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        淺談市政道路養(yǎng)護管理中的路面病害分析與對策

        2022-10-05 23:57:42席尚斌
        工程質量 2022年9期
        關鍵詞:鋪筑橋面集料

        席尚斌

        (酒泉市新城區(qū)開發(fā)建設管理委員會,甘肅 酒泉 735000)

        0 引言

        隨著酒泉新城區(qū)建設的不斷加快,周邊市政道路路網(wǎng)在經(jīng)過 5 年左右的開發(fā)建設后,個別市政道路路面出現(xiàn)了路面破損、脫皮、網(wǎng)裂、龜裂、老化、沉陷和橋面鋪裝損壞等不同程度病害。作為建設單位曾經(jīng)參與項目建設的管理者,本文嘗試從設計、施工、運營等各個角度,分析上述病害的成因與對策,有些病害已影響到了部分道路的繼續(xù)通行,給市民群眾日常生活造成了影響。這就需要項目建設單位進行系統(tǒng)分析、找準原因,并在今后的工作中不斷思考和改進,以便更好地從設計、施工等各環(huán)節(jié)入手加以應對,最大限度避免類似病害,降低市政道路養(yǎng)護成本,提高新城區(qū)市政基礎設施管理水平。

        1 工程概況

        酒泉市新城區(qū)二期開發(fā)建設自正式啟動以來,認真貫徹落實“做美城市”的具體要求,以酒(泉)嘉(峪關)經(jīng)濟一體化發(fā)展為契機,依據(jù)酒嘉一體化城市總體規(guī)劃綱要,堅持酒嘉兩城融合發(fā)展,采取“一帶三”模式,在酒嘉之間全力打造以漢唐文化新區(qū)、北大河生態(tài)治理和新城區(qū)二期三大板塊為核心的酒泉漢唐文化新區(qū)。經(jīng)過幾年的努力,新城區(qū)二期板塊已建設完成正大路等“四縱五橫”9 條約 18 km 的市政道路,共實施完成了正大路、富康西路、中建路、清泉路、光電大道、風電大道、濱河南路等道路、綠化等基礎設施項目 20 個,同步配套給排水、熱力、電力、燃氣、通信等市政綜合管線;建成新區(qū)公園綠地 5 處 27 萬 m2。目前,建成區(qū)面積已達 4 萬 m2。

        酒泉市新城區(qū)市政道路機動車道路面結構設計為:4 cm 細粒式瀝青混凝土(AC-13C)+6 cm 中粒式瀝青混凝土(AC-20C)+16 cm 5 % 水泥穩(wěn)定砂礫+16 cm 4 % 水泥穩(wěn)定砂礫+25 cm 天然砂礫=67 cm。設計行車速度 40 km/h。該區(qū)域市政道路通車近 10 年來,隨著交通量及重載交通增加,路基、路面出現(xiàn)相對病害。

        2 路面病害成因分析

        2.1 路面破損、脫皮

        市政瀝青路面集料脫落原因較多,經(jīng)分析,主要原因表現(xiàn):一方面,施工中采用的石油瀝青與碎石、機制砂之間的粘結性不夠;另一方面,破碎石的破碎方式不同,從而使破碎石表面的接觸面不夠,個別還存在光面現(xiàn)象,瀝青對碎石的包裹性不強,在車輛荷載反復作用下造成瀝青路面破損、脫皮病害產(chǎn)生。

        2.2 路面網(wǎng)裂、龜裂、老化、路基沉降等

        地表水豐富區(qū)路段,由于瀝青路面油皮不斷脫落,面層及基層下容易積水,行車過程中水流被擠壓竄出,使路面基層出現(xiàn)破壞,從而使瀝青路面出現(xiàn)網(wǎng)裂、龜裂、老化和路基沉降等不同程度的病害現(xiàn)象,形成“前修后壞”的惡性循環(huán)。

        2.3 麻面及縱橫向裂縫密布

        由于集料剝落較為嚴重,路面形成麻面,使路面縱橫向裂縫增加,雨水很容易在裂縫處下滲,加之重載作用使基層強度降低,最終導致路面病害。

        2.4 路面擁包及龜裂

        由于集料及瀝青油膜剝落,在路面上產(chǎn)生小的坑洞而形成麻面,在車輛荷載和溫度荷載的反復作用下,集料剝落處出現(xiàn)微小裂縫,使路面整體強度下降,出現(xiàn)龜裂、松散的現(xiàn)象。

        2.5 橋頭跳車和路面沉陷

        出現(xiàn)跳車和路面沉陷主要原因如下。

        1)路基新舊路基填挖接茬處未采取鋪設土工格柵等技術措施進行處理,或處理不徹底,造成新舊路基不均勻沉降。

        2)酒泉新城區(qū)二期大部分道路位于肅州區(qū)西峰鎮(zhèn),由于項目區(qū)地處北大河南岸的農(nóng)田地,該區(qū)域地下水位較高,在道路設計方案中未對地下毛細水采取處理措施,設計方案考慮不周全,存在一定的設計缺陷。在路基施工后隨著毛細水的上升和車輛反復碾壓,造成路基沉陷。

