文 / 浙江正方交通建設有限公司 何瑞峰
城市高架橋瀝青路面施工,受橋梁本身結構和特性的影響,在壓實度、平整度和線性等方面有著局限性;本文根據(jù)鹽城高架瀝青路面具體情況,對高架瀝青路面裂縫一些關鍵問題和控制要點進行研究和實踐。
本人有幸參加了江蘇省鹽城市快速路網(wǎng)建設項目路面工程LM1標段的施工。該工程路線全長41公里、29處互通立交或樞紐,瀝青混凝土施工總量達到13.2萬立方,規(guī)模較大。瀝青路面因其具有良好的力學性能和較好的耐久性以及行車舒適性,目前被廣泛應用于高等級公路路面建設當中,橋梁路面鋪裝亦不例外。優(yōu)化該類瀝青施工工藝及參數(shù),加強相關措施,是保證橋梁瀝青路面施工的途徑,尤其是控制裂縫的產(chǎn)生有著不可忽視的作用。同時,橋梁瀝青路面是橋梁上部結構的近最后工序,是形象工程,因此控制橋梁瀝青路面的施工質量有著重要的意義。
(1)網(wǎng)狀裂縫。相互交錯的裂縫將路面分割成形似網(wǎng)狀或龜紋狀的銳角多邊形小塊,塊的尺寸小于50cm×50cm.其最初形態(tài)是一條或幾條平行的縱縫,隨著荷載重復作用次數(shù)的增加,平行縱縫間出現(xiàn)了橫向、斜向連接縫,形成多邊的、銳角的、形似網(wǎng)狀、龜裂狀的裂縫形式。
(2)縱向裂縫。與橋梁中線大致平行的長直裂縫,有時伴有少量支縫。通常斷斷續(xù)續(xù),綿延很長;其形態(tài)特征是長且直。
(3)橫向裂縫。與橋梁中線近于垂直的裂縫,有時伴有少量支縫。橫向最初多出現(xiàn)于路面兩側,逐漸發(fā)展形成貫通路幅的橫縫。
(4)不規(guī)則裂縫。路面裂縫呈不規(guī)則形狀,塊的最長邊長小于100cm,不規(guī)則裂縫主要由面層材料的收縮和溫度的周期性變化所致。
(1)設計因素。橋梁路面結構設計不合理或厚度不足,橋梁路面強度不能滿足行車要求或者對橋梁路面設計年限內交通量年均增長率估計偏小,都將會使橋梁路面強度日趨不足,滿足不了交通量迅速增長和汽車載重明顯增大的需要。另外空心梁板橋由于容易產(chǎn)生支座破壞而形成板件裂縫,該類裂縫具有反射作用,形成縱向瀝青裂縫。
(2)施工因素。由于瀝青混合料的離析或碾壓不密實及機械組合不合理,施工中油類的點滴冒露等,在行車荷載作用下,易產(chǎn)生龜裂。所謂的碾壓不密實,往往由于橋梁在碾壓工藝環(huán)節(jié)容易產(chǎn)生共振,對橋梁本身造成質量傷害,而不得已調整振幅和頻率造成。另一方面由于施工前對水泥混凝土橋面鋪裝層的鑿毛或打磨的質量控制不好,結構層間的粘結力達不到要求而產(chǎn)生推擠和重復的作用產(chǎn)生的。
(3)結構因素。瀝青結合料的溫度穩(wěn)定性差,延性低,不適應當?shù)貧夂驐l件和行車作用,極易造成橋梁瀝青路面裂縫。另外,由于瀝青混合攪拌不均或者溫度過高,也是造成瀝青橋梁路面裂縫的因素之一。
