崔存勇
(陽泉市市政管理局,山西陽泉 045000)
機動車輛增加、道路狹窄、交通擁堵是當下大中城市急需解決的問題,對于我們這依河而建的山城來講,道路建設三橫七縱,是新城的戰(zhàn)略,舊路的改擴建,維護大修仍是當前的權(quán)宜之舉。對城市瀝青混凝土道路早期病害的研究,預防處置,盡量延長道路的使用壽命,降低維修頻次,縮短大修工期,提高投資效益,緩解城市交通壓力仍將是我們城市道路建設努力挖潛的方向。
瀝青混凝土路面早期典型病害總體上分結(jié)構(gòu)性病害和功能性病害兩大類。結(jié)構(gòu)性病害是路面結(jié)構(gòu)的整體或某一個、幾個組成部分出現(xiàn)了病害,嚴重的可使道路失去使用功能,主要以各種結(jié)構(gòu)裂縫形式表現(xiàn)出來,如:裂縫、車轍等。功能性病害是導致路面功能衰減的病害,其主要表現(xiàn)為路面服務能力下降,平整度和抗滑性能降低,如:泛油、光面、推移,結(jié)構(gòu)性病害和功能性病害不一定同時發(fā)生,但都是逐漸累加起來的。隨著近年來改性瀝青混凝土道路的推廣應用,壅包、泛油、光面、波浪、推移等瀝青面層功能性病害已大幅減少,因城市道路載重交通量少,車轍病害已出現(xiàn)甚少,本市為山城,路面坡度相對較大,雨水排泄較快,瀝青面層集水較少不容易形成動力水壓,大面積水損害相對較少,裂縫水的滲入破壞較普遍,因此各種裂縫的出現(xiàn)成為了當下瀝青混凝土路面最典型最主要的質(zhì)量病害。
瀝青路面裂縫按表現(xiàn)形狀分為橫向裂縫、縱向裂縫、龜裂、不規(guī)則裂縫。城市中瀝青混凝土道路出現(xiàn)最普遍、最常見的裂縫為縱向裂縫和橫向裂縫,它是許多瀝青路面質(zhì)量問題的起因,會逐步發(fā)展為更嚴重的破壞性病害,故為瀝青混凝土路面最有代表性的典型質(zhì)量病害。
縱向裂縫的產(chǎn)生主要是地基填土的橫向密實度不均勻所致。市政工程地下管線縱橫交錯,管溝深淺不一,回填土質(zhì)不均,壓實要求不同,加上滲水的存在,出現(xiàn)沉降不均現(xiàn)象,表現(xiàn)為縱向裂縫?;鶎印⒚鎸邮┕r,縱向接槎未能按規(guī)定處理,上下施工縫面錯縫間距未按規(guī)定要求實施將會產(chǎn)生縱向施工裂縫。道路擴寬新舊分界處,錯臺寬度未按規(guī)范要求設置,顯現(xiàn)為路面縱向開裂。另管溝后開挖的拉鏈工程更是人為增設的縱向裂縫??偟膩碇v,施工中產(chǎn)生的裂縫,有工藝程序不可避免的,也有人為因素造成的。
長期以來,我市瀝青混凝土路面,結(jié)構(gòu)形式非常單一,清一色采用了半剛性的水泥穩(wěn)定碎石粒料基層。瀝青路面結(jié)構(gòu),隨著城市建設的發(fā)展,雖然在材料厚度、層數(shù)上有一定調(diào)整,但整體結(jié)構(gòu)沒變,缺少專題研究、設計、創(chuàng)新。由于水泥穩(wěn)定碎石基層自身的溫縮和干縮特性,半剛性基層瀝青混凝土路面的橫向裂縫普遍存在,且數(shù)量最多,為典型的結(jié)構(gòu)裂縫。道路施工,水泥穩(wěn)定碎石基層鋪筑完成后,不到必要養(yǎng)護齡期,即被瀝青混凝土面層覆蓋,短時間內(nèi)基層出現(xiàn)的細微裂縫不會影響面層部分,但在其強度形成過程以及營運期間會產(chǎn)生干縮裂縫,即在路面交通荷載重度作用下,半剛性基層的干縮裂縫處瀝青混合料產(chǎn)生疲勞破壞。由于基層受溫度變化影響,特別是冬季氣候大幅下降,瀝青路面中產(chǎn)生的收縮拉應力或拉應力,一旦超過瀝青混凝土的抗拉強度或極限拉應變,瀝青面層就會開裂。這種裂縫一般是橫向貫通的,平均間距在5 m~6 m。路面裂縫的出現(xiàn)提供了雨水進入路面結(jié)構(gòu)的內(nèi)部通道。降雨后,雨水沿路拱縱坡向平石處匯集,必然造成裂縫內(nèi)積水,由于路面上下基層開裂并不完全對應,則一部分水繼續(xù)沿裂縫下滲而一部分水在層間橫向滲流積聚。雨水進入道路結(jié)構(gòu)內(nèi)部的直接結(jié)果是水穩(wěn)性較差的結(jié)構(gòu)層軟化,導致路面承載能力下降,在行車荷載連續(xù)沖擊作用下,形成唧漿,產(chǎn)生以縫為中心的下陷變形,橫向裂縫向縱向發(fā)展產(chǎn)生新的裂縫、碎裂、龜裂至坑槽。
