李明奇
摘 要:瀝青路面具有吸熱快、放熱慢等特點,特別是在高溫炎熱的夏季,鋪裝溫度可以達到68℃左右,一旦溫度過高,便會大幅降低路面結(jié)構(gòu)的承載力,導(dǎo)致路面車轍病害產(chǎn)生。為此,在路面病害處治當中車轍病害依舊是亟待解決的一大難題。本文在充分了解車轍病害成因的前提下,通過具體案例,提出了相應(yīng)的解決措施,以期有效提升路面的承載力和抗車轍能力。
關(guān)鍵詞:瀝青路面;車轍病害;成因
中圖分類號:U418.68 文獻標識碼:A
0 引言
改革開放以來,我國公路事業(yè)迅猛發(fā)展,截至2020年,全國公路總里程已達519.81萬公里,高速公路達16.10萬公里,居世界第一。隨著公路建設(shè)規(guī)模的不斷擴大,我國公路網(wǎng)建設(shè)基本完善,瀝青路面因其穩(wěn)定性好、施工速度快、行車舒適、無接縫等優(yōu)點在高等級公路建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。然而,在行車荷載和自然因素的長期作用下,瀝青路面會呈現(xiàn)出不同程度的病害問題,如車轍、裂縫、坑槽等,其中車轍病害影響較大,若不及時處治,將嚴重影響路面平整性,甚至?xí)l(fā)交通安全事故。為有效治理瀝青路面車轍病害,必須找出車轍產(chǎn)生原因,根據(jù)工程實際情況,采取有針對性、合理、科學(xué)的處治措施,提高施工整體質(zhì)量。
1 瀝青路面車轍病害成因
瀝青路面是高等級公路最常見的路面形式,在我國高等級公路建設(shè)中使用率達90%以上。隨著公路通行時間的增加,在行車荷載和自然因素長期作用下,路面很容易產(chǎn)生早期病害,比如車轍。車轍是高溫條件下瀝青路面在行車荷載作用下產(chǎn)生的豎直方向上的積累永久變形。瀝青路面車轍一般分為壓密型車轍、失穩(wěn)型車轍、結(jié)構(gòu)型車轍、磨耗型車轍等。實際上,路面車轍的出現(xiàn),一般不會只出現(xiàn)一種類型,而是同時存在多種車轍類型,在這個情況下,為了保證采取的治理措施科學(xué)、有效,必須對路面車轍病害產(chǎn)生原因有所了解,具體分為以下幾點:
(1)空氣及光照。瀝青路面不管是施工,抑或是后期通車運營,都會直接暴露在空氣、陽光下?;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,長期下去將會加速瀝青膠結(jié)材料老化速度,進而降低瀝青膠結(jié)料的強度、穩(wěn)定性。
(2)施工情況。施工質(zhì)量對瀝青路面影響較大,在瀝青路面施工階段,拌和是否均勻、運輸是否迅速、攤鋪是否平整、碾壓是否到位,都會影響路面的路用性能。因此,在瀝青路面施工的各個環(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轍病害出現(xiàn)。
(3)級配結(jié)構(gòu)。對于混合料結(jié)構(gòu)來講,瀝青混合料級配起決定性作用。只有骨架密實級配合理的情況下,才能將骨架嵌擠作用充分發(fā)揮出現(xiàn),才能增強層間材料的黏結(jié)效果。一旦混合料級配過大,那么很難形成良好的骨架孔隙結(jié)構(gòu),將會對混合料內(nèi)部黏結(jié)效果造成極大影響。反之,當混合料級配過小,那么同樣會影響混合料的內(nèi)部結(jié)構(gòu),無法形成相互嵌擠的懸浮密實結(jié)構(gòu),嚴重影響了結(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,溫度較高的情況下,瀝青將逐漸軟化,在此條件下,行車荷載作用下,瀝青路面的細集料極易被帶出,進而產(chǎn)生車轍。
(5)環(huán)境水分。我國地域遼闊,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,極易形成動水壓力,將吸附于集料表面的瀝青膜破壞,尤其是在暴雨過后,將加快車轍的產(chǎn)生,影響瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性。
(6)荷載強度。伴隨社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展,我國公路網(wǎng)絡(luò)愈加完善,交通量呈逐年快速增長的趨勢,在車輛荷載的長期作用下,瀝青路面設(shè)計方法和技術(shù)標準仍停留在先前的層次上,未能及時跟隨交通量變化而改變,在重載交通作用下,將會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。
2 工程概況
某公路工程全長37.8 km,為雙向四車道,建成通車時間較長,隨著沿線地區(qū)經(jīng)濟的迅速發(fā)展,大大增加了本路線的交通壓力。在行車荷載和自然因素等影響下,路面出現(xiàn)了一系列病害,如裂縫、坑槽、網(wǎng)裂、車轍等,已嚴重影響路面行車舒適性,甚至?xí)硪欢ò踩[患。其中車轍病害較為嚴重,應(yīng)采取相應(yīng)措施進行有效處治。
