章挺

摘要:筆者從設(shè)計及施工兩方面分析當前市政道路瀝青路面建設(shè)存在的問題,并從設(shè)計、施工、監(jiān)管等多方面進行了論述。

關(guān)鍵詞:市政道路;瀝青路面

1前言

隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市化進程不斷加快,以市政道路為骨架的基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模不斷擴大。由于瀝青砼路面較水泥砼路面具有平整、無接縫、耐磨、噪聲低、施工期短、養(yǎng)護維修簡便等眾多優(yōu)點,因此瀝青砼路面日益成為城市市政道路路面結(jié)構(gòu)的選擇,在市政道路建設(shè)中得到大量應(yīng)用。

2設(shè)計方面

2.1市政道路瀝青路面設(shè)計方面現(xiàn)狀

為了進一步分析設(shè)計方面存在的問題,抽取了某市近兩年建設(shè)的八個市政道路項目的瀝青路面設(shè)計文件進行研究,發(fā)現(xiàn)瀝青路面設(shè)計深度不足,設(shè)計質(zhì)量不高已成為制約市政道路瀝青路面建設(shè)質(zhì)量較為突出的問題。

市政道路瀝青路面設(shè)計主要問題:

(1)交通量確定環(huán)節(jié)淡化,設(shè)計基礎(chǔ)不扎實;

(2)路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計不合理,面層采用結(jié)構(gòu)形式空隙率偏大,不適合我區(qū)多雨地區(qū)狀況,基層設(shè)計材料沒有針對性;

(3)沒有設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐確定路面結(jié)構(gòu)層厚度,且不符合《規(guī)范》要求;

(4)路面結(jié)構(gòu)層層間連接設(shè)計嚴重缺失,影響路面結(jié)構(gòu)整體性。

這些問題的存在,對瀝青路面建設(shè)質(zhì)量及行業(yè)影響構(gòu)成較大危害性。因為現(xiàn)有路面設(shè)計理論按層間連續(xù)狀態(tài)考慮,研究表明,路面結(jié)構(gòu)設(shè)計中間結(jié)合條件對設(shè)計結(jié)果有較大影響,尤其是對拉應(yīng)力(包括剪應(yīng)力),在滑動狀態(tài)下基層拉應(yīng)力設(shè)計比連續(xù)狀態(tài)提高1~2倍。此外,路面荷載設(shè)計計算依據(jù)是按設(shè)計年限總交通量當量軸載次數(shù),淡化了交通量計算。模糊了設(shè)計年限和使用年限概念。這樣,一方面影響了路面建設(shè)經(jīng)濟性和適用性,另一方面交通量急劇增長縮短使用年限時,引起社會誤解,給行業(yè)帶來不好影響。

2.2路面設(shè)計深度要求

2.2.1交通量確定是基礎(chǔ)

設(shè)計者首先應(yīng)根據(jù)規(guī)劃要求對修建道路在所處路網(wǎng)中的作用進行定位,通過對設(shè)計路段交通量實測、分析與預(yù)測,確定設(shè)計交通量,然后換算成標準軸載車道累計當量軸次數(shù)據(jù)進行后續(xù)結(jié)構(gòu)層厚度計算。

2.2.2結(jié)構(gòu)組合設(shè)計是前提

在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計之前必須進行地質(zhì)、環(huán)境、氣候和水文狀況的調(diào)查,根據(jù)當?shù)夭牧瞎?yīng)的特點,確定滿足密實、抗滑、穩(wěn)定、耐久的路面結(jié)構(gòu)方案,滿足路面使用的基本要求。

2.2.3材料組成設(shè)計是關(guān)鍵

資料表明:瀝青砼是最復(fù)雜的建筑材料之一,在正溫度狀態(tài)下,表現(xiàn)出一定的粘彈性;在負溫度狀態(tài)下,則具有一定的彈性。決定瀝青砼性能的最關(guān)鍵因素是礦料質(zhì)量和礦料級配。

2.2.5排水設(shè)計是保障

水對瀝青路面的巨大破壞性已成為共識,市政道路排水條件較公路更為嚴峻,因此對排水設(shè)計更應(yīng)引起重視。合理的排水設(shè)計應(yīng)綜合考慮路表(人行道面)排水、中央分隔帶排水、交叉路口排水、路面結(jié)構(gòu)層排水;合理選擇排水方案,布置排水設(shè)施,形成完整、暢通的排水體系,保證路基路面的穩(wěn)定。

