趙凌軍
(甘肅省天水公路管理局,甘肅 天水741000)
熱拌瀝青混合料作為性能優(yōu)良的道路建筑材料,已被廣泛用于通鄉(xiāng)公路建設(shè)中,但由于瀝青路面施工過(guò)程環(huán)節(jié)較多,影響因素較多,如何保證路面質(zhì)量,提高通鄉(xiāng)公路瀝青路面的使用壽命,減少路面早期損壞等問(wèn)題一直是廣大公路建設(shè)者不斷探討的課題。瀝青路面產(chǎn)生病害的原因比較復(fù)雜,各地因?yàn)榄h(huán)境、地理及氣候條件不同,出現(xiàn)病害的方式或程度也各不相同,有些公路通車不久就出現(xiàn)了早期損壞現(xiàn)象,比較常見(jiàn)的病害如裂縫、沉陷、松散、坑槽等,筆者試從以下幾個(gè)方面對(duì)瀝青路面產(chǎn)生早期病害的原因進(jìn)行分析。
1.1.1 礦料
礦質(zhì)原材料對(duì)路面質(zhì)量和使用壽命具有決定性作用。石料的強(qiáng)度、酸堿性、巖石解理情況是在礦料選材時(shí)應(yīng)考慮的主要因素。碎石的、針強(qiáng)度、片狀含量、表面紋理或粗糙度是保證合成礦料間相互嵌擠形成較好內(nèi)摩擦力的主要物理指標(biāo)。其中礦質(zhì)材料分檔、材料級(jí)配和合成比例直接決定了合成礦質(zhì)混合料級(jí)配好壞,對(duì)提高設(shè)計(jì)瀝青混合料高溫抗變形能力的影響尤為明顯。目前,碎石加工市場(chǎng)上供應(yīng)水泥混凝土用或建筑用集料較多,多采用傳統(tǒng)小型鍔式破碎機(jī)生產(chǎn),多能滿足水泥混凝土的施工要求,但對(duì)于瀝青混合料來(lái)說(shuō),集料與瀝青的粘附性等級(jí)、集料的針片狀含量、細(xì)集料的砂當(dāng)量都達(dá)不到規(guī)范要求。普遍存在的問(wèn)題是碎石與瀝青的粘附性等級(jí)低,加工的碎石針片狀含量大、細(xì)集料的砂當(dāng)量偏小,級(jí)配和材料均勻性差,采用這樣的礦料很難生產(chǎn)出質(zhì)量穩(wěn)定的瀝青混合料。
1.1.2 瀝青
合格的瀝青材料是鋪出合格瀝青路面的前提,瀝青的稠度、感溫性和含蠟量等指標(biāo)直接影響瀝青與礦料的粘結(jié)力,并由此影響瀝青路面的強(qiáng)度和瀝青混合料路用性能。各地根據(jù)氣候分區(qū)選擇與本地氣候、交通條件相適應(yīng)的瀝青種類及標(biāo)號(hào),并使用優(yōu)質(zhì),道路瀝青,對(duì)預(yù)防瀝青路面早期出現(xiàn)車轍,有效防止路面開裂,保證路面有較好的抗疲勞破壞能力具有重要的意義。通鄉(xiāng)公路建設(shè)項(xiàng)目,由于沒(méi)有合格的工地試驗(yàn)室和足夠的檢測(cè)人員,瀝青的檢測(cè)設(shè)備也比較缺乏,對(duì)瀝青的檢驗(yàn)項(xiàng)目較少,頻率不足,不足以控制瀝青的質(zhì)量,使使用不合格的瀝青的風(fēng)險(xiǎn)大大提高,給瀝青面層的施工質(zhì)量帶來(lái)很大隱患。
1.1.3 填料
瀝青混合料的填料使用比較多的是礦粉、消石灰、水泥等。當(dāng)瀝青用量一定時(shí),填料的比面積及摻量決定了瀝青膜的厚度,礦料之間滑動(dòng)變形隨填料的增加而減小。瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)時(shí),選用水穩(wěn)性好的填料,并保證填料足夠的摻量,以減小瀝青膜的厚度和自由瀝青含量是十分必要的。通常瀝青混合料采用的填料要求選用與瀝青粘附性較好的石灰?guī)r礦粉。由于石灰?guī)r的緊缺等原因,通鄉(xiāng)公路工程中使用的填料都是普通的礦粉,甚至是細(xì)度不合格的礦粉,對(duì)瀝青瀝青混合料的穩(wěn)定度和劈裂強(qiáng)度有很大影響。
1.2.1 配合比設(shè)計(jì)存在缺陷
通鄉(xiāng)油路路面面層一般是一層或兩層。由于預(yù)算資金的限制,路面基層和面層厚度偏小,設(shè)計(jì)不夠完善,給瀝青面層的施工質(zhì)量帶來(lái)許多隱患。前幾年通鄉(xiāng)油路面層多為5cm左右的半開級(jí)配—瀝青碎石。譬如某四級(jí)公路面層為3cm+2cm瀝青碎石;某通鄉(xiāng)油路改造工程的面層設(shè)計(jì)為4cm瀝青碎石。由于瀝青碎石面層屬于半開級(jí)配,不能有效封水,導(dǎo)致路面水下滲,基層和路基的強(qiáng)度受到明顯的影響,造成沉陷和縱向裂縫等病害。
