一步的降低瀝青混合料的空隙率,從而降低了路面因為水而造成的破壞,確保工程的施工質(zhì)量和道路日后的良好使用。
2 損害分析
在瀝青路面的損害方面,主要就是水損害。水對路面的破壞度是極為嚴重的,排水不良則是造成水破壞的主要原因。在瀝青混合料道路中,有很多的道路都遭到了水的破壞,其主要原因除了在正常施工中出現(xiàn)的問題之外,還可能就是排水的功能不足,造成路面空隙中的積水沒有及時得到清除,水的在路面縫隙中長時間的寄存,就會對瀝青混合料造成影響,也會使瀝青混合料的路面的破壞程度增加,造成瀝青混合料積水的主要原因則是早期工程中路面產(chǎn)生的空隙率過大。通過專家的調(diào)查,瀝青混合料鋪路的空襲率在8%左右的時候是水最容易滲入到瀝青混合料內(nèi)部的。如果瀝青混合料內(nèi)部存有積水的話,再加上路面過車對道路不停的碾壓,那些存在于瀝青混合料基層內(nèi)部的自由水也會隨著過往車輛反復的作用而產(chǎn)生相應的作用,也促使道路損壞的加速。隨著水的繼續(xù)作用,就會有水慢慢的滲入到瀝青和集料的粘結面上,由于瀝青是屬于柔性的材料,所以,也造成了瀝青膜逐漸的從集料的表面上脫離下來,最終導致瀝青混合料和集料之間的粘結力逐漸的喪失,水對道路的損壞就會加劇。
3 結束語
本文針對于瀝青路面施工質(zhì)量控制與損害進行了具體的分析和研究,通過本文的探討,我們了解到,在實際的瀝青路面施工中,需要對集料質(zhì)量規(guī)格、瀝青混合料拌和運輸、瀝青混合料攤鋪、壓實度、瀝青路面接縫等方面進行質(zhì)量控制,確保工程的施工質(zhì)量,進一步促進我國道路施工水平的進一步提高。
參考文獻:
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關鍵詞:提高;瀝青路面;平整度;方法;分析
Abstract: This paper discusses the construction preparation, construction surveying and setting out, road paving, rolling, construction joint and other aspects, and introduces the matters needing attention and measures taken of improving the asphalt concrete pavement smoothness.
Key words: improve; asphalt pavement; smoothness; method; analysis
中圖分類號:TU7 文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2012)
當前,我國建成的路橋瀝青路面的使用壽命偏短,早期損壞現(xiàn)象普遍,在某些地方甚至很嚴重,大多數(shù)瀝青路面在未達到設計使用壽命的情況下就已出現(xiàn)了各種早期病害,如車轍、壅包、松散、剝落、推移、裂縫等。路橋瀝青混凝土路面的面層結構,一般分為:底面層、中面層和表面三層。對不同結構層有不同的設計標準與要求。對表面層,要求是應具有抗滑、耐磨、密實和透水性小,并具有良好的穩(wěn)定性和耐久性;對中面層和底面層,要求是能防止反射裂縫,保持整體的熱穩(wěn)性和使用壽命。
