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        二級瀝青路面破壞的成因及維修方案選擇分析

        2022-02-20 12:14:28梁海軍
        黑龍江交通科技 2022年12期
        關(guān)鍵詞:瀝青路面施工

        梁海軍

        (山西省交口公路管理段,山西 交口 0324000)

        二級瀝青路面容易受到一些因素影響而出現(xiàn)不同程度破壞的情況,影響瀝青路面的使用能力,導(dǎo)致其不能滿足瀝青路面的功能和作用。因此,為了滿足瀝青路面的使用需求,需要按照二級瀝青路面的基本情況選擇對應(yīng)維修方案,確保能夠保證道路的通行能力,降低干擾因素給瀝青路面的影響,確保二級瀝青路面的服務(wù)能力?;诖耍瑢Χ墳r青路面破壞成因進(jìn)行研究,最后選擇合理的維修方案,促使道路可以更好地為人們提供服務(wù),滿足日常出行的基本需求。

        1 工程概況

        以山西省呂梁市交口縣境內(nèi)某道路為研究對象,對國道209線K589+000~K599+000段路面改造工程展開相應(yīng)研究,測設(shè)人員進(jìn)場后,根據(jù)工可的相應(yīng)方案,本著安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和有效原則,制定具體施工方案,使得本工程的二級瀝青路面能夠?qū)崿F(xiàn)科學(xué)施工,滿足人們出行需求,全面推動出行的便利性。本工程在整個設(shè)計(jì)期間,對設(shè)計(jì)進(jìn)行了全面的質(zhì)量管理,同時,施工圖的設(shè)計(jì)工作順利完成,為本工程的后續(xù)施工奠定了基礎(chǔ)。本工程在具體的設(shè)計(jì)中,主要的設(shè)計(jì)工作量見表1。

        表1 主要設(shè)計(jì)工作量

        在具體施工中,路基寬度為10 m設(shè)計(jì)洪水頻率為路基涵洞均為1/50,同時地震動峰值加速度0.05 g。同時路基邊緣設(shè)置高59 cm,寬50 cm的C15片石混凝土,另外在路面施工中,結(jié)合區(qū)域施工的基本情況,合理對瀝青混合料面層進(jìn)行了設(shè)計(jì),其中選擇4 cm細(xì)粒式瀝青混凝土上面層+5 cm中粒式瀝青混凝土下面層+20 cm水泥穩(wěn)定碎石基層+20 cm低劑量水泥穩(wěn)定碎石底基層。按照這種方式,展開二級瀝青路面的合理設(shè)計(jì),確保瀝青路面在實(shí)際的施工中,能夠發(fā)揮瀝青路面的施工效果,表2為本工程瀝青混合料粗集料質(zhì)量技術(shù)要求的基本情況。

        表2 本工程瀝青混合料粗集料質(zhì)量技術(shù)要求的基本情況

        本工程在實(shí)際的施工中切實(shí)存在二級瀝青路面破壞的因素,因?yàn)檫@些因素的存在,就會給瀝青路面的功能性和穩(wěn)定性帶來影響,故為了滿足二級瀝青路面的施工效果,需要結(jié)合實(shí)際情況,做好二級瀝青路面破壞原因研究,最終保證二級瀝青路面的施工效果。

        2 二級瀝青路面破壞成因研究

        2.1 車轍成因

        結(jié)合工程基本情況,發(fā)現(xiàn)在實(shí)際二級瀝青路面應(yīng)用時,路面如果出現(xiàn)車轍情況,會影響路面的功能和安全,一般情況下,車轍深度可以達(dá)到1.5 cm以上,嚴(yán)重影響車輛的行駛安全,所以,為了保證車輛的行駛安全,需要結(jié)合路面的基本情況,對車轍的成因進(jìn)行研究,車轍的成因,主要與瀝青混合料的疲勞強(qiáng)度和的路面結(jié)構(gòu)等因素具有關(guān)系,同時,車轍的生成,也和外界環(huán)境極度的高溫具有聯(lián)系,在高溫作用下,瀝青路面會出現(xiàn)一定的軟化,而在車輛荷載的作用下,軟化后的路面就會被車輛碾壓出車轍,同時,當(dāng)溫度降低后,造路面的瀝青就會再次凝固,從而導(dǎo)致車轍的出現(xiàn)。另外,車轍按照一般性質(zhì),可以分為結(jié)構(gòu)性車轍,磨損性車轍、流動性車轍幾種情況。