(4)天氣因素。雨水等水的損害加劇了裂縫的產(chǎn)生。水分滲到橋梁路面空隙和裂縫中,在外力作用下,導致瀝青與集料之間粘結力降低并逐漸喪失粘結力。因為水分的不斷侵入,在汽車車輪動態(tài)荷載的反復作用下,進入橋梁路面空隙裂縫中的水分又不斷產(chǎn)生動水壓力或真空負壓抽吸的反復循環(huán),水分逐漸滲入到瀝青與集料的界面上。瀝青膜從面料表面脫落,瀝青混合料掉粒、松散,形成網(wǎng)狀裂縫并不斷擴大。
根據(jù)本工程和以往工作經(jīng)驗,按照橋梁瀝青路面施工的時間順序,對橋梁瀝青路面的防止裂縫的產(chǎn)生,施工應注意以下事項。
(1)準備階段:橋梁瀝青路面施工前,先進行上一道工序的驗收,包括:橋面鑿毛、瀝青橋面防水層等檢查驗收工作,檢查下封層的完整性,清理橋面表面污染、雜物,進行水沖洗。這里必須強調的是,在水沖洗的時間安排上要盡量提前,確保施工時干燥。
(2)混合料的拌和:不合格的原材料堅決不能用于道路建設,抓好混合料配合比的試驗,嚴格進行現(xiàn)場檢測和室內試驗。按目標配合比設計,生產(chǎn)配合比設計,生產(chǎn)配合驗證三個階段進行試拌、試鋪。每種規(guī)格的集料、礦料和瀝青都必須分別按要求的比例進行配料。各種材料加熱都應在規(guī)范溫度內,并應保證運到施工現(xiàn)場的溫度。瀝青混合料的拌和時間應以混合料拌和均勻、所有礦料顆料全部裹覆瀝青結合料為度。
(3)混合料的運輸:在車輛的安排上必須滿足運力要求,運料前打掃干凈車槽,車槽側面打溫度檢查孔。從拌和機向運料車上放料時,應每卸一斗混合料挪動一下汽車位置,以減少粗細集料的離析現(xiàn)象。當運輸時間在半小時以上或氣溫低于10℃時,運料車用篷布覆蓋。連續(xù)攤鋪過程中,運料車在攤鋪機前(l0~30cm)處停住,不得撞擊攤鋪機。
已經(jīng)離析或結成不能壓碎的硬殼、團塊或運料車輛卸料時留于車上的混合料,以及低于規(guī)定鋪筑溫度或被雨淋濕的混合料都應廢棄。除非運來的材料可以在白天鋪完并能壓實,或者在鋪筑現(xiàn)場備有足夠的可靠的照明設施,白天或當班不能完成壓實的混合料不得運往現(xiàn)場。
(4)混合料的攤鋪:先從攤鋪機性能抓起,攤鋪設備盡量用相同品牌,型號盡量相同,新舊差別要小,現(xiàn)場工程技術人員要懂得攤鋪機的主要構造并能作相應的調整。
攤鋪溫度根據(jù)季節(jié)和溫度要嚴格控制。攤鋪前要對每車的瀝青混合料進行檢驗,發(fā)現(xiàn)超溫料、花白料、不合格材料要拒絕攤鋪,退回廢棄。在攤鋪速度的選定上一般不得小于1.5m/min,以保證碾壓溫度不致降至低于完成碾壓充分的時間,但是如攤鋪速度過快,則混合料疏度不均、預壓密度不一、表面出現(xiàn)拉溝直接造成預壓效果差,所以上面層最好小于3m/min。
在供料系統(tǒng)上,受料斗空板不能每一車料收一次,要利用刮板輸送器和料斗閥門控制好進入攤鋪室的供料量,布料高度一般占2/3,并確保沿螺旋全長布料一致。要選擇合適的料斗閥門開度,使其與供料速度適當配合,進而達到刮板輸料器連續(xù)、均勻的供料。
