許廣宇 張巧仙
(葉縣公路事業(yè)發(fā)展服務(wù)中心,河南 平頂山 467200)
截至2020年,我國(guó)公路總里程已達(dá)到500萬(wàn)公里以上,其中高速公路突破15萬(wàn)公路,位居世界首位。隨著我國(guó)公路建設(shè)事業(yè)的迅速發(fā)展,公路服務(wù)年限也得到了進(jìn)一步的增家,但在實(shí)際當(dāng)中,很多路面存在早期病害問(wèn)題,比如車(chē)轍、裂縫、坑槽、沉陷等,其中車(chē)轍病害最為嚴(yán)重,若處理不當(dāng),將會(huì)嚴(yán)重影響行車(chē)舒適性和安全性。為此,必須尋求行之有效的路面車(chē)轍病害處治方法提升道路質(zhì)量性能和耐 久性。
瀝青路面是高等級(jí)公路最常見(jiàn)的路面形式,在我國(guó)高等級(jí)公路建設(shè)中使用率達(dá)90%以上。隨著公路通行時(shí)間的增加,在行車(chē)荷載和自然因素長(zhǎng)期作用下,路面很容易產(chǎn)生早期病害,比如車(chē)轍。車(chē)轍是高溫條件下瀝青路面在行車(chē)荷載作用下產(chǎn)生的豎直方向上的積累永久變形。瀝青路面車(chē)轍一般分為壓密型車(chē)轍、失穩(wěn)型車(chē)轍、結(jié)構(gòu)型車(chē)轍、磨耗型車(chē)轍等。實(shí)際上,路面車(chē)轍的出現(xiàn),一般不會(huì)只出現(xiàn)一種類(lèi)型,而是同時(shí)存在多種車(chē)轍類(lèi)型,在這個(gè)情況下,為了保證采取的治理措施科學(xué)、有效,必須對(duì)路面車(chē)轍病害產(chǎn)生原因有所了解,具體分為以下幾點(diǎn):
1)空氣及光照。瀝青路面不管是施工,抑或是后期通車(chē)運(yùn)營(yíng),都會(huì)直接暴露在空氣、陽(yáng)光下?;跒r青路面自身屬于空隙結(jié)構(gòu),在氧氣、紫外線等自然因素作用下,長(zhǎng)期下去將會(huì)加速瀝青膠結(jié)材料老化速度,進(jìn)而降低瀝青膠結(jié)料的強(qiáng)度、穩(wěn)定性。
2)施工情況。施工質(zhì)量對(duì)瀝青路面影響較大,在瀝青路面施工階段,拌和是否均勻、運(yùn)輸是否迅速、攤鋪是否平整、碾壓是否到位,都會(huì)影響路面的路用性能。因此,在瀝青路面施工的各個(gè)環(huán)節(jié)必須做好質(zhì)量控制、施工溫度控制,這樣才能最大限度降低車(chē)轍病害出現(xiàn)。
3)級(jí)配結(jié)構(gòu)。對(duì)于混合料結(jié)構(gòu)來(lái)講,瀝青混合料級(jí)配起決定性作用。只有骨架密實(shí)級(jí)配合理的情況下,才能將骨架嵌擠作用充分發(fā)揮出現(xiàn),才能增強(qiáng)層間材料的黏結(jié)效果。一旦混合料級(jí)配過(guò)大,那么很難形成良好的骨架孔隙結(jié)構(gòu),將會(huì)對(duì)混合料內(nèi)部黏結(jié)效果造成極大影響。反之,當(dāng)混合料級(jí)配過(guò)小,那么同樣會(huì)影響混合料的內(nèi)部結(jié)構(gòu),無(wú)法形成相互嵌擠的懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu),嚴(yán)重影響了結(jié)構(gòu)骨架的嵌擠作用。
4)環(huán)境溫度。作為一種粘彈性材料,瀝青混合料的路用性能和周邊環(huán)境溫度之間息息相關(guān)。比如說(shuō),溫度較高的情況下,瀝青將逐漸軟化,在此條件下,行車(chē)荷載作用下,瀝青路面的細(xì)集料極易被帶出,進(jìn)而產(chǎn)生車(chē)轍。
5)環(huán)境水分。我國(guó)地域遼闊,尤其是北方地區(qū),夏季雨熱同期,瀝青混合料內(nèi)部水分較多,在外部荷載作用下,極易形成動(dòng)水壓力,將吸附于集料表面的瀝青膜破壞,尤其是在暴雨過(guò)后,將加快車(chē)轍的產(chǎn)生,影響瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性。
6)荷載強(qiáng)度。伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,我國(guó)公路網(wǎng)絡(luò)愈加完善,交通量呈逐年快速增長(zhǎng)的趨勢(shì),在車(chē)輛荷載的長(zhǎng)期作用下,瀝青路面設(shè)計(jì)方法和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)仍停留在先前的層次上,未能及時(shí)跟隨交通量變化而改變,在重載交通作用下,將會(huì)大大縮短瀝青路面的理論使用年限,導(dǎo)致大量早期病害發(fā)生。