提高瀝青路面平整度的關鍵問題是路面施工,因此,要提高路面的平整度,必須采用先進的施工設備、先進的施工工藝、先進的施工方法,同時要有科學的管理,嚴格控制每個施工工序,認真把好每一道關,精心施工。
1 現(xiàn)場施工準備與施工放樣
1.1 標高與平整度控制
路基頂層、底基層、基層的平整度和標高,對瀝青混凝土面層的平整度影響很大,因此,在路基頂層及路面各結構層的施工中,要認真并且嚴格地控制其標高與平整度以及各項技術指標,必須嚴格按照施工規(guī)范施工并按標準進行逐層驗收。若發(fā)現(xiàn)不合格工序決不能進行下層的施工,應按規(guī)范的要求進行處理,達到施工標準要求方可進行下道工序的施工,為保證路面的平整度打下良好的基礎。
1.2 測量放樣
基層驗收合格后,進行瀝青路面施工前的施工放樣準備工作,根據(jù)中樁坐標及設計寬度放出中樁及邊樁,完成側石及路緣石施工。測量人員按5m―10m間隔測放中樁及邊樁,按虛鋪厚度及下返高度等指標計算出基準線的掛線高度,掛鋼絲以利攤鋪機攤鋪。由于鋼絲下垂,故要求放樣中樁間距盡量采用較小值,以保證路面的平整。由于瀝青混凝土路面的高程和平整度之間是緊密相關、密不可分的,所以,在高程測量過程中,要認真細心,力求準確無誤。鋼絲跨中的下垂量不超過lmm~2mm,測量標高放樣單點最大誤差不超過3mm。
2 機械施工攤鋪作業(yè)
根據(jù)施工機械配備、路面寬度等情況,選擇采用1臺大寬度的攤鋪機如ABG423或佛格勒2500,全寬一次攤鋪成型或采用2臺攤鋪(如佛格勒1800等),相距5m~8m梯隊攤鋪。調(diào)整攤鋪機熨平板寬度使之與設計寬度相符,調(diào)整攤鋪機的自動找平裝置及橫坡傳感器,將調(diào)整好的熨平板徐徐落到預先準備好的墊板上,并調(diào)整到合適的橫坡位置。固定好攤鋪機的側板,然后接通預熱開關,加熱到熨平板與混合料同溫。自卸汽車運送成品混合料到現(xiàn)場后,將料卸入料斗內(nèi),攤鋪機推動自卸汽車進行攤鋪,保證汽車和攤鋪機同步,并隨時使攤鋪機的行駛速度保持均勻,使混合料均勻地攤鋪在設計寬度上。為保證攤鋪工作順利進行,在施工中,必須注意以下幾個方面。
2.1 瀝青混合料運輸
瀝青混合料采用大噸位自卸汽車運輸?shù)焦さ?。首先將車箱底板及周壁清洗干凈,并涂一層油水混合液。對已?jīng)離析、花白料、結成硬殼或被雨淋濕以及溫度不合格的混合料必須堅決廢棄。
2.2 運料汽車與攤鋪機配合
運料汽車和攤鋪機應恰到好處地配合。如果運料汽車駕駛員剎車太緊,使得攤鋪機難以推動,或倒車過猛碰撞攤鋪機,或汽車行駛太快,混合料撒落在下承面,都會影響面層平整度。
2.3 攤鋪機攤鋪前的檢查
每天或每次攤鋪前都應檢查攤鋪機的熨平板寬度和高度是否適當,對于熨平板加長而出現(xiàn)的撓度變形,應及時調(diào)整。在攤鋪過程中,隨時調(diào)整好自動找平裝置,以保證攤鋪面的平整度。
2.4 供料和布料匹配
攤鋪機刮板輸送器通過閘門向后供料和螺旋攤鋪器向兩側布料,使兩者的工作速度匹配。
2.5 攤鋪機行駛速度
攤鋪機的行駛速度要根據(jù)拌和、運輸能力來計算,以保證施工作業(yè)的均勻連續(xù)性,并盡可能滿足自卸車運料和攤鋪作業(yè)不間斷地進行。攤鋪機前最少有5部車方可攤鋪,這樣避免由于攤鋪機的頻繁停機、起動產(chǎn)生的小波浪,較好地保證攤鋪面的平整度。
2.6 攤鋪機運轉(zhuǎn)
行駛中發(fā)生暫時性的斷料時,攤鋪機應保持運轉(zhuǎn),停止振搗,并接通熨平板加熱器。因為100℃以上的混合料遇到30℃以下的熨平板底面時,將會粘結在底板上,這些粘附的顆粒隨板向前拖移時,會拉毛鋪面表層,使之形成溝槽和裂紋,影響路面平整度。熨平板也不可過熱,否則,將會使鋪面燙出瀝青膠漿和拉溝。