攤鋪機一定要保持攤鋪的連續(xù)性,有專人指揮,一車卸完下一車要立即跟上,應以均勻的速度行駛,以保證混合料均勻、不間斷的攤鋪,攤鋪過程中不得隨意變換速度,避免中途停頓?;旌狭嫌龅剿欢ú荒苁褂?。
(5)混合料的壓實:攤鋪之后立即進行初壓,用靜態(tài)二輪壓路機完成(兩遍),初壓溫度控制在130℃~140℃。
初壓應采用輕型鋼筒式壓路機或關閉振動的振動壓路機碾壓,碾壓時應將驅動輪面向攤鋪機,碾壓路線及碾壓方向不可突然改變,初壓后檢查平整度和路拱,必要時予以修整。
復壓緊接在初壓后進行,復壓用振動壓路機和輪胎壓路機完成,一般是先用振動壓路機碾壓3遍,再用輪胎壓路機碾壓,使其達到應有壓實度。復壓應根據(jù)橋梁的共振頻率實時進行調整,加大頻率減少振幅。終壓緊接在復壓后進行,終壓采用雙輪鋼筒式壓路機關閉振動的振動壓路機碾壓,消除輪跡。
初壓和振動碾壓要低速進行,以免使熱料產(chǎn)生推移、發(fā)裂。碾壓應盡量在攤鋪后較高溫度下進行,溫度越高越容易提高路面平整度和壓實度。碾壓要掌握好碾壓時間,碾壓有效時間是從開始攤鋪到溫度下降80℃之間的時間,混合料開始攤鋪后溫度下降最快,大約每分鐘4℃,所以在攤鋪開始后要緊攤鋪機作業(yè),爭取有足夠的壓實時間。
在碾壓期間,壓路機不得中途停留、轉向或制動。壓路機不得停留在溫度高于70℃的已經(jīng)壓過的混合料上,同時,應采取措施,防止油料、潤滑脂等在壓路機操作或停放期間灑落在路面上。
在壓實時,如接縫處的混合料溫度已不能滿足壓實溫度要求,應采用加熱器提高混合料的溫度,再壓實到無縫跡為止。
攤鋪和碾壓過程中,要組織專人進行質量檢測控制和缺陷修復。
(6)施工接縫的處理:瀝青路面的各種施工,包括縱縫、橫縫和新舊路的接縫等處,往往由于壓實不足,容易產(chǎn)生臺階、裂縫、松散等質量事故,影響路面的平整度和耐久性,需要注意接縫的工藝及控制措施。
(1)縫寬小于2mm時,隨著氣溫的上升,裂縫可以愈合者,可不作處理。2~5mm的裂縫可用開槽機沿裂縫進行擴縫,縫寬約2cm,縫深1.5mm~2cm,并將縫中雜物清除干凈,然后用改性瀝青灌縫;大于5mm的裂縫可用改性瀝青(如SBS改性瀝青)灌縫。灌縫前,須先清除縫內、縫邊碎垃圾,并保持縫內干燥,灌縫后,表面撒一層粗砂或3~5mm石屑。
(2)如夾有橋面防水層破損或不穩(wěn)定結構層時,應將其鏟除;如因結構層積水引起網(wǎng)裂時,鏟除面層后,更新防水層,然后再鋪筑新混合料。
(3)如橋梁梁板支座不均勻受力產(chǎn)生的反射裂縫,應對橋梁支座更換或正位,然后在進行橋面瀝青面層的修補。網(wǎng)狀裂縫因瀝青面層厚度不足時,可采用先銑刨網(wǎng)裂的面層后再加鋪新料來處理。加鋪厚度按現(xiàn)行設計規(guī)范計算確定;如在路面上加罩,為減輕反射裂縫,可采取各種“預防”措施進行處理。
對于橋梁瀝青面層裂縫的防治,應合理設計,精心施工,加強養(yǎng)護,對提高整體工程的建設質量,改變橋面瀝青混凝土的使用質量有很大的幫助,同時能帶來很大的經(jīng)濟效益和社會效益。