宋立國
(唐山市市政建設(shè)總公司,河北 唐山063000)
近年來隨著交通公路事業(yè)的迅速發(fā)展,瀝青混凝土路面早期病害現(xiàn)象普遍存在,也引起了業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注。 這些病害基本上也是公路工程質(zhì)量的通病。 筆者根據(jù)路面工程施工中出現(xiàn)的問題,就瀝青混凝土路面早期病害的成因進行分析并結(jié)合實際提出相應(yīng)的預(yù)防措施。
通常情況下,瀝青路面在早期破壞與水的影響是分不開的。 所謂水破壞即降水透入路面結(jié)構(gòu)層后使路面產(chǎn)生早期破壞的現(xiàn)象,水破壞的主要表現(xiàn)形式有:
1.1.1 路面唧漿現(xiàn)象。 當(dāng)雨水進入瀝青面層或基層的空隙和裂縫中時,如果排泄不暢就會使這些空隙和裂縫中充滿了自由水,在行車荷載作用下,自由水變成有壓水,向四周沖擊,將基層表面和空隙中的細料沖下來并隨水帶走,而行車荷載瞬間消失,又使得有壓水變成自由水,沖擊作用即刻消失,水流馬上慢下來,細料在沖出一段距離后停下來,并在此沉淀,占據(jù)了此處空隙或裂縫中的空間,這就是水對基層的沖刷過程,在行車荷載的重復(fù)作用下,使得這種沖刷過程周而復(fù)始地進行,細料不斷地被帶出,然后沉淀,漸漸地將行車荷載作用范圍內(nèi)的面層和基層空隙及裂縫空間占滿, 使有壓水的影響范圍不斷擴大,最終將細料沿空隙和裂縫處以漿的形式帶出面層表面。
1.1.2 路面網(wǎng)裂、坑洞現(xiàn)象。隨著路面唧漿的發(fā)展,時間一長將面層下面的基層掏出空穴,導(dǎo)致面層下陷而產(chǎn)生裂縫,當(dāng)裂縫連成片和面層下陷增加時,就形成了路面破碎或坑洞現(xiàn)象,這是路面侵水破壞的典型現(xiàn)象。
1.1.3 路面凹陷現(xiàn)象。 由于路基強度不均勻和基層厚度不足,在行車荷載作用下造成路面不均勻沉降,導(dǎo)致路面開裂,基層下陷會形成低洼積水坑,由此而產(chǎn)生路面大量進水和積水排泄不暢,并很快出現(xiàn)翻漿現(xiàn)象,從而發(fā)展成路面破碎、坑洞等破壞現(xiàn)象,這是路面遇水破壞的典型現(xiàn)象。
松散是由于瀝青混凝土表面層中的集料顆粒脫落,從表面向下發(fā)展的漸進過程。 集料顆粒與裹覆瀝青之間喪失粘結(jié)力,這是路面松散的主要原因。 可能導(dǎo)致松散的情況還有:
集料顆粒被足夠厚的粉塵包裹,使瀝青膜粘結(jié)在粉塵上,而不是粘結(jié)在集料顆粒上,表面的摩擦力磨掉瀝青膜而脫落,這種情況的產(chǎn)生主要是集料含泥量超標所造成的。
表面離析處往往缺少大部分細集料,離析面上粗集料與粗集料相接觸,但只有在少數(shù)接觸點瀝青膜與集料粘結(jié)。隨著時間的推移,逐漸老化,瀝青膜剝落會使瀝青與集料的粘結(jié)力減弱,空隙中的水凍結(jié)會破壞粘結(jié)力,或足夠大的摩擦力會破壞離析面上的集料破碎松散。
瀝青混凝土面層要有高密度才能保證瀝青混合料的粘聚力,如果混合料密度不夠,集料就容易從混合料中脫落,從而松散。
瀝青從瀝青混凝土層的內(nèi)部向上移動,使表面有過多瀝青的現(xiàn)象稱作泛油。 瀝青用量過大是產(chǎn)生瀝青面層泛油的最主要原因,而瀝青用量過大的主要原因有;
瀝青混合料配合比設(shè)計的擊實功不夠,我國在設(shè)計瀝青混合料配合比時通常采用馬歇爾試驗方法。如果室內(nèi)所用擊實功產(chǎn)生過程中所達到的最終密度,所選定的瀝青用量就會偏多,但目前由于各種原因室內(nèi)實驗所得到的密度遠遠低于使用過程中的密度。這使現(xiàn)場施工中產(chǎn)生瀝青用量過大的原因之一。
施工控制不嚴和管理不善,在施工過程中,隨意改變配合比,瀝青拌合不均都是造成瀝青混凝土瀝青用量偏大的主要原因。
少數(shù)施工單位習(xí)慣于使用瀝青用量過大的混合料,有些人認為瀝青用量越大,裹覆礦料的瀝青膜越厚,瀝青混合料的粘結(jié)力就越大,但實際情況恰恰相反,包覆礦料的瀝青膜越薄,瀝青混合料的粘結(jié)力就越大。