        2.2 泛油

        泛油也是一種常見的瀝青路面損壞形式,由于泛油的存在,就會導(dǎo)致瀝青路面形成一層有光澤的瀝青膜現(xiàn)象,一般情況下,這種泛油的情況,主要發(fā)生在夏季,因?yàn)橄募镜臏囟认鄬^高,瀝青在高溫的作用下,本身的狀態(tài)和性能也會發(fā)生變化也就會導(dǎo)致泛油損壞的存在,同時,瀝青混合料中,如果瀝青的含量過多,容易導(dǎo)致孔隙率較小的情況,會造成高溫穩(wěn)定性相對較差,進(jìn)而導(dǎo)致泛油損壞的發(fā)生。

        2.3 裂縫

        裂縫是二級瀝青路面常見的損壞情況,這種問題的存在,嚴(yán)重影響二級瀝青路面的服務(wù)能力,甚至可能帶來嚴(yán)重的安全問題。因此為了保證瀝青路面的功能和安全,需要對二級瀝青路面的裂縫問題進(jìn)行合理控制,確保道路的施工效果。裂縫的發(fā)生原因相對較多,其中根據(jù)非荷載原因,分為非荷載裂縫,這種裂縫主要包括低溫收縮裂縫、溫度疲勞裂縫,和基層反射裂縫等,而荷載裂縫,主要與車輛行駛作用所帶來的荷載有關(guān)系,這樣的問題,都會嚴(yán)重影響路面的安全,為了保證二級瀝青路面的服務(wù)能力,需要對裂縫問題進(jìn)行合理的控制,確保瀝青路面的功能和服務(wù)能力,降低干擾因素給瀝青路面帶來的影響。

        2.4 沉陷

        二級瀝青路面的沉陷損壞,也是一種相對常見的現(xiàn)象,因?yàn)槎墳r青路面在實(shí)際的施工中,會受到自然因素和行車荷載的影響,這些因素的綜合作用,就可能導(dǎo)致二級瀝青路面出現(xiàn)沉陷的問題,嚴(yán)重影響二級瀝青路面的通車能力,因此為了保證道路的安全,需要結(jié)合實(shí)際情況,做好沉陷損壞的嚴(yán)格控制,確保道路的施工安全。

        零填土中,自由水分相對比較充足,壓實(shí)荷載大部分是由空隙中的自由水承受,土粒的有效應(yīng)力減小,會導(dǎo)致土基不能有效地壓實(shí),嚴(yán)重影響二級瀝青路面的壓實(shí)效果,同時,在荷載的作用下,沒有達(dá)到預(yù)期強(qiáng)度的路面,就會出現(xiàn)沉陷的損壞。另外,零填和路塹路基對期氣候的變化也相對比較敏感,當(dāng)空氣中的水分和溫度對發(fā)生變化,土粒吸脹和收縮作用會有一定的變化。例如,毛細(xì)水容易上升到路基的工作區(qū),導(dǎo)致路基處于潮濕的狀態(tài),同時,還能降低路基的承載能力,造成路基服務(wù)能力下降。除此之外,路基當(dāng)中沒有填土,動載作用應(yīng)力不能充分?jǐn)U散即達(dá)天然地基上,就會導(dǎo)致地基出現(xiàn)變形和沉降的問題,這類問題的存在,嚴(yán)重影響二級瀝青道路的服務(wù)能力。