2.3設(shè)計建議

2.3.1科學(xué)確定交通參數(shù)

城市市政道路瀝青路面設(shè)計時應(yīng)根據(jù)路段交通量特征進行分類設(shè)計,城市環(huán)線道路及行駛大型車輛主干道路段可依照《規(guī)范》要求計算設(shè)計,一般只行使小汽車路段可按《規(guī)范》推薦的適宜厚度進行設(shè)計。按交通量分類設(shè)計有利于提高市政道路瀝青路面建設(shè)的經(jīng)濟性和適用性,同時提高設(shè)計效率。

2.3.2防水與排水

市政道路不同于公路橫向通過排水溝或邊坡直接排水的方式,它是通過先橫后縱,即是從路面流聚路緣,再從路緣經(jīng)收水井、支管排出。論“堵”就是做好防水。(1)要有按密級配、孔隙率小于7%設(shè)計的瀝青結(jié)構(gòu)層,以保證結(jié)構(gòu)本身的防水; (2)要設(shè)計保障有良好層間(面層與基層)連接的透油層(或防水層);

(3)必須在瀝青砼面層的中、下層表面噴灑粘油層以保證整體性; (4)設(shè)計中應(yīng)考慮在路面與路緣石和其它構(gòu)筑物的接觸面涂抹瀝青,防止水從縫隙浸入。

說“疏”就是做好排水。(1)收水井間距要從30m縮小到10~15m,在交叉路口處要按5~10m間距設(shè)置; (2)中央綠化帶下應(yīng)設(shè)置透水層和橫向排水盲溝將水引向雨水管; (3)在路面邊緣上面層下設(shè)置排水碎石盲溝,以全面達到防滲的排水目的。

2.3.3道路交叉口抗病害

城市道路交叉路口去車方向車行道30~50m及公共汽車站站臺范圍較普遍存在面層細料脫落、車轍明顯、車道沉陷、網(wǎng)裂嚴重等現(xiàn)象。理論而言,城市道路交叉路口紅綠燈疏導(dǎo)交通導(dǎo)致車輛制動頻率高,對路面沖擊破壞頻度高易引起路面病害。這一問題要求我們在重視施工質(zhì)量的同時,更要在設(shè)計時對交叉路口的面層及基層做特殊考慮。在交叉路口基層設(shè)計時應(yīng)提高基層設(shè)計標準以保證其剛度和穩(wěn)定性,抵御車輛荷載反復(fù)制動力的沖擊。根據(jù)區(qū)域酸性集料多、與瀝青黏附性差的特點,表面層應(yīng)設(shè)計為改性瀝青砼或要求摻入高溫穩(wěn)定性的抗剝落劑以提高集料與瀝青的黏附性。

3施工方面

3.1市政道路瀝青路面施工現(xiàn)狀及存在問題

目前,我區(qū)市政道路瀝青路面基本采用水泥穩(wěn)定碎石半剛性基層,從通車后觀察主要表現(xiàn)為: (1)路面裂縫多,平均7~8m就有一條橫向裂縫,還伴有較多縱向裂縫,較高速公路30~40m一條橫向裂縫,病害發(fā)生率明顯偏高; (2)連續(xù)降雨后,路面網(wǎng)裂嚴重、坑洞多; (3)道路交叉路口及公交汽車站臺周邊,多有面層細料脫落、車轍嚴重等病害。究其原因,與施工過程存在的問題有著直接關(guān)系,其突出問題有以下幾個方面。

3.1.1半剛性施工質(zhì)量低劣

市政道路水泥穩(wěn)定碎石基層普遍存在下列違反規(guī)范的行為: (1)集料級配嚴重失控,集料大于40mm顆粒數(shù)量占粗集料總量的30~40%, 10~40mm顆粒數(shù)量嚴重不足,混合料產(chǎn)生嚴重的粗細集料離析現(xiàn)象; (2)水泥穩(wěn)定碎石混合料采用普通(強制式)攪拌機攪拌,人工攤鋪,嚴重影響了拌和料的均勻性,導(dǎo)致混合料離析現(xiàn)象產(chǎn)生; (3)為保證混合料成型,采取提高水泥用量并用細料罩面; (4)施工縫多但處理草率等。這些問題導(dǎo)致半剛性基層裂縫增加,直接影響到通車后瀝青路面反射裂縫增多。