2.7 混合料攤鋪溫度
斷料時間超過0.5h,應起動熨平板加熱裝置,保持混合料的攤鋪溫度。如果超過2h應將余料全部攤鋪出來,按橫縫處理,以保證路面的良好平整度。
2.8 平整度、厚度檢查
攤鋪現(xiàn)場放3m直尺1把,厚度檢測尺1把,并設專人檢查平整度、厚度等指標,發(fā)現(xiàn)問題及時修復或調(diào)整。
3 碾壓成型
混合料完成攤鋪后,應立即對路面進行檢查,對不規(guī)則之處應及時用人工調(diào)整。檢測攤鋪面混合料的溫度,待溫度合適,即可進行充分的碾壓。碾壓區(qū)段一般以100m左右為宜,且先攤鋪的瀝青混合料溫度不低于初壓溫度,這樣不致因碾壓區(qū)段太短,壓路機起、停、推、趕產(chǎn)生碾壓波浪。碾壓分為初壓、復壓、終壓3個過程。在整個碾壓過程中,所有壓路機都要勻速行駛,行駛速度要符合規(guī)范規(guī)定的要求。初壓采用輕型鋼筒式壓路機或用振動壓路機不掛振碾壓。碾壓時應將驅(qū)動輪面向攤鋪機。初壓后檢查平整度和路拱度,必要時應予以修整。復壓緊接在初壓后進行,復壓宜采用重型輪胎壓路機,也可采用振動壓路機。終壓緊接在復壓后進行,終壓應采用雙輪鋼筒式壓路機或振動壓路機不掛振碾壓。碾壓作業(yè)應在混合料不產(chǎn)生推移、開裂等情況下進行,盡量在攤鋪后有較高溫度時碾壓,一般初壓不得低于130℃,復壓不得低于110℃ ,終壓完成時的溫度不得低于90℃。溫度愈高,愈容易提高路面的平整度和壓實度。在碾壓期間,壓路機不得中途停留、轉(zhuǎn)向或制動。當壓路機來回交替碾壓時,前后兩次停留地點應相距10m以上,并應駛出壓實起始線以外。碾壓應縱向進行,并由材料攤鋪的低邊向高邊慢速進行,相鄰碾壓至少重疊寬度30cm。壓路機碾壓不到的地方,應采用熱的手夯或機夯把混合料充分壓實。
4 施工接縫攤鋪
瀝青混凝土混合料鋪路應使縱橫縫接縫數(shù)量最少??v縫應采用熱縫,不能采用冷縫處理。因工作的中斷產(chǎn)生的施工橫縫,應與鋪筑方向大致成直角,嚴禁使用斜接縫。橫縫相連的層次和相鄰的行程間距均應至少錯開1m。在接縫處,用切割機切去塌落部分或未壓實部分,縫邊上下使其垂直,線形順直。攤鋪熱料后,人工將粗料除掉,篩些細料添補,先在原鋪路面上將壓路機擺好,碾壓開始時只允許10~20cm輪寬落于新鋪路上,逐步向新鋪方向發(fā)展,碾壓工作進行到接縫平整(用3m直尺現(xiàn)場檢測)而密實時為止。
5 結束語
隨著國民經(jīng)濟水平的迅速增長,對瀝青混凝土路面平整度的要求也越來越高,要有效地保證瀝青混凝土路面的平整度,就必須在與施工相關的各個方面下功夫。
參考文獻:
[1] 胡長順黃輝華 高等級公路路基路面施工技術
關鍵詞:低溫條件下;瀝青路面;施工;分析
Abstract: Taking the expressway asphalt pavement low temperature construction in the winter as the research object, this paper introduces the main warm-mixed agent technical characteristics at home and abroad, and does the technique contrast detection.