推移的產(chǎn)生一般與基層施工質(zhì)量、透油層灑布質(zhì)量、超載車輛比重加大、瀝青混合料性能不良等因素有關(guān)。在瀝青混合料攤鋪時,由于基層表面清掃不干凈,透層油灑布不均等都會容易造成瀝青面層和基層粘結(jié)不良。 瀝青面層建成運營后在大量行車荷載作用下,由于與基層粘結(jié)不良特別在瀝青面層施工接縫處開始產(chǎn)生推移。在基層平整度較差,面層厚度較薄的地段往往由于施工質(zhì)量等原因,基層不平整會反映到瀝青路面上,車輛荷載作用下,平整差的現(xiàn)象會愈加明顯,形成波浪。
由于水破壞的產(chǎn)生數(shù)量及速度與瀝青混凝土密實性及空隙率大小、瀝青與粗集料的粘結(jié)力大小或有無抗剝落劑、交通車輛的多少有關(guān)。 有效防治水破壞的發(fā)生,應(yīng)從以下幾點著手:
2.1.1 選擇合適的混凝土類型。瀝青面層各層應(yīng)盡量使用空隙率小于5%的密實型瀝青混凝土。 從當(dāng)前的技術(shù)水平看,密實型瀝青混凝土既具有良好的不透水性,又具有明顯優(yōu)于連續(xù)級配瀝青混凝土(如AC-16I、AC-20I、AC-25I)的高溫抗滑性能。
2.1.2 使用優(yōu)質(zhì)瀝青及抗剝落劑以增強瀝青與碎石的粘附性。嚴格控制細集料含泥量也是提高瀝青與碎石的粘附性的有力措施。
2.1.3 提高施工質(zhì)量。 施工前原材料的選用必須規(guī)格、均勻、合理。 配合比設(shè)計必須嚴密。 在施工過程中必須注意瀝青混凝土的和易性,防止粗細料離析。嚴格控制瀝青混合料拌合溫度、出場溫度及碾壓溫度,混合料拌合溫度過高會容易造成瀝青老化,嚴重時會造成面層局部色澤不一致等現(xiàn)象。在施工過程中,盡量使用高效配套的碾壓設(shè)備。增加碾壓遍數(shù)等提高壓實以減少空隙率,設(shè)法加強瀝青面層間粘結(jié)力也是有效防治水破壞的措施之一。
2.1.4 優(yōu)化設(shè)計。 瀝青面層層間應(yīng)使用防水材料,無論是何種瀝青混合料,必然有一定的空隙率存在,就會遭受一定的水破壞,在面層間涂上防水材料,形成一種不透水的薄膜封層,能使瀝青面層中的因降雨而聚集的水大大減少。
松散的產(chǎn)生往往是由于瀝青混凝土面層強度不足、 壓實度過小、面層內(nèi)部空隙率過大而造成的。 所以為有效預(yù)防松散應(yīng)做到:
選用合格的原材料,特別嚴格控制細集料含泥量及礦粉摻量以增強瀝青混合料的粘結(jié)力。 嚴格控制瀝青混合料均勻性,防止混合料離析。
嚴格控制施工溫度及壓實效果。瀝青混合料施工溫度過高會導(dǎo)致瀝青老化,降低與礦料的粘附性;溫度過低會導(dǎo)致攤鋪困難且易形成松散,造成混合料內(nèi)部空隙率過大。
基層是承擔(dān)面層傳遞車輛荷載的主要承重層,基層的強度及穩(wěn)定直接關(guān)系面層的強度和穩(wěn)定性,基層施工的關(guān)鍵問題是:
基層、底基層表面清除不干凈。在鋪筑上一層前,若路面結(jié)構(gòu)層及路基表面的浮土、浮灰、浮砂、垃圾清除不干凈,在雨水作用下,浮層細料變軟被行車擠壓造成的高壓水流沖刷成漿,進而影響到瀝青面層表面。
基層松鋪系數(shù)控制不嚴而導(dǎo)致二次補加層,因二次補加層與下層無法緊密粘連,自身厚度薄、強度小,因而極易松散,進而引起瀝青路面的網(wǎng)裂、松散、坑槽等破壞。 因此,建議補加層用含油瀝青混合料代替,但這樣質(zhì)量保證了,成本卻增加了。 所以,基層攤鋪一定要用攤鋪機一次攤鋪成型,質(zhì)量才能保證。
部分基層壓實度不足的問題。要適當(dāng)增大碾壓噸位、碾壓遍數(shù),在最佳含水量下,粗細骨料比例均勻、含量符合要求,才能確?;鶎舆_到規(guī)定的壓實密度。
瀝青路面的損壞病因分析及防治對策,已經(jīng)成了一個共同研究的課題,有效防治損壞,不僅提高了工程質(zhì)量,同時降低了工程成本,為國家節(jié)省了費用,使瀝青路面得到越來越廣泛的應(yīng)用,從而加快我國公路事業(yè)的發(fā)展。
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