        2.5 坑槽

        坑槽也是二級瀝青路面常見的損壞形式,結(jié)合坑槽的基本情況,對坑槽發(fā)生的成因進(jìn)行分析,確保二級瀝青路面施工中對坑槽問題進(jìn)行合理控制,最終保證二級瀝青路面的服務(wù)能力,降低干擾因素給道路帶來的影響。

        造成坑槽出現(xiàn)的原因包括:因?yàn)樗譁粼诒砻鎸訛r青混凝土的空隙當(dāng)中,荷載作用下,使得瀝青從碎石表剝落下來,局部瀝青混凝土?xí)兊盟缮ⅲ谲囕v經(jīng)過時,碎石可能被車輛帶離路面,進(jìn)而就會導(dǎo)致路面出現(xiàn)坑槽的問題。綜合對坑槽出現(xiàn)的原因進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)坑槽出現(xiàn)的主要原因,與瀝青混凝土的拌和、溫度等因素具有關(guān)聯(lián),如果混合料拌和的溫度過高,或是施工溫度不合理,都可能引起坑槽問題的出現(xiàn),進(jìn)而嚴(yán)重影響瀝青混凝土道路的施工效果。

        2.6 次年冒泥漿

        次年冒漿的問題,受到溫度的影響,如果溫度過低,路基內(nèi)部的水分進(jìn)行結(jié)凍,導(dǎo)致上下層出現(xiàn)溫度坡差。因?yàn)闅鉁氐淖兓?,零度等溫線會不斷下移,進(jìn)而導(dǎo)致多層或2層聚冰層的出現(xiàn)。同時,土基中水分凍結(jié)后,體積會發(fā)生變化,導(dǎo)致體積膨脹的問題,另外,因?yàn)橥临|(zhì)的均勻性相對較差,會造成路面凍死或東脹隆起。當(dāng)春季溫度開始升高,路面的導(dǎo)熱性相對較好,路中溶解速度是2側(cè)相對較快,水分不容易向下排泄。也就導(dǎo)致土基出現(xiàn)過濕的狀態(tài),從而當(dāng)溶解到聚冰層時,土層的濕度會超過液限,這時土基的承載力會相對較低,在車輛經(jīng)過時,會導(dǎo)致泥漿出現(xiàn),甚至?xí)斐傻暮沽训膯栴}出現(xiàn),進(jìn)而導(dǎo)致路面出現(xiàn)車轍或鼓包的情況,最終導(dǎo)致次年冒漿的問題出現(xiàn)。

        3 二級瀝青路面的維修方案選擇

        3.1 車轍的維修方案選擇

        車轍這類問題的存在,需要及時對其進(jìn)行控制,而在控制時,需要選擇合理的維修方案,確保車轍得到有效的控制,最終保證二級瀝青路面的施工效果。

        (1)針對橫向推擠形成的橫向波形。如果車轍已經(jīng)相對穩(wěn)定,可以對路面凸起的部分進(jìn)行消除,同時,填補(bǔ)瀝青混合料,并進(jìn)行找平和壓實(shí)作業(yè),確保橫向推擠行車的車轍得到合理的控制。

        (2)面層與基層間由不穩(wěn)定夾層所形成的車轍。這類車轍需要重做面層,按照設(shè)置刨銑深度對面層部分進(jìn)行刨除,同時,注意夾層的清除工作,之后,按照初壓、復(fù)壓和終壓的流程,實(shí)現(xiàn)面層的碾壓,最后,使用瀝青瑪蹄脂碎石混合料(SMA)或是SBS改性瀝青但混合料或聚乙烯改性瀝青混合料,實(shí)現(xiàn)對車轍的修補(bǔ)和控制。

        (3)基層強(qiáng)度不足,水穩(wěn)性不好引起的車轍。需要先對基層進(jìn)行控制,促使基層強(qiáng)度得到保證,然后,再對車轍進(jìn)行控制,從而保證車轍的合理處置,最終保證二級瀝青路面的施工效果。

