陳亞中
(鄱陽(yáng)縣交通運(yùn)輸局)
瀝青混凝土路面常見的幾種病害是:泛油、車轍、波浪、滑溜、裂縫、坑曹、局部沉陷及松散等八種。這些病害極具普遍性,是公路工程質(zhì)量的通病之一。其中,導(dǎo)致路面出現(xiàn)車轍、波浪,是跟瀝青混凝土的高溫穩(wěn)定性有關(guān)。而導(dǎo)致瀝青混凝土路面過(guò)早的出現(xiàn)裂縫、松散、瀝青膜剝落這些病害時(shí),主要是跟瀝青混凝土的耐久性有關(guān)。由于瀝青混凝土的空隙率比較大,且瀝青與礦料粘附性差的混合料,特別是在飽水后礦料與瀝青粘附力降低,極易發(fā)生瀝青膜剝落,從而導(dǎo)致路面早期的水破壞。瀝青混凝土空隙率的大小是跟瀝青材料的用量、礦料的級(jí)配以及施工時(shí)的壓實(shí)度等因素有關(guān)。
瀝青混凝土路面施工過(guò)程:通常是采用高稠度的瀝青作為結(jié)合料,同時(shí)要加入不同規(guī)格的碎石作為骨料,再經(jīng)過(guò)高溫加熱,進(jìn)行強(qiáng)制拌和,并趁熱攤鋪及碾壓而成。通常在高速公路路面機(jī)械化施工過(guò)程中,一般瀝青混合料的生產(chǎn)是采用廠拌法,事先由瀝青結(jié)合料攪拌站拌制好混合料,再通過(guò)自卸運(yùn)輸車運(yùn)至攤鋪施工地點(diǎn)。
一般來(lái)說(shuō),瀝青混合料攪拌站跟攤鋪施工地點(diǎn)相距甚遠(yuǎn),在對(duì)進(jìn)行瀝青混合料的運(yùn)輸所耗費(fèi)的時(shí)間越長(zhǎng),導(dǎo)致混合料溫度受外部因素的影響也就越大。所以說(shuō),控制混合料在運(yùn)輸過(guò)程中所耗費(fèi)的運(yùn)輸時(shí)間是溫度控制的最重要的環(huán)節(jié)。
在混合料運(yùn)輸過(guò)程中,導(dǎo)致瀝青混合料溫度損失的主要因素是大氣溫度和運(yùn)輸時(shí)間。外部環(huán)境溫度對(duì)混合料的溫度影響,主要是體觀在施工過(guò)程中的攤鋪、初壓、復(fù)壓和終壓這四個(gè)階段。為了符合混合料在進(jìn)行攤鋪、初壓、復(fù)壓和終壓階段時(shí)的溫度要求,瀝青混合料出料溫度應(yīng)該隨著工況的變化而改變。而第二種影響瀝青混合料的溫度的因素是在運(yùn)輸過(guò)程中的損失,通常與自卸車在運(yùn)輸混合料中所耗費(fèi)的運(yùn)輸時(shí)間成正比例的關(guān)系,運(yùn)輸所耗費(fèi)的時(shí)間越長(zhǎng),溫降也就越大。所以,瀝青混合科的溫度對(duì)運(yùn)輸距離的也有相當(dāng)?shù)闹萍s性,只要認(rèn)清上述兩大因素與溫降的關(guān)系。再利用這些關(guān)系,可以確定拌合料在運(yùn)輸過(guò)程中的最長(zhǎng)運(yùn)輸距離為L(zhǎng)m:
(1)收集有關(guān)方面的試驗(yàn)數(shù)據(jù),可以確定外部環(huán)境溫度跟瀝青混合料溫度的變化關(guān)系,并設(shè)這種變化關(guān)系為:
式中:Fs表示為瀝青拌合料的出料溫度,℃;a為常數(shù);b為系數(shù);x為外部環(huán)境溫度,℃。
(2)根據(jù)攪拌站到攤鋪施工地點(diǎn)運(yùn)輸所耗費(fèi)的運(yùn)輸時(shí)間與這一過(guò)程的溫降資料分析中,得出利用線性回歸分析方法,確定兩者之間的函數(shù)關(guān)系,并設(shè)這種函數(shù)關(guān)系為:
式中:Fz為混合料運(yùn)至攤鋪地點(diǎn)的溫度,℃;t為瀝青混合料從攪拌站至攤鋪地點(diǎn)的運(yùn)輸時(shí)間,h;ε為瀝青混合料在運(yùn)輸過(guò)程中的溫降,℃/h。
(3)按照公路工程施工規(guī)范及施工細(xì)則要求對(duì)瀝青混合料溫度控制目標(biāo),確定瀝青混合料在運(yùn)輸過(guò)程中的所耗費(fèi)的最長(zhǎng)時(shí)間為Tmax:
(4)確定瀝青混合料在運(yùn)輸過(guò)程中所運(yùn)輸最長(zhǎng)路程為(Lm):
根據(jù)上述情況,可知:S/v≤Tmax
由S=l+Lm,可以得出Lm≤Tmaxū-l。
式中:l為運(yùn)輸路程,km。
一般來(lái)說(shuō),水泥混凝土路面的使用性能是在行車與自然因素的作用下,導(dǎo)致路面的使用性能逐漸下降,通??梢苑譃榛炷撩姘鍝p壞、接縫破壞這兩個(gè)方面,路面損壞性質(zhì)也可以分成結(jié)構(gòu)性損壞與功能性損壞這兩種?;炷撩姘宓膿p壞主要是包括斷裂和裂縫,而接縫破壞主要是包括擠碎、拱起、錯(cuò)臺(tái)等。導(dǎo)致這些病害的產(chǎn)生,主要是由于進(jìn)行水泥混凝土路面施工時(shí)的質(zhì)量控制不當(dāng)有關(guān)。
通常來(lái)說(shuō),水泥初凝的時(shí)間是指水泥加水到水泥漿開始失去塑性的時(shí)間。如何控制好水泥初凝時(shí)間,對(duì)水泥混凝土路面施工有著重要的意義,也是水泥混凝土路面施工質(zhì)量控制的主要因素。目前實(shí)行的技術(shù)規(guī)定:在對(duì)水泥拌和料經(jīng)過(guò)拌和、運(yùn)輸、攤鋪以及拉毛壓紋后,直到形成初步成型路面的最長(zhǎng)耗費(fèi)時(shí)間是由試驗(yàn)室根據(jù)水泥初凝時(shí)間及施工時(shí)外部氣溫所確定。也跟瀝青拌合料的溫度控制方法一樣,為了使公路水泥混凝土路面機(jī)械化施工工藝滿足水泥初凝時(shí)間控制要求,控制好水泥拌合料在運(yùn)輸過(guò)程中的所耗費(fèi)的運(yùn)輸時(shí)間是最重要的環(huán)節(jié)之一。為了達(dá)成這種控制,基本思路與步驟如下所示:
(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定在公路水泥混凝土路面機(jī)械化施工工藝和工地自然環(huán)境條件下的水泥初凝時(shí)間為:tm;
(2)根據(jù)水泥初凝時(shí)間tm,可以確定水泥拌和料在運(yùn)輸過(guò)程中的所耗費(fèi)的最長(zhǎng)運(yùn)輸時(shí)間為:Tmax;
(3)確定水泥混合料在運(yùn)輸過(guò)程中最大運(yùn)輸距離:Lm:
根據(jù)上述情況,可以得出:S/v≤Tmax;
由S=l+Lm,則Lm≤Tmax0-l
式中:l表示為運(yùn)輸路程長(zhǎng),km。
總而言之,在公路混凝土路面施工中,應(yīng)當(dāng)從設(shè)計(jì)開始,嚴(yán)抓原材料的選用,再到混合料拌和,直至路面施工完成。通過(guò)實(shí)踐證明,在進(jìn)行公路混凝土路面施工過(guò)程中,有效對(duì)瀝青混合料溫度的控制、水泥初凝時(shí)間的控制,對(duì)于路面的質(zhì)量起著重要的作用。
[1] 張志祥,孫文州.瀝青混凝土路面車轍病害原因的調(diào)查分析與評(píng)價(jià)[J].公路,2004,48(6):140-147.
[2] 封基良,許愛(ài)華,席曉波.瀝青路面車轍預(yù)測(cè)的粘彈性分析方法[J].公路交通科技,2004,21(5):15-17.