        3)橋涵臺背填料用土可能存在混填現(xiàn)象,或采用了透水性差的填料,加上路基填筑時碾壓不當,填土速率過快,造成路基、臺背處沉陷。

        2.6 涵洞混凝土橋面鋪裝破損

        水系涵洞混凝土鋪裝出現(xiàn)掉皮,部分有整體掉落現(xiàn)象,可能的原因如下。

        1)由于水泥混凝土鋪裝層發(fā)生破損,使鋪裝層失去整體受力的能力,導致瀝青混凝土面層的破壞。

        2)由于施工過程控制不嚴,橋面鋪裝混凝土澆筑質量差,造成鋪裝厚度不均勻,橋面鋪裝病害較多。

        3)選擇的商品混凝土質量不穩(wěn)定,施工時由于混凝土離析或質量差,塌落度不滿足設計規(guī)范要求,澆筑的涵洞鋪裝質量差,養(yǎng)護不到位,造成橋面鋪裝大面積破損。

        4)當?shù)厥┕び盟环匣炷涟韬弦螅吹冉Y構物正好處在鹽漬土路段,鹽漬土對混凝土有強腐蝕性,但施工中又未采取措施,造成涵洞鋪裝病害經(jīng)常發(fā)生。

        3 路面及橋梁病害處置對策

        3.1 一般油路修補

        3.1.1 原材料

        碎石采用玄武巖石料為原料進行碎石加工,增加了與瀝青的粘附性。瀝青采用克拉瑪依 90 號重交通基質瀝青,所用材料符合規(guī)范要求。

        3.1.2 配合比控制

        在拌合瀝青混合料時按照設計配合比數(shù)據(jù),根據(jù)現(xiàn)場試驗結果進行調整,得出施工配合比,并在瀝青混合料拌合過程中嚴格控制油石比,要求試驗員每天對拌合好的成品料做配合比及油石比的試驗,保證集料級配最佳。

        3.1.3 施工工藝要求

        遵循“圓坑方補、斜坑正補”的原則;對需修補的坑槽進行標線開槽;挖除破損路面,深度達到要求;清除坑槽內雜物浮土;連接面及接縫處涂刷粘層油,適量均勻;所用原材料質量符合規(guī)范要求;瀝青混合料拌合均勻,油石比符合要求;攤鋪溫度達到標準;碾壓到位。修補后的路面接茬平順,平整度、壓實度等符合規(guī)范要求。

        3.1.4 精細操作

        根據(jù)油路修補規(guī)范要求,結合實際施工經(jīng)驗,把修補工作的每一步做的更加精細化。

        1)開槽清底時利用吹風機除塵;為防止切割機開槽時產(chǎn)生的泥塵影響粘層油的粘結效果,使混合料跟開槽邊緣結合更加密實,更好防止路面水的滲入,開槽邊緣壁上的泥土用灰鏟清理干凈,均勻涂刷粘層油。

        2)瀝青混合料卸料時避免混合料形成錐體造成離析,采用混合料整體下滑,均勻攤鋪。

        3)為提高平整度,在接茬處增加回壓遍數(shù),為防止地表水從修補接茬處滲入,采用灌封膠或貼縫帶密封等方法。

        4)在地表水豐富區(qū)路段,面層及基層下容易積水,行車過程中水流被擠壓竄出,最終損毀已修補好的路面,易形成“前修后壞”的惡性循環(huán)。針對這種情況修補前在開槽清底后多進行晾曬,待基層內水分蒸發(fā)后再進行攤鋪。

        5)橋面坑槽多發(fā)及修補后易出現(xiàn)問題的原因很多,其主要是因為橋面瀝青混合料鋪筑較薄,滲水后重型車輛通過產(chǎn)生擾動,容易使混合料松散。修補橋面坑槽時,在劃線時擴大區(qū)域,增大修補面積,將松散的部分都包含進去,開槽清底時多進行晾曬,待水分蒸發(fā)完后再進行攤鋪。

        6)水泥混凝土橋面鋪裝層如果有損壞的先進行橋面鋪裝的修復,之后再攤鋪瀝青混合料。此外,瀝青混合料碾壓時間不宜過長,振動幅度不宜過大。

        3.2 熱熔橡膠瀝碎石封層及橡膠瀝青混凝土

        3.2.1 原材料

        粗細集料及礦粉規(guī)格如表 1、表 2 所示。

        表1 粗細集料技術指標

        表2 礦粉(采用石灰?guī)r研磨)技術指標

        3.2.2 施工工藝要求

        對原路面>3 mm 的裂縫先進行灌縫處理,用大功率吹風機將路面的雜物及塵土吹干凈,撒布熱熔橡膠瀝青,將碎石預加熱后撒布碎石,鋪筑橡膠瀝青混凝土。

        3.2.3 精細操作

        在施工過程中,逐步對施工關鍵環(huán)節(jié)和施工組織過程不斷完善,嚴格按照瀝青混合料生產(chǎn)和瀝青混合料運輸、鋪筑、壓實的規(guī)范要求,參考橡膠瀝青及混合料在項目中具體應用情況,主要做到以下幾點。

