劉 芳

(衡水公路工程總公司)

1 引 言

有些瀝青混凝土路面在使用初期就出現(xiàn)裂縫、松散及變形破壞,嚴重影響了公路運營和路面的服務(wù)質(zhì)量,在經(jīng)濟上造成了浪費,在社會上造成了較壞影響。

2 瀝青混凝土路面早期破壞的機理分析

2.1 設(shè)計交通量與實際交通量嚴重不符

一是改革開放后,經(jīng)濟增長迅猛,年增長率一般都在8%以上,而設(shè)計交通量的增長率一般都不超過 6%;二是區(qū)域經(jīng)濟的快速增長,加大了某路段的交通量;三是某路段施工斷交,造成相鄰路線交通量猛增。

2.2 超載車輛的超大軸載,加大了當(dāng)量軸次

瀝青路面設(shè)計是按各種不同的軸載換算成BZZ-100的標準軸載,設(shè)計規(guī)范規(guī)定“換算公式僅適用軸載小于130kN的各種車型”。實際上,不少超載車的軸載達到200kN以上,個別的接近 300kN。因此,只能用原柔性路面設(shè)計規(guī)范進行換算。一是按與標準車相同的輪胎尺寸,用實際軸載換算成BZZ-100的標準軸載;二是按實際軸載的輪胎壓力與標準軸載的輪胎壓力之比的五次方進行計算。標準軸載和最大超載車的輪胎壓力分別是 0.7MPa和1.7MPa,(1.7/0.7)5=85;三是超載車的大軸載所產(chǎn)生的彎沉值遠遠超過路面的設(shè)計允許彎沉值,使路面產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性破壞。

2.3 路面材料的不均勻性

(1)油石比的不均勻性。瀝青用量偏大或偏小時,路面易出現(xiàn)油包、搓板,或產(chǎn)生滲水、出現(xiàn)松散、坑槽等破壞。

(2)面層集料級配的不均勻性。細集料偏多的地方強度不足,粗集料偏多的地方孔隙大、滲水嚴重,水分沖刷油石界面,造成油石分離,產(chǎn)生松散。

(3)基層膠結(jié)材料的不均勻性。膠結(jié)材料用量偏少時,基層的水穩(wěn)性和抗凍融性較低,在車輛荷載作用下路面易出現(xiàn)龜裂、唧漿、松散、坑槽等病害。

2.4 壓實度的不均勻性

路面面層、路面基層及路基壓實度不足,易導(dǎo)致路面面層滲水、沉陷、松散、龜裂、平整度下降、出現(xiàn)波浪等。

3 防治瀝青路面早期破壞的對策

3.1 路面設(shè)計

(1)交通量。要準確地調(diào)查和推算交通量,過大的交通量容易使路面出現(xiàn)早期破壞,對超載車的換算最好按原柔性路面設(shè)計規(guī)范的公式進行計算。

(2)材料的選擇。要根據(jù)路面的等級、交通量、車輛組成選擇材料,包括面層瀝青類別、石料類別、基層粒料類別及其膠結(jié)材料等。高等級公路的基層必須是半剛性基層材料,要確保其強度和穩(wěn)定性,減少低溫收縮裂紋。

(3)結(jié)構(gòu)層厚度。各結(jié)構(gòu)層的厚度應(yīng)與公路等級、氣候條件、建筑材料、交通量相適應(yīng)。一是材料模量最好使用低值,二是材料強度也采用低值。

3.2 嚴格控制施工,確保工程質(zhì)量

(1)路基施工。嚴格控制接頭部位、邊緣路段、半填半挖和大填大挖路段的壓實,除采用機械壓實外,隔一定的厚度用強夯夯實一次,夯實效果較明顯。

(2)路面底基層、基層施工。底基層用石灰做膠結(jié)材料的較多,常用路拌法施工。要嚴格檢測材料的質(zhì)量、拌和的質(zhì)量,拌和是否均勻,是否拌和到底。

路面基層是主要承重層,重點要控制好基層材料拌和的均勻性,拌和中要設(shè)專人檢查,發(fā)現(xiàn)問題及時解決。灑水養(yǎng)生要及時,最好用塑料薄膜覆蓋養(yǎng)生。

在二灰碎石施工中,一是盡量不用0.075mm以下的粉料;二是防止表面粉料多,形成軟層。在攤鋪好的二灰碎石上噴灑水泥漿或水泥粉,其用量控制在1.5kg/m2左右,使表面形成硬殼。對表面粗骨料過多的路段,要撒鋪一層細骨料。

(3)瀝青混凝土面層施工。

①油石比。油石比的均勻性主要是由拌和溫度、拌和時間決定的。拌和溫度要按規(guī)范要求執(zhí)行,拌和時間根據(jù)瀝青的品種決定,如使用改性瀝青時的拌和時間不少于 45s,加纖維的瀝青瑪蹄脂碎石不少于 50s,一般瀝青不少于 30s。

②礦料。礦料應(yīng)是級配型的,要滿足馬歇爾試驗各項指標。在攤鋪中對表面粗集料過多處,要篩選細料撒在上面,這樣可減少空隙率,防止路面透水。上面層礦料的最大粒徑可為厚度的 1/3,下面層在 1/2.5～1/2之間,提高抗車轍和抗裂縫能力。利用 II型結(jié)構(gòu)時,可調(diào)整到 I型結(jié)構(gòu)的孔隙率,兩者兼顧。

③提高面層平整度。標準規(guī)定高速公路和一級公路σ≤1.2mm,此標準不能滿足業(yè)主要求,河北省一般要求σ≤0.8mm,所以必須從路面基層起層層搞好控制。首先應(yīng)計算出每層平整度的內(nèi)控指標,然后逐層控制。一般在使用較好的攤鋪機時,第一次攤鋪的平整度為第二次的 0.65倍。

基層平整度用鋼絲法或穿靴法、面層用浮動基準梁法控制。高速公路和一級公路用ABG攤鋪機,其平整度σ可達到 0.4mm。對于施工溫度,一般瀝青混合料的終壓溫度不低于 70℃,改性瀝青混合料的終壓溫度不低于 100℃。

④提高上面層的防水性能。上面層的主要特點是防水、防滑、防噪音等,防滑和防噪音是礦料級配和選型決定的。礦料級配決定了孔隙率,孔隙率的大小決定了防水能力。路面上面層應(yīng)盡量按密級配設(shè)計,高速公路和一級公路一般為間斷級配型。為提高它的功能:一是選擇優(yōu)質(zhì)粗集料,提高嵌擠力,減少變形;二是適當(dāng)增加粉料,減少孔隙率;三是提高壓實度;四是適當(dāng)延長拌和時間,提高油石的均勻性;五是選擇優(yōu)質(zhì)瀝青,提高瀝青與礦料的粘附性。如在礦料中加入2%的生石灰粉或加入抗剝落劑,可減少油石分離。

4 結(jié) 語

對于瀝青混凝土路面的早期破壞,只要設(shè)計上合理,嚴格控制好施工質(zhì)量,就可大大減少瀝青混凝土路面的早期破壞程度。