摘 要:隨著道路施工技術(shù)及施工要求的提高,各種瀝青混凝土路面被廣泛應(yīng)用到現(xiàn)代市政道路建設(shè)領(lǐng)域。與普通混凝土路面相比較,瀝青路面具有堅實、耐磨、施工期短、表面平整、噪聲低、養(yǎng)護維修簡便、適宜分期修建、行車舒適等諸多優(yōu)點。但因受到施工技術(shù)、行車密度、超載現(xiàn)象等各種因素的影響,瀝青路面質(zhì)量病害越來越成為社會關(guān)注的焦點??紤]到瀝青路面質(zhì)量病害對道路使用壽命及行車安全等方面的不良影響,業(yè)內(nèi)工作者紛紛投身到道路瀝青路面質(zhì)量通病防控的研究。本文主要對市政道路瀝青路面質(zhì)量病害的防控展開論述,以控制市政道路瀝青路面質(zhì)量通病。
關(guān)鍵詞:市政道路;瀝青路面;防控
中圖分類號:U416.217 文獻標識碼:A 文章編號:1671-3362(2013)11-0203-02
1 研究背景
眾所周知,道路工程由路面、基層、路基3大部分組成,其中基層與路基的穩(wěn)定性與強度均需滿足工程設(shè)計要求。與路基相比較,路面更容易受到陽光、水流、氣溫、降水、各類腐蝕性物質(zhì)等外界因素的影響,此外路面與行車荷載直接接觸,此時必須把路面的穩(wěn)定性、強度、耐久性、剛度、平整度等特性提升到既定高度。瀝青路面質(zhì)量病害存在十分顯著的階段性:第一階段路面產(chǎn)生波浪式皺紋,此時路面平整度并未發(fā)生任何顯著變化;第二階段路面產(chǎn)生直接約5~20cm的連續(xù)性小疙瘩,此時路面平整度下降較明顯;第三階段屬開裂、推移階段,即路面出現(xiàn)與路面中線呈20°~50°夾角的橫裂縫,路面邊緣出現(xiàn)隆起帶。
例如:某市政道路主要路段全線長5.9km,路面寬28m,設(shè)計行車速度50km/h。該市政道路工程全部采用16cm厚的瀝青混凝土路面,其中上層采用4cm厚的AC-13C型細粒式瀝青混凝土;中層采用5cm厚的AC-20C調(diào)整型細粒式瀝青混凝土;下層采用7cm厚的AC-25C調(diào)整型細粒式瀝青混凝土;道路基層采用48cm厚的水泥穩(wěn)定級配碎石。2009年該市政道路工程建成通車,但通車后2a間,該道路工程瀝青路面便出現(xiàn)不同程度、不同形式的病害,如擁包、裂縫、坑槽等。根據(jù)該市政道路工程瀝青路面質(zhì)量病害的具體情況,本文認為對瀝青路面病害必須做到“病害發(fā)現(xiàn)要及時、病害原因應(yīng)透徹、病害處理有重點”3方面要求。因此,以下針對這幾方面病害進行相應(yīng)論述。
2 市政道路瀝青路面擁包病害的成因與防控
2.1 瀝青路面推移擁包病害的成因
瀝青路面推移擁包病害主要由瀝青面層材料的抗剪強度不足所致,其影響因素主要包括車輛超載情況、交通量的大小、瀝青路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計、瀝青路面施工工藝、瀝青路面材料、瀝青混合料礦料級配等。結(jié)合自身多年工作經(jīng)驗,主要從以下3個方面對瀝青路面推移擁包的成因展開論述。
2.1.1 車輛超載的影響
據(jù)相關(guān)研究數(shù)據(jù)表明,車輛超載30%所對應(yīng)的換算系數(shù)是滿載的3.131倍;車輛超載60%所對應(yīng)的換算系數(shù)是滿載的7.725倍;車輛超載100%所對應(yīng)的換算系數(shù)是滿載的20.393倍。研究證實,瀝青路面運行早期的瀝青混合料顆粒并不具備穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),其尚處在微推移階段,此時路面結(jié)構(gòu)層的抗沖擊強度與抗彎拉強度皆未達到既定標準。但期間重型車輛必然使路面結(jié)構(gòu)層的拉應(yīng)力比抗彎拉強度大,即瀝青路面一旦受到重型車輪的反復(fù)碾壓,其必然形成車轍,進而發(fā)展成推移擁包,由此使得瀝青路面的穩(wěn)定性下降。
2.1.2 路面基層強度的影響
2.1.3 瀝青路面施工質(zhì)量的影響
