王學(xué)軍
摘 要:近年來,隨著交通量的不斷增長及軸載的加大,部分瀝青路面在通車兩年甚至半年就出現(xiàn)出了如裂縫、變形、表面損壞及水損壞等初期破壞,其中水損壞是最為普遍的損壞形式,其嚴(yán)重影響了路面的使用品質(zhì),因此對瀝青路面的初期水損壞產(chǎn)生的原因及防治進(jìn)行研究意義重大。
關(guān)鍵詞:市政道路;瀝青路面;水損壞
瀝青混凝土路面因為其具有眾多的優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于市政道路的建設(shè)中,而水損害是公路瀝青路面常見病害之一,與之相關(guān)路面會出現(xiàn)麻面、剝離、掉粒松散等一系列問題,使得路面的基層受到損害,從而發(fā)生龜裂等現(xiàn)象,瀝青路基變形會發(fā)生沉降、開裂及坍塌等,這些問題嚴(yán)重影響著路面的服務(wù)水平和使用壽命。必須要針對這些病害認(rèn)真分析其影響因素并提出了相應(yīng)的防治對策。
1 市政道路瀝青路面水損害類型
1、松散類。松散類主要是指市政道路中瀝青的面層在孔隙水壓力的反復(fù)作用下,混合料中的集料之間喪失了粘結(jié)力從而變軟直到松垮,瀝青膜從集料表面剝落,導(dǎo)致了麻面和松散現(xiàn)象的出現(xiàn)。集料顆粒逐漸掉粒、流失逐漸形成許多大小不同的坑洞(主要發(fā)生在局部松散處)。因此松散類主要包括瀝青路面的麻面、松散、掉粒、坑洞等現(xiàn)象。
2、裂縫類。裂縫類主要是網(wǎng)裂的產(chǎn)生,形成機(jī)理是,半剛性基層基頂結(jié)合料與從路表連通孔隙及裂縫處下滲的水混合,加上市政道路上行駛車輛壓力的反復(fù)作用下,形成了高速動水壓力沖刷,沖刷主要作用在基頂,使得基頂形成灰漿。灰漿如果從裂縫中被擠壓出來就是平常見到的唧漿現(xiàn)象。如果基層的結(jié)合料不斷漸漸流失,瀝青路面的面層也會隨著底部脫空而逐漸形成沉陷、網(wǎng)裂。
3、變形類。市政道路在車輛行駛荷載壓力的作用下,留在面層中的水使得粗集料表面裹覆的瀝青膜逐漸剝落,混合料的強(qiáng)度不斷下降,使得混合料之間完全松散。行車輪跡帶下不僅出現(xiàn)了壓縮變形現(xiàn)象,更使得剪切破壞嚴(yán)重。而車轍就是輪下松散的瀝青混合料向兩側(cè)擠出并且凸起形成的。在通常情況下路面車轍槽內(nèi)還伴隨有噴漿和網(wǎng)裂等現(xiàn)象。
2 市政道路瀝青路面水損害產(chǎn)生的原因
1、瀝青與集料的粘附性能
瀝青和集料的自身性質(zhì)影響了它們之間的粘附性能,比如,礦料和瀝青所構(gòu)成的化學(xué)成分,臨界表面張力值,礦料的孔隙率和瀝青表面的粘度,集料的含水量含沙量和含泥量等都會影響到瀝青與集料的粘附性能。根據(jù)以往經(jīng)驗和研究表明,當(dāng)粘附性小于四級時,就容易使得瀝青膜脫落,從而造成市政道路瀝青路面的水損害。
2、瀝青路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)部排水
在市政道路瀝青路面的施工中,施工人員往往對路基和路界的地表排水比較重視,為此也采取了很多的措施,當(dāng)施工人員大多忽視了對路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)部的排水。我國市政道路基本上采用的是半剛性基層,正因如此,在路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計時很少考慮到路面面層內(nèi)部的排水,相反都普遍設(shè)置了一些砌筑式路肩、漿砌擋墻等,這些都阻礙了路面結(jié)構(gòu)中進(jìn)入的水無法排出。
3、評價瀝青路面水損害指標(biāo)不合理
評價瀝青路面水損害指標(biāo)不合理,主要是通過水煮法試驗評價集料與瀝青之間的粘附性的方法不科學(xué),主要是因為集料與瀝青的粘附性等級與路面水損害之間的關(guān)系未建立,因此用水煮法的試驗結(jié)果受較大主觀因素的影響,而且水煮法一般只使用了9.5-13.2mm的粗集料,與實際情況有很大的不同,因為部分細(xì)集料為砂,它跟瀝青的粘附性比較差,但卻沒有得到評價。有些時候水很難進(jìn)入,因而缺乏足夠的水,瀝青混合料的實際耐久性通常檢驗不出來。
3 市政道路瀝青路面水損害防治措施
1、選用合適的瀝青與集料
瀝青路面設(shè)計中,瀝青與集料的選擇是一個重要環(huán)節(jié),必須根據(jù)路面功能要求選用合適的瀝青與集料,保證施工用的瀝青與集料之間有良好的粘結(jié)性能。瀝青與礦料的化學(xué)成分組成、瀝青的粘性、礦料的含水量與含泥量等都是影響粘結(jié)性能的主要因素。例如瀝青與堿性礦料的粘結(jié)力較好,而與酸性礦料的粘結(jié)力往往較差。但在公路建設(shè)中,由于考慮到路面的耐磨抗滑的要求或者地方礦料的供應(yīng),也會選用一些酸性礦料。同時,不同地區(qū)氣候特征的差異,應(yīng)該選擇不同粘度的瀝青,提高瀝青的地區(qū)與季節(jié)適應(yīng)性。
2、優(yōu)選瀝青混合料級配