        1)混合料拌合過程中,橡膠瀝青混凝土對溫度的要求比較高,在施工過中要嚴格控制拌合、攤鋪和碾壓溫度,在條件允許的情況下最好將施工時間安裝在每年 7 月-9 月,在當?shù)貧鉁剌^高時進行施工作業(yè),從而確保橡膠瀝青混凝土路面的鋪筑質量。

        2)在鋪筑過程中,如有油斑的出現(xiàn),可以通過延長拌合時間,干拌時間 20 s,濕拌時間 40 s,減少油斑。

        3)攤鋪機應速度穩(wěn)定,螺旋旋轉速度保持勻速,擋板覆蓋高度保持三分之一。由于橡膠瀝青混凝土黏度較大,避免擋板覆蓋厚度不穩(wěn)定,混合料細集料粘附結團,導致鋪筑后的油漬出現(xiàn)。

        4)運輸車應做好保溫措施,用棉布覆蓋。根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)總結,混合料裝車后應在 3 h 內完成卸料,不能停留過長,否則在高溫條件下,橡膠瀝青混凝土較大的油石比會造成瀝青下沉,混合料離析的問題。

        5)壓路機的速度要與攤鋪設備保持同步,在參考攤鋪機運行速度下,路面施工各項施工設備應進行有效組合,并安排專人現(xiàn)場調度指揮,既要可以保證合理壓實遍數(shù),也不至于壓實遍數(shù)過多。

        6)壓路機加水應逐個進行,工作面保持 4 臺壓路機工作,一臺壓路機隨時交換作業(yè)。在壓實過程中,由于橡膠瀝青混凝土黏度大,在振動壓路機振動時會隨著頻率和振幅出現(xiàn)小波浪,因此壓路機的振動頻率應保持 45 Hz,振幅調整為 0.6 mm,終壓壓路機在高溫條件下完成壓實作業(yè),否則影響路面鋪筑后的平整度。壓路機不應在當天鋪筑路段停留過夜,應開出當天施工路段。在施工過程中加水應停留在提前準備好的橡膠墊上,避免壓路機留有輪跡[1-3]。

        3.3 橋面鋪裝維修

        3.3.1 瀝青混凝土橋面

        ①將原橋面銑刨后做拋丸處置;②刷 SBR 改性乳化瀝青,進行防水處理;③撒布熱熔橡膠瀝青,碎石封層;④鋪筑橡膠瀝青混凝土。

        以上方法可以增加瀝青面層與鋪裝層結合面的粘結力,增強抗水平剪切能力,減少推移、擁包等病害的發(fā)生。同時能有效預防水損壞,減少坑槽、松散等病害的發(fā)生。

        3.3.2 水泥混凝土橋面

        對于易發(fā)生橋面破損、板底裂縫、單板受力、絞縫脫落、橋面鋪裝層厚度或者瀝青混凝土面層厚度達不到設計要求、造成橋面整體承載力不足的橋面,將整體鑿除后的橋梁瀝青混凝土面層、鋪裝層、絞縫,用 C50 鋼纖維混凝土整體澆筑,使橋梁上部結構形成統(tǒng)一整體,提升橋梁的承載能力。另外,在絞縫的處治中在板間加設橫向傳力筋,以便增強板間橫向力的傳遞。

        3.4 微表處及重鋪

        對整體路況較好,但是部分路面細集料剝落較為嚴重、輕微車轍的路段,為防止雨水下滲,進一步對路面造成破壞,對部分超車道和行車道進行了 MS-3 型微表處處理;對坑槽、松散、裂縫、車轍嚴重相對集中路段,將原路面面層 12 cm 銑刨后進行重鋪,來改善路面技術狀況。

        3.5 橋頭跳車和路面沉陷

        在橋頭跳車和路面沉陷路段,銑刨路面 5 cm 后用改性瀝青碎石 ATB-25 進行下面層找平,再鋪筑 5 cm 厚的 AC-16 改性瀝青混凝土,以提高路面的技術狀況。

        4 結語

        以上是筆者結合工作實際,對市政道路養(yǎng)護管理當中一些常見路面病害的實踐總結。目前,除了常規(guī)養(yǎng)護方式外,上述熱熔橡膠瀝碎石封層、橡膠瀝青混凝土鋪筑及微表處預防性養(yǎng)護技術等新技術已在酒泉新城區(qū)市政道路日常養(yǎng)護管理當中得到廣泛應用。從近幾年養(yǎng)護后的路面通行狀況看,經(jīng)上述處置方案后的路段均通行良好,呈現(xiàn)出了較好的養(yǎng)護管理效果,同時,也將為今后其他市政道路的養(yǎng)護管理工作提供重要的實踐參考。Q

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