Key words: low temperature condition; asphalt pavement; construction; analysis
中圖分類號:TU7 文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2012)
某高速公路位于典型的黃土高原丘陵溝壑區(qū),由于受路基填筑工期的限制及雨季的影響,原施工計劃全部落空。為保證總工期,必須在低溫下施工。為此,經(jīng)與有關部門協(xié)商,采用溫拌混合料技術以保證低溫季節(jié)瀝青路面的施工質(zhì)量。
1 溫拌瀝青混合料介紹
WMA的原理是使用添加劑,降低瀝青在高溫下的粘度,使瀝青混合料能在相對較低的溫度下進與施工。一般情況下,WMA的拌和、攤鋪和碾壓的溫度比普通熱拌瀝青混合料HMA(Hot Mix As-phalt)可以降低20~50℃,其混合料具有與普通HMA相當?shù)氖┕ず鸵仔耘c路用性能。溫拌劑主要有5種類型:
1.1 觸變有機添加劑,主要有固體石蠟Sasobit和低分子量酯化合物;
1.2 泡沫瀝青;
1.3 沸石降粘技術Alpha-Min;
1.4 乳化瀝青;
1.5 國內(nèi)自主創(chuàng)新技術———表面活性劑和低分子聚合物共聚型HPAS。Sasobit是德國Schiimann-Sasol公司生產(chǎn)的產(chǎn)品,屬合成蠟。Sasobit的凝固點為100℃
,遠高于瀝青軟化點,而135℃的粘度卻很低,這體現(xiàn)了Sasobit對瀝青改性的主要特點:一方面提高瀝青的軟化點進而提高瀝青的高溫抗變形能力;另一方面又能降低瀝青的高溫粘度進而降低瀝青混合料的拌和溫度和碾壓溫度。摻量一般為瀝青質(zhì)量的3%。泡沫瀝青溫拌技術是殼牌公司(SHELL)和挪威Kolo-Veidekke研發(fā)的,自2000年開始推出,已成功地在歐洲和美國進行試驗路的建設和研究。相應于傳統(tǒng)的熱拌瀝青,它的拌和溫度只有100~120℃,攤鋪溫度下降到80℃左右。
Aspha-Min是德國Eurovia公司的產(chǎn)品,為一種含水人工合成沸石,結晶水含量約為20%,85℃以上時水分散失出來,從而使瀝青發(fā)泡,泡沫起到劑的作用,從而使混合料在較低溫度(120~130℃)下具有可拌和性。摻量為混合料質(zhì)量的0.3%。
Evotherm,中 國 稱 為 益 路DAT,是 由 美 國 的MeadWestvaca(美德維實偉克)公司研發(fā),其原理是通過獨特的化學表面活性劑,配置成皂液的形式直接加入拌和缸,與瀝青﹑石料進行攪拌,在化學表面活性劑和水膜共同作用下改變了瀝青短暫的動力粘度,從而提高了較低溫度下的拌和性能。Evotherm溫拌瀝青混凝土的碾壓溫度相比于熱拌降低30~50℃。DAT濃縮液的摻量為瀝青質(zhì)量的5%。HPAS屬中國自主研發(fā)產(chǎn)品,它屬于低分子量梳型聚合物,支鏈系含硅長鏈,具有良好的耐高溫分散作用,通過調(diào)節(jié)主鏈長度,可有效降低瀝青高溫粘度,同時加入定量的表面活性劑。加入到融態(tài)瀝青中,輕微機械攪拌能使瀝青分散成碎片,迅速充分包裹于砂石料表面,形成均一高度分散的瀝青膠體,其作用機理為:a.增大瀝青表面的動電電位,增大瀝青膠粒之間的靜電斥力,從而破壞瀝青膠粒的膠凝結構使瀝青膠粒分散;b.吸附在粒子表面形成溶劑化水膜阻止膠凝
結構的形成,產(chǎn)生空間保護作用;c.在瀝青表面形成吸附層,提高了瀝青與集料表面的性能,提高瀝青漿的流動性;d.引入穩(wěn)定均勻的微小氣泡,減小瀝青膠粒之間的摩擦,從而提高瀝青的分散性和穩(wěn)定性;e.殘留物不會對瀝青混合料的路用性能產(chǎn)生影響。HAPS摻量為瀝青質(zhì)量的5%~6%。
2 不同溫拌劑的性能對比試驗
根據(jù)溫拌劑的生產(chǎn)規(guī)模、國外產(chǎn)品國產(chǎn)化的水平、使用情況及質(zhì)量水平,初選3種溫拌劑進行試驗,分別是Sasobit、益路DAT和HPAS。鑒于人工合成沸石和Warm-form在中國使用案例很少,此次試驗未將其納入。采用上面層AC-16原材料:玉石灣石料、邱家峽水洗石屑、水洗砂,青峰礦粉廠石灰?guī)r礦粉和殼牌(SHELL)瀝青。根據(jù)相關文獻及產(chǎn)品說明書的降溫幅度,確定室內(nèi)試驗溫度如表1所示。