根據(jù)瀝青混合料級配的不同,路面結(jié)構(gòu)中的空隙也會有不同的程度,水分對路面的作用也會因此產(chǎn)生差異。可以說,瀝青混合料級配類型是路面水損害程度的重要影響因素。一般來說,密級配的瀝青混合料空隙較小,透水性差,水分很難侵入到瀝青混合料內(nèi)部,水損害現(xiàn)象比較少;開級配的瀝青混合料,結(jié)構(gòu)空隙比較大,水可以在這些空隙中自由流動,也不會產(chǎn)生太大的水損害;而對于斷級配的瀝青混合料來說,由于在空隙中容易產(chǎn)生動水壓力或毛細(xì)水作用,往往會產(chǎn)生較為嚴(yán)重的水損害破壞。因此,路面材料應(yīng)盡可能避免選用斷級配瀝青混合料,這樣有利于控制好路面施工的空隙率。
3、提高基層施工質(zhì)量
基層是面層的支撐,其施工質(zhì)量直接關(guān)系到面層的平整度和強(qiáng)度形成。通常來說,基層的設(shè)計厚度在20cm左右,為了達(dá)到強(qiáng)度要求,需要進(jìn)行分層攤鋪和碾壓?;鶎硬牧系倪x用也是這一環(huán)節(jié)的關(guān)鍵,上基層最好采用水泥穩(wěn)定碎石,透層油可以采用非離子型乳化瀝青,使透層油能夠滲入到基層,形成一個漸進(jìn)性的過渡層,提高面層與基層之間的整體強(qiáng)度,也可以有效防止水分進(jìn)入基層。同時盡量縮短兩層施工的間隔時間,避免出現(xiàn)上剛下柔的分離結(jié)構(gòu),提高半剛性基層的整體強(qiáng)度和水溫穩(wěn)定性。
4、控制好路面壓實度
工程實踐表明,瀝青混合料的壓實度達(dá)不到要求是產(chǎn)生水損害的最直接原因。因此,必須嚴(yán)格控制瀝青路面混合料的壓實功能。首先按照公路等級要求確定壓實度限值,以此為標(biāo)準(zhǔn)控制施工時路面的壓實度。然后確定碾壓機(jī)械、碾壓次數(shù)以及碾壓方法。但在實際工程施工中,由于受到施工溫度、操作方法、碾壓次數(shù)等條件的影響,往往造成瀝青路面混合料碾壓效果不佳的情況。有時為了達(dá)到路面平整度的要求,忽略了對碾壓不足部位的壓實效果。這都會給路面使用期產(chǎn)生水損害帶來了不良的因素。
5、及時修補(bǔ)路面病害
公路施工建設(shè)是質(zhì)量控制的重點環(huán)節(jié),但路面的后期維修養(yǎng)護(hù)也是不可忽視的環(huán)節(jié)。瀝青路面容易產(chǎn)生松散、剝落、坑槽等病害。由于季節(jié)氣候或者材料使用環(huán)境等的限制,路面病害修補(bǔ)往往呈現(xiàn)滯后的現(xiàn)象。在車輛荷載的作用下,病害會迅速惡化,更為水分侵入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部提供了條件,造成更為嚴(yán)重的破壞。
同時要轉(zhuǎn)變路面養(yǎng)護(hù)理念,提高對小病害的重視,加強(qiáng)日常巡查養(yǎng)護(hù),做到隨時隨地及時修補(bǔ),不要等到病害發(fā)展嚴(yán)重了再進(jìn)行路面修補(bǔ)工作,這將會帶來更大的工作量和經(jīng)濟(jì)損失。
6、優(yōu)化養(yǎng)護(hù)資源配置
瀝青路面的養(yǎng)護(hù)資源落后主要表現(xiàn)在養(yǎng)護(hù)人員的專業(yè)技能低下、養(yǎng)護(hù)技術(shù)落后和養(yǎng)護(hù)費用欠缺三個方面。我國公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)相對落后,首先表現(xiàn)在路面病害的養(yǎng)護(hù)材料方面,目前路面病害的材料多采用熱拌瀝青混合料,其施工氣候條件要求高、施工工藝復(fù)雜、修補(bǔ)時需要加熱等缺點,都影響了瀝青路面的修補(bǔ)工作。其次修補(bǔ)工作多為人工修補(bǔ),施工速度慢,質(zhì)量難以控制。路面的養(yǎng)護(hù)也需要經(jīng)費來源,但由于對路面養(yǎng)護(hù)的重視不足,各地公路后期養(yǎng)護(hù)的經(jīng)費都很欠缺,嚴(yán)重阻礙了養(yǎng)護(hù)工作的進(jìn)行,未能及時防治瀝青路面水損害的發(fā)展。因此,各地區(qū)公路營運(yùn)管理部門要加強(qiáng)對公路后期養(yǎng)護(hù)的認(rèn)識,盡可能為公路的養(yǎng)護(hù)配備充足的資源。
4 結(jié)束語
綜上所述,市政道路瀝青路面的水損害不僅與材料和設(shè)計等有關(guān),而且與瀝青路面的施工質(zhì)量的關(guān)系非常大,防治水損害必須要從施工環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格控制,從而保證路面的質(zhì)量。水損害的防治是一個綜合的防治過程,要想從某一方面來防治水損害的發(fā)生是不現(xiàn)實的、也是不可能的,因此必須對瀝青路面水損害防治措施進(jìn)行不斷探究,才能延長瀝青路面的使用壽命。
參考文獻(xiàn)
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