        3.2 泛油的維修方案

        泛油的損害,需要針對泛油的原因,實(shí)現(xiàn)對泛油的針對性處理,泛油較重的區(qū)域,可以選碎石壓入法進(jìn)行控制,選5~10 mm粒徑的碎石對其進(jìn)行碾壓,促使碎石進(jìn)入到瀝青路面當(dāng)中,具體碾壓時,需要選擇壓路機(jī)進(jìn)行碾壓,確保經(jīng)過治理后,泛油問題能夠得到合理的控制,全面提升路面的服務(wù)能力。

        3.3 裂縫的維修方案

        針對裂縫,需要采取針對性的維修方式,確保裂縫問題能夠得到合理控制,因?yàn)槁访媪芽p的發(fā)生概率相對較高,所以路面裂縫維修的次數(shù)相對較多,實(shí)際維修時,可以選擇TL200路面強(qiáng)化劑對其進(jìn)行控制,同時還可選擇單層大顆粒罩面進(jìn)行處理。如果瀝青路面的裂縫相對較大,首先對基層情況進(jìn)行研究,判斷基層是否穩(wěn)定,如果基層穩(wěn)定,則可以選擇乳化瀝青稀漿封層,厚度可以控制為3~6 mm左右,如此,才能使得道路更好地為人們提供服務(wù)。封層完成后,再使用瀝青混合料上封層的方式,改性瀝青薄層罩面、單層瀝青表面處理等方法處治,實(shí)現(xiàn)對路面的合理控制。如果路基的強(qiáng)度不夠,則可以選擇銑削網(wǎng)裂的面層后加鋪新料的方式,實(shí)現(xiàn)問題的維修。

        3.4 沉陷的維修

        (1)路面下沉且有少量輕微裂縫,可以噴灑或涂刷粘層瀝青,再用瀝青混合料將沉陷部分進(jìn)行填充。

        (2)如果沉陷嚴(yán)重,且導(dǎo)致路面受損問題較重,需要選擇修補(bǔ)坑槽的方式,對其進(jìn)行維修。

        另外,如果土基或基層結(jié)構(gòu)受到損害,需要先對基層進(jìn)行處理,之后再進(jìn)行面層的合理施工,最終保證道路的合理施工,確保道路的服務(wù)能力。

        3.5 坑槽維修方案

        需要注意對坑槽的合理控制,實(shí)際控制可以選擇的方法包括熱補(bǔ)法和冷補(bǔ)法,從而保證施工效果,熱補(bǔ)法一般需要加熱3~5 min,之后,乳化瀝青進(jìn)行施工,碾壓4~6遍,進(jìn)而進(jìn)一步推動坑槽的接縫的處理效果。冷補(bǔ)法需要先對坑槽的深度進(jìn)行研究,然后再對其進(jìn)行修補(bǔ),確保施工效果。其中冷補(bǔ)法中還有冷料冷補(bǔ)的方式,如表3所示,為某公路的修補(bǔ)料級配情況。

        表3 修補(bǔ)料級配情況

        3.6 次年冒漿的處理

        首先需要注意對路基的排水能力提升,同時,還需要注意對地下水水位的控制,保持一定的距離,所以,實(shí)際工作中,可以實(shí)現(xiàn)對隔離層的鋪設(shè),通過隔離層,可以使得路基可地下水之間保持距離,實(shí)現(xiàn)相互不干擾。另外,還需要對路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制,選擇砂礫墊層的方式,促使荷載的擴(kuò)散水平得到提升,從而促使路基的應(yīng)力和應(yīng)變能力提升。然后,再對隔溫層進(jìn)行控制,通過隔溫層的合理控制,能夠減少下層土層的凍結(jié)風(fēng)險(xiǎn),進(jìn)而減少冒漿問題的出現(xiàn)。

        4 結(jié) 語

        結(jié)合某一具體的工程,展開二級瀝青路面的施工研究,確保實(shí)際施工中,能夠?qū)崿F(xiàn)對二級瀝青路面破壞的原因分析,之后,再進(jìn)行合理的維修方案選擇,最終保證道路的施工效果,降低干擾因素給二級瀝青路面帶來的影響,確保本工程的服務(wù)能力。

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