2.1 降溫效果驗證
對不摻溫拌劑、摻3%Sasobit、摻10%DAT(稀釋液)、摻6%HPAS在同一級配、同一油石比(4.8%)下進行Marshall試 驗,剔除變異數(shù)據(jù)后結果見表2。
DAT使用前先加入等質(zhì)量的水分配制成稀釋液,摻量調(diào)整為10%DAT稀釋液。對每個Marshall試件在將混合料裝入試模前測試溫度并記錄(表2)。
由試驗溫度和Marshall試件的體積指標可知:
2.1.1 摻3%Sasobit溫拌混合料的空隙率比熱拌混合料的高0.73%,說明Sasobit溫拌混合料的降溫應小于15℃,最大室內(nèi)降溫幅度需進一步試驗。
2.1.2 摻10%DAT(稀釋液)溫拌混合料的空隙率與熱拌混合料的基本一致并略偏高,說明DAT溫拌混合料的室內(nèi)降溫約為25℃。
2.1.3 摻6%HPAS溫拌混合料的空隙率與熱拌混合料的基本一致并略偏高,說明
HPAS溫拌混合料的降溫約為25℃。
以上降溫效果僅限于室內(nèi)試驗溫度,至于更低溫度下是否還能獲得較低的空隙率還需進一步試驗。但有研究表明對于液體類溫拌劑,采用旋轉(zhuǎn)壓實成型比
Marshall成型的降溫幅度更大,說明現(xiàn)場碾壓的搓揉作用能使降溫幅度更大,這也是很多使用案例在更低溫度下能壓實成功的原因。
2.2 路用性能驗證
對熱拌瀝青混合料和溫拌瀝青混合料進行殘留穩(wěn)定度試驗、凍融劈裂試驗和車轍試驗,試驗結果如表3、4、5所示。表3殘留穩(wěn)定度試驗結果
從試驗結果可知:3種溫拌混合料的殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂均符合熱拌瀝青混合料的規(guī)范要求。3種溫拌混合料的車轍均符合規(guī)范要求。
3 溫拌劑的技術經(jīng)濟比較分析及選擇
溫拌劑的主要考察技術指標有:降溫幅度和混合料性能的提高度或損失度。經(jīng)濟性主要考慮3個因素:摻量x、進場單價p和降溫幅度ΔT。
降溫能使集料的加熱溫度降低,這樣就減少了因加熱集料的能量損耗,減少的能耗便是產(chǎn)生的效益。設因混合料的拌和溫度降低引起的集料加熱降低溫度為ΔT,則效益(減少的能耗)Q可用式(1)表達,使用溫拌劑產(chǎn)生的費用F可用式(2)表達。
式中:K為常數(shù)。根據(jù)對3種產(chǎn)品價格的了解,認為HPAS具有更高的效益費用比。通過溫拌混合料的路用性能對比、技術經(jīng)濟性能分析及環(huán)境效益的對比分析,最終確定選擇HPAS。
4 試驗路使用效果
2010年10月29日晚11:00到次日0:00,進行了溫拌瀝青混合料的試驗路鋪筑,氣溫在-3℃左右,并于第2天進行了檢測。試驗路方案為:
4.1 熱拌瀝青混合料,出料溫度為180~190℃;
4.2溫拌瀝青混合料,出料溫度為160~170℃;
4.3溫拌瀝青混合料,出料溫度為150~160℃。鋪筑時從拌和樓取料成型試件的體積指標如表6所示。鋪筑時對每車混合料進行溫度測試,測定出料溫度、攤鋪溫度、初壓溫度及終壓溫度,以及試驗段的 壓實度及滲水結果如表7所示。
從試驗段芯樣壓實度來看,摻HPAS的溫拌瀝青混合料在降低40℃之后,其壓實度仍然比熱拌瀝青混合料的高,說明HPAS的降溫幅度在
40℃以上。
5 結論
5.1 評述了溫拌劑的種類及各種溫拌劑的特性、使用狀況等。
5.2 各種溫拌劑對混合料性能的影響不一,Saso-bit能較顯著地提高混合料的高溫性能。
5.3 從溫拌劑對混合料性能的影響以及經(jīng)濟性論證分析認為HPAS具有最高的效益費用比,最后選擇HPAS。
5.4 采用HPAS溫拌劑鋪筑了溫拌混合料試驗路,檢測結果證明HPAS的降溫幅度在40℃以上。
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