3.1.2層間連接施工質(zhì)量沒有保證

市政道路路面施工與高速公路相比,其層間連接施工質(zhì)量更難以保證,主要表現(xiàn)為: (1)未能封閉施工的客觀環(huán)境,更易造成連接層面間污染,導(dǎo)致瀝青路面結(jié)構(gòu)層層間連接不嚴密; (2)基層透層油噴灑往往在鋪筑瀝青層時進行,由于污染和粉塵,實際上不能達到透和聯(lián)的作用,而半剛性基層暴曬時間過長將產(chǎn)生干縮裂縫; (3)瀝青面層間粘層油施工沒有按規(guī)范進行,現(xiàn)實中因急剎車導(dǎo)致面層整塊滑移、撕裂或脫落現(xiàn)象時有發(fā)生。如果層間連接不緊密,易導(dǎo)致地表水浸入,此時若在層間有浮塵或松散顆粒,水進入層間縫隙后,縫隙中飽和水在行車荷載作用下產(chǎn)生動水壓力及以后荷載重復(fù)作用,對縫隙產(chǎn)生沖刷,形成唧漿,使縫隙處結(jié)構(gòu)層強度降低,最終形成空洞,造成路面損壞。

3.1.3瀝青面層施工工藝粗糙

市政道路瀝青路面攤鋪,由于通車的需要,在施工中往往是半幅施工、半幅通車,由此導(dǎo)致縱向冷接縫現(xiàn)象較為普遍。但由于處理冷接縫的工藝粗糙,影響了路面施工質(zhì)量,其主要表現(xiàn)為: (1)壓實機具配置不合理,碾壓操作未能按工藝要求嚴格進行,影響路面壓實度和平整度; (2)交叉路口鋪筑分塊不合理,人工作業(yè)增加,影響路面鋪筑質(zhì)量; (3)冷接縫處常產(chǎn)生骨料離析現(xiàn)象,影響路面質(zhì)量且易產(chǎn)生路面病害。

3.2對策措施

3.2.1加強集料質(zhì)量控制

資料表明,瀝青砼面層的使用性能和耐久性的最關(guān)鍵因素是集料質(zhì)量和集料級配。集料應(yīng)符合下面兩項要求: (1)碎石表面微觀粗糙度大,且形狀接近立方體,質(zhì)地堅硬; (2)使用人工砂,限制使用圓形顆粒的天然砂。從目前市政道路就地采購的碎石來看,其規(guī)格普遍不符合要求,因此瀝青路面施工用碎石必須向無風(fēng)化片石料場定點采購,要求料場采用二次破碎工藝進行碎石加工。一破采用鍔式破碎機進行破碎,二破采用錐式或反擊式軋石機進行,以減少針片狀碎石含量,且篩孔的尺寸應(yīng)與要求碎石的最大粒徑相匹配。采購進場集料應(yīng)按規(guī)范進行檢驗,盡可能加大抽檢密度,不合格的材料要堅決退場。堆場必須進行場地硬化,避免堆場表土摻合于集料中。不同規(guī)格的集料要設(shè)置隔倉堆放,以免不同規(guī)格碎石混雜。各種不同的集料堆場要設(shè)置有料源、粒徑、用途等內(nèi)容的標志牌,便于抽檢,防止上料差錯。

3.2.2提高基層施工質(zhì)量

(1)改變施工方式。淘汰水泥穩(wěn)定碎石層現(xiàn)場拌和、人工攤鋪的施工方式;采用水泥穩(wěn)定土拌和樓集中拌和,機械攤鋪的方式。

(2)抓好原材料控制。水泥等級應(yīng)選用低于32. 5級且不帶R的初凝在5h以上、終凝時間12h以上的普通硅酸鹽水泥;碎石集料用做基層時最大粒徑不得超過31. 5mm,并形成良好級配。

(3)嚴格控制水泥用量太大。這既不經(jīng)濟,還會使基層裂縫增多增寬;水泥用量宜控制在5%以內(nèi)。

(4)重視混合料攤鋪接縫的處理。盡量減少施工縱縫,采用全幅攤鋪或兩機并鋪;當縱縫不可避免時,務(wù)必把松散部分挖除并做成垂直整齊的下切面,把握好松鋪厚度按規(guī)范要求碾壓;對于橫向接縫,一般以兩構(gòu)筑物間作為一個施工段落,無構(gòu)筑物較長路段,應(yīng)加大一個作業(yè)班次內(nèi)的施工長度,盡量減少橫縫。橫縫的處理方法同縱縫。