近年來(lái),某公路工程沿線交通量不斷增加,重載問(wèn)題嚴(yán)重,路面出現(xiàn)了不同程度的病害問(wèn)題,其中車(chē)轍病害最為嚴(yán)重。為了解決路面車(chē)轍病害問(wèn)題,本文提出了PAC排水瀝青薄層罩面施工方案。
1)拌和。通過(guò)計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制瀝青混合料拌合樓的生產(chǎn)流程,嚴(yán)格遵循目標(biāo)配合比,確定各料倉(cāng)的轉(zhuǎn)速和篩分通過(guò)率,做好配比配置。拌和時(shí)間方面,可通過(guò)試拌法進(jìn)行確定,要求瀝青混合料將瀝青均勻裹住,避免產(chǎn)生粗細(xì)集料離析、花白料等情況。按照常規(guī)瀝青混合料拌和順序投放瀝青、集料、水等材料即可。根據(jù)排水瀝青路面的規(guī)定要求,需摻加一定量的高黏添加劑,在整個(gè)拌和時(shí)間方面,可控制在60~70s之間。拌和溫度方面,不同材料的拌和溫度均有所不同,因此,必須嚴(yán)格按照溫度規(guī)定要求進(jìn)行合理控制。本工程當(dāng)中,SBS改性瀝青、集料加熱溫度分別控制在160℃、180℃。根據(jù)運(yùn)輸距離的遠(yuǎn)近,還可適當(dāng)調(diào)整材料出廠溫度,本工程瀝青和集料出廠溫度需控制在175℃。
2)運(yùn)輸。本次施工采用PAC13排水瀝青混合料,此類(lèi)材料的特點(diǎn)為粗集料占比多,空隙率大,相比一般瀝青材料,此類(lèi)材料溫度降幅更大,因此在施工運(yùn)輸環(huán)節(jié)必須做好合理控制。因此,在混合料運(yùn)輸當(dāng)中混合料粘結(jié)性較強(qiáng),為避免混合料粘粘車(chē)廂,可在車(chē)廂四周和底部涂抹上一層隔離劑。裝料時(shí),不能一次性全部裝完,要分三次在運(yùn)料車(chē)前后移動(dòng)的情況下完成,避免混合料離析。保證運(yùn)輸能力和攤鋪能力匹配,保證有多輛料車(chē)等候在攤鋪機(jī)前,確保攤鋪工作持續(xù)進(jìn)行。為起到保溫、防雨、防污染等作用,可將篷布覆蓋在運(yùn)料車(chē)頂部。溫度控制本工程的重點(diǎn),因此,在運(yùn)輸過(guò)程中共進(jìn)行了5次溫度測(cè)定,分別為第一次168℃,第二次171℃,第三次168℃,第四次172℃,第五次170℃,可達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求(165~175℃)。
3)攤鋪。可按照普通瀝青混合料攤鋪法進(jìn)行此次攤鋪施工,根據(jù)設(shè)計(jì)要求,以1.20為松鋪系數(shù)。攤鋪機(jī)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后,調(diào)整熨平板并預(yù)熱。采取梯隊(duì)方式進(jìn)行攤鋪?zhàn)鳂I(yè),攤鋪速度不宜過(guò)快,可控制在2.0m/min,兩臺(tái)機(jī)械要保持一定安全間距,不宜低于10m。攤鋪施工中,同樣要控制好攤鋪溫度,保證攤鋪溫度不低于165℃。
4)碾壓。碾壓是排水瀝青路面施工要點(diǎn),18~25%為排水瀝青路面空隙率范圍,此類(lèi)材料粗集料含量多,宜被壓實(shí),但也很容易壓碎集料,進(jìn)而影響混合料的粘聚力,甚至出現(xiàn)松散、掉粒等問(wèn)題?;诖?,必須合理控制碾壓設(shè)備選型、碾壓遍數(shù)和溫度。碾壓施工時(shí),初壓可采用2臺(tái)12t雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行施工,初壓溫度不得低于150℃,碾壓遍數(shù)為2~3遍。復(fù)壓時(shí)可采用2臺(tái)30t膠輪壓路機(jī)進(jìn)行施工,溫度不低于130℃,碾壓遍數(shù)為2~3遍。終壓時(shí)采用1臺(tái)12t雙鋼輪壓路機(jī)施工,溫度不低于100℃,碾壓遍數(shù)為2~3遍。完成碾壓施工后,保證壓實(shí)度滿(mǎn)足規(guī)定。
綜上所述,瀝青路面具有吸熱快、放熱慢等特點(diǎn),特別是在高溫炎熱的夏季,鋪裝溫度可以達(dá)到68℃左右,一旦溫度過(guò)高,便會(huì)大幅降低路面結(jié)構(gòu)的承載力,導(dǎo)致路面車(chē)轍病害產(chǎn)生。為此,在路面病害處治當(dāng)中車(chē)轍病害依舊是亟待解決的一大難題。本文在充分了解車(chē)轍病害成因的前提下,通過(guò)具體案例,提出了PAC13排水瀝青路面,這是一種環(huán)保、安全、舒適的高性能路面,將其用于路面施工,可以有效提升路面的承載力,提高路面的抗車(chē)轍能力,同時(shí),還能起到良好的降溫效果。