大量試驗數(shù)據(jù)表明,瀝青路面的整體強度受到路面結(jié)構(gòu)層材料均勻性的影響非常明顯,其中瀝青混合料內(nèi)礦粉的摻量、瀝青的含量、礦料的配比組合皆對瀝青混合料及瀝青原材的流值、穩(wěn)定度、孔隙率等指標造成直接性的影響,進而對瀝青路面的使用性能造成直接性的影響。據(jù)調(diào)查資料表明,若瀝青路面結(jié)構(gòu)層施工質(zhì)量控制較差,其彎拉強度僅占均勻材料彎拉強度的1/2。由此可見,礦料級配控制、瀝青含量控制、混合料從攤鋪到碾壓皆應(yīng)嚴格執(zhí)行有關(guān)規(guī)范,同時必須加強對各施工環(huán)節(jié)的檢測力度,進而確保瀝青路面材料施工的均勻性。
2.2 瀝青路面推移擁包病害的防控
結(jié)合《公路工程技術(shù)標準》及瀝青路面推移擁包病害的具體情況,本文認為瀝青路面推移擁包病害的防控應(yīng)從以下幾方面入手。
立足源頭,對進場原材料的質(zhì)量與規(guī)格進行嚴格控制;選用溫度穩(wěn)定性較高的改性瀝青或瀝青,對各施工部分的試驗檢測及瀝青用量控制進行重點把控;對拌合配比調(diào)試進行嚴格把關(guān),由此優(yōu)化各料倉運轉(zhuǎn)技術(shù)狀態(tài)與計量控制裝置,進而提高瀝青混合料的生產(chǎn)質(zhì)量;接料之前,必須把隔離劑用噴霧器均勻噴灑到運料汽車的車幫與車底部位,由此提高汽車卸料的整體性,以免瀝青混合料發(fā)生離析現(xiàn)象;使用攤鋪機攤鋪之前,必須確保攤鋪機及其找平裝置具有良好的工作狀態(tài);同時結(jié)合試鋪效果對攤鋪機進行調(diào)整,由此確保路面攤鋪的平整度等。
3 市政道路瀝青路面裂縫的成因與防控
裂縫問題是市政道路瀝青路面的最主要破壞形式,其不僅對路面結(jié)構(gòu)造成直接性的影響,同時會衍生出其他病害。瀝青路面裂縫病害的影響因素與表現(xiàn)形式皆呈現(xiàn)出多樣化,由此可見,加強對瀝青路面裂縫病害成因與防控的分析具有現(xiàn)實意義。
3.1 瀝青路面裂縫的成因
市政道路瀝青路面裂縫的影響因素眾多,其中包括設(shè)計質(zhì)量問題、原材料質(zhì)量問題、路基均勻度不夠、施工質(zhì)量問題等。若瀝青路面設(shè)計方面未對路面的荷載情況進行考慮,或路面結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理,其必然導(dǎo)致瀝青路面強度與車輛長期碾壓之間不相協(xié)調(diào),此外若未準確估量出道路使用年限期間總的行車數(shù)量(估量數(shù)據(jù)較實際數(shù)據(jù)小),其必然導(dǎo)致瀝青路面強度不能達到實際使用強度。這樣以來,持續(xù)攀升的交通流量必然使強度較低的瀝青路面產(chǎn)生裂縫。若路基產(chǎn)生不均勻沉降,車輛對路基的反復(fù)荷載作用必然導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)裂縫問題。此外,道路改建階段未正確處理路基,即路基局部壓實度不夠,同樣也會導(dǎo)致瀝青路面產(chǎn)生裂縫。與此同時,工程施工階段未采取封閉式施工方式,其亦可能給瀝青路面裂縫的產(chǎn)生埋下隱患。
3.2 瀝青路面裂縫病害的防控
由前文可知,瀝青路面裂縫病害的成因涉及設(shè)計方面、原材料選購方面、施工質(zhì)量方面等。基于此,本小節(jié)主要從如下方面展開論述。
3.2.1 瀝青路面設(shè)計環(huán)節(jié)
完善對路面防水功能的設(shè)計,由此確保瀝青路面的快速排水,以免地表水深入基層;消除中間層應(yīng)力,即傳遞結(jié)構(gòu)層選用柔性的基層;瀝青面層與基層之間設(shè)置一定的聚酯纖維網(wǎng)格,由此提高兩者間的彈性模量。
3.2.2 瀝青路面所用材料
必須嚴格按照設(shè)計要求進行采購,其中必須加強對進場材料質(zhì)量與規(guī)格的檢查,針對某些特殊的材料,必須事先進行相關(guān)試驗。
3.2.3 施工環(huán)節(jié)的控制
施工環(huán)節(jié)的控制是瀝青路面裂縫防控的關(guān)鍵,路基填土過程必須確保土質(zhì)的均勻性,不得夾雜淤泥或腐殖土;路基施工階段碾壓采用重型的壓實標準,同時必定把邊坡壓實與分層壓筑工作控制到位;瀝青混合料的壓實作業(yè)必須確保其具備最佳的含水量,同時采用更加先進的碾壓方式,以免濕度溫度對基層頂面造成不良影響;施工活動的安排應(yīng)科學(xué)有序,最好采用全幅攤鋪方式或2臺攤鋪機銜接攤鋪作業(yè),以避免冷接縫,無法避免時,冷縫工作必須嚴格執(zhí)行有關(guān)標準,即把壓實的攤鋪邊緣壓實整齊,同時把浮料清除干凈,涂刷粘層油,隨后敷壓一定的瀝青熱混合料,以免瀝青路面因外力作用產(chǎn)生裂縫病害。