市政工程多為指令性工程,政府行為明顯,干預力度大,工期不合理,工程施工不規(guī)范,施工質(zhì)量難以保證,這些人為因素為瀝青路面的正常使用留下了質(zhì)量隱患。城市道路瀝青路面設計規(guī)范相對較少,多利用公路規(guī)范,路面結(jié)構(gòu)設計未考慮城市道路的特點,這也是城市瀝青混凝土路面早期破壞的重要原因。
根據(jù)典型的結(jié)構(gòu)性裂縫成因,在路基施工過程中,特別是路基拓寬地段,橋梁、通道銜接處,應嚴格控制回填土質(zhì)量、厚度,保證達到設計要求的壓實度。分幅攤鋪水泥穩(wěn)定碎石基層時,縱橫施工縫要按要求錯縫,特別注意接縫形式,要求嚴格按規(guī)范執(zhí)行,確保接縫處連接壓實質(zhì)量。面層分幅攤鋪盡量采用熱接縫,不能采用熱接縫時,應將已鋪設的縱縫切鑿齊整、清掃干凈,涂粘層瀝青后重疊5 cm~10 cm攤鋪,將攤鋪好的半幅上的混合料鏟除后碾壓。基層應及時養(yǎng)護,接槎要處理良好,保證壓實度,促進整體強度的提高,合理組織、精細管理,加強質(zhì)量意識,減少人為影響,是防止瀝青路面裂縫出現(xiàn)的有效措施。
目前,采用水泥穩(wěn)定碎石粒料基層的瀝青混凝土路面的開裂病害無法消除,在保證施工質(zhì)量前提下,只能采用輔助工法加以抑制:1)在基層施工中,應注意保濕養(yǎng)生,達到養(yǎng)護齡期并及時做封層處理,防止基層初期破壞和干縮裂縫產(chǎn)生。2)在基層接縫或新舊接槎極易產(chǎn)生裂縫處,預先鋪設土工織物或高強度玻纖土工格珊材料,對反射裂縫進行有效抑制。3)在基層采取切割橫縫(縫深大于基層厚度一半)的方式,以鋪設土工織物的辦法防止不規(guī)則裂縫的產(chǎn)生而導致的反射裂縫的產(chǎn)生。4)水泥穩(wěn)定碎石粒料基層,基層采用水泥摻量下限,底基層水泥摻量取高值的配比設計也是有效防裂的方法。5)設計水泥穩(wěn)定碎石粒料配合比時,在保證其強度穩(wěn)定性的情況下,添加粉煤灰,減少水泥用量,以減少水泥基層溫干縮裂縫。
以上措施方法均已在我市道路工程中具體應用,取得了一定的效果,并逐步總結(jié)施工經(jīng)驗,完善減少瀝青路面裂縫產(chǎn)生的工法,達到延長道路使用壽命的目的。
瀝青路面應進一步加強路面新結(jié)構(gòu)的設計、試驗工作,推廣防裂縫、保質(zhì)量的結(jié)構(gòu)新形式。
1)將瀝青混合料層加厚,延遲下層裂縫向上反射的同時,采用瀝青穩(wěn)定基層,避免半剛性基層的收縮裂縫。
2)半剛性基層上不直接鋪筑瀝青面層,增設吸收裂縫應力的過渡層。
3)半剛性結(jié)構(gòu)層的深層設置,從而放松道路對強度、剛度要求,進而降低其收縮性,減少開裂。
4)對裂縫采取預防性養(yǎng)護措施,將大大減少交通延誤時間,延長路面的服務壽命。
瀝青混凝土路面早期裂縫病害現(xiàn)階段不能徹底消除,但可以通過優(yōu)化創(chuàng)新設計,完善改進輔助工法,加強施工管理,提高現(xiàn)場施工質(zhì)量等措施去預防,將其危害降到最低,從而延長瀝青混凝土路面的使用壽命。
[1]JTG F40-2004,公路瀝青路面施工技術規(guī)范[S].
[2]中國公路建設行業(yè)協(xié)會,重慶交通學院,長沙理工大學.公路工程施工項目管理實務[M].北京:人民交通出版社,2010.
[3]雷茂錦,廖曉峰,彭 明.江西省高速公路瀝青路面早期病害及原因分析[J].公路,2009(10):78-79.
[4]牛莉萍.黑色路面病害及防治[J].山西建筑,2011,37(20):152-153.