1.2.2 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低
通鄉(xiāng)油路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)比較低,結(jié)構(gòu)層的厚度偏小,承受的汽車荷載的能力不足,又沒(méi)有限制重型車輛駛?cè)氲南鄳?yīng)設(shè)計(jì)和限制措施,施工完成后重型車輛甚至超載車輛在其上任意通行,成為通鄉(xiāng)油路損害不可早期損壞不可忽視的因素。
通鄉(xiāng)油路改造都是在原有路基的基礎(chǔ)上進(jìn)行局部整修,加鋪路面結(jié)構(gòu)層。在設(shè)計(jì)過(guò)程中比較粗疏,沒(méi)有對(duì)原路基的有關(guān)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè),增加對(duì)原有路基的完善設(shè)計(jì)。原路基都是屬于直接利用或只是局部處治,而原路基在以前的施工過(guò)程中由于缺乏壓實(shí)機(jī)械,路基都比較松軟,尤其是高填方路基更是如此。而要確保路面的工程質(zhì)量,就要對(duì)原有路基全部進(jìn)行換填處治,代價(jià)較高。而另一方面是通鄉(xiāng)油路造價(jià)低,資金籌措困難,這種種因素的存在,給瀝青路面施工質(zhì)量帶來(lái)了很大影響。
(1)由于通鄉(xiāng)油路設(shè)計(jì)等級(jí)低,施工機(jī)械設(shè)備比較落后,瀝青拌和樓的產(chǎn)量不能滿足連續(xù)施工要求的要求,攤鋪機(jī)不能連續(xù)作業(yè),橫向接縫增多。橫縫施工質(zhì)量差,成為瀝青路面早期破壞的重點(diǎn)部位。
(2)由于原材料未覆蓋而潮濕,拌和樓烘干筒用煤做燃料,火力不穩(wěn)定,影響石料的加熱溫度,致使瀝青混合料的出料溫度偏低;瀝青混合料運(yùn)輸過(guò)程中保溫措施不足,溫度下降比較嚴(yán)重;壓實(shí)機(jī)械數(shù)量不足,自重偏低等原因,致使路面壓實(shí)度偏低,嚴(yán)重影響了路面的壽命。
(3)對(duì)透層油、黏層油灑布質(zhì)量不夠重視,瀝青面層與基層,瀝青層與瀝青層之間聯(lián)結(jié)薄弱,致使路面早期出現(xiàn)分層脫落和整體推移等路面病害。
瀝青路面早期損壞的防治應(yīng)本著“預(yù)防為主、標(biāo)本兼治”的原則進(jìn)行,通過(guò)合理的設(shè)計(jì)、選材,加強(qiáng)施工過(guò)程中各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量管理,提高瀝青路面的使用品質(zhì),避免或最大限度地減少病害發(fā)生。
切實(shí)抓好礦質(zhì)原材料選材、備料生產(chǎn)和質(zhì)量檢驗(yàn),從源頭上對(duì)原材料備料質(zhì)量加強(qiáng)管理。從碎石的原材取料檔口選擇干凈新鮮的巖石作為加工碎石的原材料。碎石破碎時(shí),要求采用三級(jí)破碎方式,一破采用顎式破碎,二破采用反擊式破碎機(jī)、三破采用錐式或錘式破碎。振動(dòng)篩分設(shè)備要增加除塵設(shè)備,保證S16規(guī)格(0~3mm)細(xì)集料砂當(dāng)量滿足規(guī)范要求,同時(shí)減少揚(yáng)塵,滿足環(huán)保要求。保證分檔碎石有較好的顆粒形狀和級(jí)配,各項(xiàng)指標(biāo)滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》要求。
建立完備的工地試驗(yàn)室,充分發(fā)揮工地試驗(yàn)的質(zhì)量控制作用,通過(guò)自檢和委托送檢等方式把好瀝青、礦粉、碎石等原材料的質(zhì)量關(guān),杜絕不合格的原材料進(jìn)場(chǎng)。