4 市政道路瀝青路面坑槽病害的成因與防治
坑槽是市政道路瀝青路面產(chǎn)生的另一典型病害,其嚴重影響著道路的行車安全與行車舒適度。由此可見,加強對市政道路瀝青路面坑槽病害的研究具有現(xiàn)實意義。
4.1 瀝青路面坑槽病害的成因
瀝青路面坑槽病害的影響因素眾多,其中包括瀝青表面層質(zhì)量低、路面結(jié)構(gòu)層受損、路基翻漿等,此外市政道路的各個部位皆有可能出現(xiàn)坑槽病害?;诖?,本章節(jié)主要從以下幾方面對瀝青路面坑槽病害的成因展開論述。
若瀝青路面上面層混合料存有較大的空隙率或石料與瀝青之間的粘附力較弱,路表水極易滲入瀝青表面層混合料內(nèi),此時一旦受到重載車輛行車荷載的反復(fù)作用,其必然引起表面層石料表面的瀝青剝落,進而導(dǎo)致局部瀝青路面產(chǎn)生松散破損現(xiàn)象,加上車輪對散落石料的反復(fù)作用,路面必然出現(xiàn)坑槽現(xiàn)象。
瀝青表面層與中間面層的坑槽主要由行車荷載作用所致。若瀝青路面結(jié)構(gòu)層底部的拉應(yīng)力較其材料的抗拉強度大,加上行車荷載作用,瀝青路面必然會出現(xiàn)局部沉陷(或變形)、裂縫、向外側(cè)推擠等問題,進而衍生出粒料分離問題,此時病害部位一旦受到行車作用,坑槽病害便隨之產(chǎn)生。
基層與底基層的坑槽主要由路基翻漿現(xiàn)象所致,即重載車輛的反復(fù)作用致使自由水反復(fù)沖刷基層混合料表層的細料,進而形成白色漿,此時孔隙水壓力與動水壓力的反復(fù)作用致使整個面層的粒料產(chǎn)生松散現(xiàn)象,同時由面層損壞表現(xiàn)出來,進而形成坑槽現(xiàn)象。
4.2 瀝青路面坑槽病害的防控
結(jié)合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F-40-2004)及瀝青路面坑槽病害的成因與發(fā)病機理,本文認為應(yīng)從以下幾方面對瀝青路面坑槽病害進行防治。
攤鋪瀝青路面之前,認真檢查下臥層,由此確保其穩(wěn)定性,同時及時處理好軟弱層,做到干凈無雜物;瀝青面層的施工厚度必須控制到允許范圍以內(nèi),由此提高上下層之間的連接效果。完善瀝青路面養(yǎng)護措施,及時排出結(jié)構(gòu)層的積水;路面結(jié)構(gòu)組合與強度皆應(yīng)遵循設(shè)計規(guī)范對交通荷載的具體要求,此外上基層所選材料必須具備較好的水穩(wěn)定性。
針對使用階段出現(xiàn)的坑槽問題,必須坑槽病害進行分類修補。
4.2.1 應(yīng)急性修補
開槽成型→清除干凈坑槽內(nèi)的灰塵、松散物、淤泥等→灌入冷補料(松鋪系數(shù)介于1.2~1.5之間)→攤鋪均勻→用振動式路碾機或夯錘壓實,注意深度超出6cm的坑槽需以分層方式投料夯實。若車輛行駛碾壓使瀝青路面下沉,則僅需把細度更高的冷補料攤鋪到沉降部位,同時按照要求標準壓實即可。
4.2.2 高強度輻射熱加熱修補
加熱、耙松瀝青路面→噴灑乳化瀝青→加入新拌制的熱瀝青→用壓力機壓實。
4.2.3 雨天搶救性修補
針對通車年限較長的瀝青路面,其往往因雨水作用而出現(xiàn)大范圍坑槽病害,此時應(yīng)采用熱修補材料,對病害路段進行沿線填補,由此確保行車安全。雨天搶救性修補不要求處理原始坑槽,待熱修補材料填滿以后直接進行壓實作業(yè),但過后必須選擇晴天對原修補坑槽接縫做加熱處理。
5 結(jié)語
綜上所述,瀝青路面是當(dāng)今市政道路工程領(lǐng)域應(yīng)用范圍最廣的路面形式,其具有堅實、耐磨、施工期短、表面平整、噪聲低、養(yǎng)護維修簡便、適宜分期修建、行車舒適等諸多優(yōu)點。但因受到自然環(huán)境、施工方法、行車荷載等因素的影響,瀝青路面質(zhì)量問題普遍存在。由此可見,必須加強對市政道路瀝青路面質(zhì)量病害的防控,由此確保瀝青路面的行車安全、舒適度、暢通性等,同時也對延長市政道路的使用壽命發(fā)揮不可忽視的作用。
參考文獻
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