為了解路面車轍病害實際情況,本文以上行、下行及全程公路情況進行車轍病害等級評價,分為五個評價等級,即優(yōu)、良、中、次、差,表1為統(tǒng)計結(jié)果。
由表1可見,在本工程中,上行段車轍病害情況較下行段輕一些,但仍較為嚴重。在總里程中,本工程每公里RDI評價當中,“優(yōu)”、“良”并不存在,主要集中在“中”等級,高達96.60%;甚至還存在不足1%的“差”等級評價,由此說明,本路段路面承載力較為一般,部分路段存在集中病害發(fā)生情況。針對這一問題,決定選擇具有代表性的路段作為試驗段進行病害處治。
3 瀝青路面車轍維修整治技術(shù)要點
在車轍深度較大路段,為保證路面施工性能良好,避免后期渠化交通帶來嚴重安全隱患。決定以車轍病害深度為依據(jù),合理選擇病害處治措施。針對深度20 mm以內(nèi)的車轍病害,本路段可采用微表處施工方案,針對深度20 mm以上車轍病害路段,則采用銑刨攤鋪施工方案?;诙喾N因素考慮,本文僅對銑刨攤鋪在瀝青路面車轍病害處治中的應(yīng)用要點進行分析。
3.1 銑刨攤鋪工作原理
銑刨攤鋪處理法多用于結(jié)構(gòu)性車轍病害,一旦瀝青路面基層被破壞,先挖除基層,再換填新混合料,隨后施工面層。這種處治方法,可保證粘結(jié)層和防水層施工效果,避免二次車轍等病害發(fā)生。先銑刨再罩面,可進一步提升路面承載力,有效改善原路面使用性能。當基層破壞后,通過攤鋪施工可以及時養(yǎng)護維修,從根本上消除或控制車轍病害。
3.2 銑刨攤鋪處治流程
3.2.1 路面銑刨
瀝青路面車轍病害產(chǎn)生原因多種多樣,其形式也各不相同。因此,需綜合考慮現(xiàn)場地形、病害原因等多種因素,并在確定車轍深度的前提下,才能最終確定銑刨深度和面積。沿道路行車方向采用銑刨機進行銑刨施工。在施工過程中,通常情況下,前期均要按照設(shè)定高度銑刨,隨著施工的持續(xù)進行,可根據(jù)施工現(xiàn)場具體情況,適當調(diào)整銑刨高度,隨時查看病害下面路面是否存在病害,銑刨至底層無病害才可停止施工。本次銑刨施工,采用分層銑刨方式,應(yīng)留設(shè)橫向臺階,不得在同一端面設(shè)置橫縫。由此可見,在銑刨完第一層時,路面存在橫向裂縫,且發(fā)現(xiàn)有水,表明仍有病害存于瀝青下面層或基層處,因此,需向底基層銑刨,保證路面病害得到有效解決,恢復(fù)路面使用性能。銑刨后,即可一層一層處理,提高路面穩(wěn)定性。
在銑刨施工中,應(yīng)保證施工面清潔、干凈。完成上述作業(yè)后,可均勻噴灑乳化瀝青,待乳化瀝青破乳后,即可進行攤鋪施工。
3.2.2 拌合和運輸
按照配合比設(shè)計,做好瀝青混合料拌和施工。拌和前,應(yīng)對瀝青、礦料等材料的加熱溫度進行詳細檢查,保證滿足規(guī)范要求。出料前還要做好試拌工作,待確定質(zhì)量合格后,才能用于施工。同時,拌和期間要根據(jù)規(guī)定,合理控制拌和溫度、時間及含水量,避免出現(xiàn)材料離析、花白等情況。
基于經(jīng)濟性考慮,合理控制運距,采用自卸式運輸車進行瀝青混合料運輸,裝料一般分三次放料,順序為先前、后,再中部。每裝一次,需對汽車位置進行一次移動,從而降低集料離析的可能。
為達到保溫的作用,需將篷布加蓋的車輛頂部,相比拌合能力,運能應(yīng)略大一些,這樣才能保障施工的連續(xù)性。若材料運至現(xiàn)場后,已出現(xiàn)離析、結(jié)團等情況,嚴禁使用。
3.3 攤鋪和碾壓
攤鋪前,需保證施工面干凈、無污染,且保持干燥。卸料時,需做混合料溫度測定,若不滿足規(guī)范要求,則不得使用。當銑刨厚度在10 cm以上,應(yīng)根據(jù)攤鋪深度進行分層攤鋪,根據(jù)設(shè)計要求,確定松鋪厚度、松鋪系數(shù),保證路面壓實后,與原路面高度一致。
攤鋪施工后,需及時進行路面碾壓,碾壓一般分為3個階段,應(yīng)嚴格按照相關(guān)原則合理確定壓實設(shè)備、碾壓速度、遍數(shù)等參數(shù)。初壓時采用雙鋼輪壓路機進行1~2遍靜壓,碾壓速度為2 km/h~4 km/h。復(fù)壓時先進行1遍靜壓,再進行2遍振壓,碾壓速度為1.5 km/h~3 km/h。終壓是為了消除明顯輪跡,因此,碾壓遍數(shù)為2~3遍,碾壓速度控制在2 km~3 km即可。
4 結(jié)束語
綜上所述,改革開放以來,我國公路事業(yè)迅猛發(fā)展,隨著公路建設(shè)規(guī)模的不斷擴大,我國公路網(wǎng)建設(shè)基本完善,瀝青路面因其穩(wěn)定性好、施工速度快、行車舒適、無接縫等優(yōu)點在高等級公路建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。然而,在行車荷載和自然因素的長期作用下,瀝青路面會呈現(xiàn)出不同程度的病害問題,如車轍、裂縫、坑槽等,其中車轍病害影響較大,若不及時處治,將嚴重影響路面平整性,甚至?xí)l(fā)交通安全事故。為有效治理瀝青路面車轍病害,必須找出車轍產(chǎn)生原因,根據(jù)工程實際情況,采取有針對性、合理、科學(xué)的處治措施,提高施工整體質(zhì)量。
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