(5)壓實、養(yǎng)護環(huán)節(jié)不可忽視。壓實時,壓路機的機型、激振力應(yīng)與基層厚度相匹配,碾壓長度需根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況確定,應(yīng)在最佳含水量時碾壓,碾壓長度要隨之調(diào)整;養(yǎng)護宜采取噴灑透層油進行,并用土工布覆蓋,以利于成品保護,避免車輛、行人闖入,噴灑應(yīng)選擇在半剛性表層風(fēng)干時即可進行。

3.2.3強化混合料配合比設(shè)計與執(zhí)行過程控制

瀝青混合料的配合比設(shè)計應(yīng)在調(diào)查以往同類材料的配合比設(shè)計經(jīng)驗和使用效果基礎(chǔ)上進行,這里強調(diào)生產(chǎn)配合比驗證階段。拌和機按生產(chǎn)配合比結(jié)果進行試拌,必須鋪筑100~200m(單幅)試驗段,并取樣進行馬歇爾試驗,同時從現(xiàn)場鉆取芯樣觀察空隙率的大小,從而確定生產(chǎn)用的標準配合比;確定施工級配允許波動范圍,按質(zhì)量管理要求制訂施工用的級配控制范圍,用以檢查混合料的生產(chǎn)質(zhì)量;嚴格執(zhí)行經(jīng)檢驗的標準配合比,如遇材料變化并經(jīng)檢測混合料的礦料級配,與實測技術(shù)指標不符要求時,應(yīng)及時調(diào)整或重新設(shè)計。城市環(huán)線道路及一級主干道必須進行生產(chǎn)配合比驗證階段,其他道路當材料與同類道路完全相同時,可直接引用成功的經(jīng)驗,但應(yīng)注意過程檢測技術(shù)指標。

3.2.4加強路面施工作業(yè)質(zhì)量控制

在瀝青路面施工作業(yè)質(zhì)量控制中,平整度和壓實度的控制是最重要的,是直接影響瀝青路面使用性能的關(guān)鍵?？刂坪檬姓r青路面施工作業(yè)質(zhì)量,應(yīng)特別注意以下幾點: (1)混合料要制訂好現(xiàn)場作業(yè)計劃,配置匹配的施工機具,在運力上要有所冗余,壓路機必須達到3臺以上(包括一臺輪胎壓路機)。(2)選擇合理的壓路機組合方式及壓實工藝,進行初步、復(fù)壓、終壓三個碾壓步驟,以達到最佳碾壓效果。(3)注意接縫處理,市政道路接縫較多,應(yīng)嚴格按規(guī)范操作,特別由于通車需要縱向接縫冷接縫較多,鼓勵攤鋪設(shè)備加設(shè)瀝青加熱系統(tǒng),實現(xiàn)冷接縫熱處理,最大限度改善冷接縫所產(chǎn)生的問題;認真對待縱向接縫產(chǎn)生的接縫離析現(xiàn)象,在作業(yè)現(xiàn)場應(yīng)采取有效措施,并通過嚴格的施工工藝加以避免。

4監(jiān)管方面

市政道路作為城市基礎(chǔ)設(shè)施中重要的公共品,它的質(zhì)量關(guān)系到全體民眾福利,當公共品責(zé)任主體職責(zé)不清時,易導(dǎo)致全體不負責(zé),使公共品質(zhì)量虛化。在當前市政道路瀝青路面建設(shè)標準未能系統(tǒng)建立時,瀝青路面建設(shè)過程中糾偏控制工作量大,且對瀝青路面質(zhì)量影響顯著的狀況,更需相關(guān)部門、機構(gòu)厘清職責(zé),各負其責(zé),共同監(jiān)管,這樣才能保證市政道路瀝青路面建設(shè)質(zhì)量。

4.1市政建設(shè)主管部門

市政建設(shè)主管部門應(yīng)對區(qū)域瀝青路面建設(shè)過程中設(shè)計、施工依據(jù)的標準做出統(tǒng)一規(guī)定并檢查監(jiān)管標準執(zhí)行情況,并對區(qū)域道路路面建設(shè)標準依據(jù)城市發(fā)展交通量的需求作出界定,組織設(shè)計單位分類建立瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計標準模式,提升建設(shè)效率。

4.2業(yè)主單位

業(yè)主作為工程質(zhì)量的第一責(zé)任人,對工程質(zhì)量負全責(zé)。業(yè)主應(yīng)針對瀝青路面建設(shè)質(zhì)量對原材料、施工機具及過程檢測要求高的特點制訂相應(yīng)的對策。如在招標階段,應(yīng)對潛在投標人施工能力進行考核,重點考察拌和設(shè)備、施工機具、現(xiàn)場試驗室是否具備等內(nèi)容;在施工準備階段,應(yīng)檢查施工單位所用集料生產(chǎn)廠生產(chǎn)的碎石是否符合要求;在施工階段則應(yīng)對施工、監(jiān)理單位履約情況進行檢查。