根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件,因地制宜地對(duì)面層瀝青混合料類型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。應(yīng)盡量采用密實(shí)結(jié)構(gòu),分為上下兩層分別施工,既能保證面層強(qiáng)度,又能確保路面的滲水系數(shù)。拌和樓的油石比應(yīng)按目標(biāo)配合比的最佳油石比進(jìn)行控制。路基、路面一起設(shè)計(jì),增加路基處治的施工費(fèi)用,確保路基的施工質(zhì)量。路基施工完成后,要進(jìn)行交工驗(yàn)收,只有路基評(píng)定合格的路段才能進(jìn)行路面工程的施工。
盡量選擇功能先進(jìn),生產(chǎn)能力能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)鋪筑要求的拌和樓。嚴(yán)格監(jiān)督拌和樓按監(jiān)理批準(zhǔn)的生產(chǎn)配合比準(zhǔn)確配料,控制好瀝青和礦料加熱溫度、瀝青混合料的拌和時(shí)間、出料溫度,保證拌和樓生產(chǎn)的瀝青混合料的質(zhì)量。
運(yùn)輸車輛裝料前,管理人員要檢查車廂,一定要在清理干凈后,刷一層油水混合液,以防雜物污染混合料和車底粘料。
由于施工路段較長(zhǎng),為了保證瀝青混合料的攤鋪溫度,一定要減少瀝青混合料運(yùn)輸過(guò)程中的溫度損失。主要從四個(gè)方面著手:(1)盡量將瀝青路面施工安排在氣溫相對(duì)較高的5月至9月份;(2)采用大噸位的自卸翻斗車進(jìn)行運(yùn)輸;(3)對(duì)車頂及側(cè)面用棉被進(jìn)行覆蓋保溫;(4)加強(qiáng)運(yùn)輸車輛的車況檢查和調(diào)配管理。首先要保證車輛的完好,避免運(yùn)輸途中拋錨。同時(shí)加強(qiáng)對(duì)司機(jī)的監(jiān)管,杜絕司機(jī)在運(yùn)輸途中隨意停車,耽擱運(yùn)輸時(shí)間,導(dǎo)致混合料溫度下降。在出料運(yùn)輸單上填寫出料時(shí)間,在現(xiàn)場(chǎng)收料時(shí)核對(duì)運(yùn)輸時(shí)間并檢測(cè)混合料溫度。
科學(xué)、合理地選擇瀝青混合料拌和、運(yùn)輸、攤鋪、壓實(shí)設(shè)備,使其相互配套,設(shè)備的數(shù)量和組合方式滿足現(xiàn)場(chǎng)施工要求,并通過(guò)鋪筑試驗(yàn)段檢驗(yàn)選用設(shè)備及組合方式的適用性。
加強(qiáng)瀝青路面現(xiàn)場(chǎng)施工各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量管理,保證瀝青混合料攤鋪均勻、穩(wěn)定。設(shè)置專人監(jiān)測(cè)瀝青混合料的出場(chǎng)溫度,對(duì)于溫度過(guò)高或過(guò)低的瀝青混合料都要堅(jiān)決廢棄。充分做好瀝青混合料鋪筑現(xiàn)場(chǎng)的準(zhǔn)備工作,做到瀝青混合料隨到隨鋪,不耽擱,不拖延。壓路機(jī)要緊跟攤鋪機(jī),確保開始碾壓時(shí)的混合料能夠溫度達(dá)到規(guī)范要求。初壓采用膠輪,復(fù)壓用雙鋼輪、終壓用膠輪。每個(gè)壓路機(jī)都要壓夠要求遍數(shù),充分發(fā)揮膠輪的揉搓功能,確保瀝青路面的壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。
分別對(duì)透層油、黏層油的殘留物含量、破乳時(shí)間、電荷性質(zhì)等指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè),同時(shí)要跟蹤檢測(cè)透層油和黏層油灑布量,確保能夠滿足規(guī)范要求,增強(qiáng)瀝青面層和基層之間,面層和面層之間聯(lián)結(jié)力,使路面面層形成一個(gè)整體。
通鄉(xiāng)公路在公路網(wǎng)中有著不可替代的作用,直接關(guān)系到廣大人民群眾方便出行和生活品質(zhì)的提高。在延伸公路里程的同時(shí),一定要因地制宜的采取相應(yīng)的措施不斷提高通鄉(xiāng)公路的質(zhì)量,延長(zhǎng)通鄉(xiāng)公路的使用壽命。這樣,不僅能節(jié)約重復(fù)建設(shè)費(fèi)用,還能夠使通鄉(xiāng)公路發(fā)揮更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
[1]JTG F40-2004公路瀝青面層施工技術(shù)規(guī)范[S].