4.3監(jiān)理機構(gòu)

瀝青混合料路面普遍采用熱拌熱鋪的施工方法,其過程控制極為重要。因此監(jiān)理人員應(yīng)對施工全過程進行嚴格、認真、全面的監(jiān)理,并著重抓好以下幾個環(huán)節(jié)。

4.3.1施工準備階段

監(jiān)理工程師工作要點: (1)對作為瀝青路面主要承重層的水泥穩(wěn)定碎石層質(zhì)量的檢查和驗收。特別在施工過程注意對碎石級配及水泥用量的檢查; (2)原材料質(zhì)量控制及配合比設(shè)計審查。特別要注意對粗集料質(zhì)量的檢查及混合料配合比設(shè)計驗證階段的檢查; (3)施工機具設(shè)備控制檢查。重點檢查是否配備滿足試驗要求的試驗設(shè)備及實驗室,能否及時提供監(jiān)理工程師需要的試驗資料; (4)試驗路段的監(jiān)理?？茖W(xué)選定試驗現(xiàn)場,宜安排100~200m的試驗路段,并解決好以下問題:確定用于施工的集料配合比例,攤鋪機的操作方式,松鋪系數(shù),壓實機具碾壓控制,作業(yè)段的適宜長度等。

4.3.2施工階段

監(jiān)理工程師工作要點: (1)瀝青混合料拌和。檢查原材料進料倉溫度、拌和料出廠溫度,拌成的混合料應(yīng)均勻一致,無花白料、結(jié)團或塊結(jié)嚴重的粗細料顆粒離析現(xiàn)象,且對拌和料的性能、集料級配和瀝青用量進行抽樣檢驗; (2)瀝青混合料運輸。(3)瀝青混合料攤鋪。檢查攤鋪是否按照標準作業(yè),當出現(xiàn)人工找補或更換混合料時,應(yīng)仔細檢查,問題嚴重的要責(zé)令整層鏟除; (4)瀝青混合料壓實。檢查壓實過程是否按規(guī)范要求進行,特別是經(jīng)壓后是否達到平整、光潔、顏色均勻一致,終了溫度是否符合技術(shù)規(guī)范的要求; (5)接縫處理。檢查接縫處理是否按規(guī)范要求進行處理,并用3m直尺檢查其平整度是否符合要求。

4.4工程質(zhì)量監(jiān)督機構(gòu)

工程質(zhì)量監(jiān)督機構(gòu)作為建設(shè)行政主管部門委托、對責(zé)任主體和有關(guān)機構(gòu)履行質(zhì)量責(zé)任的行為以及工程實體質(zhì)量進行監(jiān)督檢查、維護公眾利益的行政執(zhí)法行為的主體,其在市政道路瀝青路面質(zhì)量方面負有監(jiān)管職責(zé)。因此在做好各方主體質(zhì)量行為監(jiān)督的同時,應(yīng)重點對以下工程實體質(zhì)量進行監(jiān)督檢查。

4.4.1半剛性基層施工混合料質(zhì)量、現(xiàn)場施工工藝、無測限抗壓強度及基層平整度,特別應(yīng)注重現(xiàn)場取芯及混合料水泥用量控制。

4.4.2瀝青混合料質(zhì)量及空隙率,特別是空隙率計算的標準密度控制應(yīng)能反映現(xiàn)場的實際情況。

4.4.3瀝青路面壓實度、平整度及縱、橫縫處理。

結(jié)語

市政道路瀝青路面建設(shè)質(zhì)量存在經(jīng)濟性、適用性不足以及病害多的問題,既有建設(shè)各方主體行為不規(guī)范的原因,也有政府相關(guān)部門工作不到位的不足。因此,要提升市政道路瀝青路面建設(shè)質(zhì)量,需要建設(shè)單位工作要深入有效、設(shè)計深度要確保、施工企業(yè)自控要到位、監(jiān)理檢查要把關(guān)、檢測結(jié)果要客觀、政府主管部門要確立瀝青砼路面設(shè)計、施工標準體系,工程質(zhì)量監(jiān)督機構(gòu)工作要有力,只有各方共同努力,方能取得預(yù)期效果。