林 江
(宏遠建設有限公司,浙江 溫嶺 317500)
近幾年來,我國公路建設迅猛發展,公路的建設很大的影響著我國的國民經濟和社會發展。因為瀝青砼混凝土路面表面平整,無接縫,行車舒適,耐磨振動性小,噪音低、施工期短、養護維修簡便,適用于分期修建,所以在這些新建的高速公路中,大部分采用的是瀝青砼混凝土路面。但是隨著我國高速公路通車里程的迅速增長,水損害對瀝青砼路面的危害越來越凸顯出來。路面,路基中的水主要來自大氣的降水和蒸發、地面水的滲透以及地下水的影。路基和路面在水的作用下結構被破壞,從而加快了路面使用性能的損壞速度,嚴重縮短了其使用壽命。我們可以發現公路的水損害在暴雨季節中非常嚴重,給養護工作帶來很大的負擔。這就說明瀝青砼路面在設計、施工方面可能都存在一些問題,所以有必要認真研究加以解決。下面就從瀝青砼路面水損害的原因,方式,影響以及防治措施方面來談一談我對路面水損害的一些看法。
1.1 簡介。所謂水損壞即降水透入路面結構層后使路面產生早期破壞的現象。它是瀝青砼路面目前病害中破壞力最強也是最常見的一種危害方式。主要破壞形式有:網裂、坑洞、唧漿、轍槽等。由于水具有較強的表面張力和濕潤性,可通過瀝青的自發乳化作用并穿透瀝青膜侵入集料-瀝青截面,并取而代之。當路基內部出現溫度差時,在溫差作用下水還會以液態或氣態的方式從熱處向冷處移動和積聚,從而改變路基的濕度狀態,這是瀝青砼路面水損壞基本原因。此過程與地下水在蒸發壓作用和毛細作用下上升有關。一般是由瀝青層底部逐漸向上擴展,最終貫穿整個瀝青面層造成破壞。因為水損害具有反復性,并有明顯的自愈能力,表面滲水也可以積聚于瀝青面層底部,且水損壞在瀝青面層底部發展更為嚴重。由于施工中瀝青混凝土配合比控制不嚴、瀝青混合料拌和不均、碾壓效果不良等原因,水損壞最終發展成為松散和坑洞。當施工時采用半開式瀝青混凝土表面層時,產生的水損壞更為嚴重。
1.2 水浸濕路基可使路基的強度和穩定性的下降,進而路基失穩,引起塌方、滑坡等病害。路基失穩還可能導致路面沉陷、沖刷、坍塌、翻漿,路面松散、剝落、龜裂等病害。在受到雨水侵襲并在車輪碾壓的作用下,高速公路瀝青砼路面表層容易出現表面層松散,坑洞,擁包,縱橫向裂縫以及雨水沿縫下滲形成的啃邊,局部沉陷,翻漿等現象。這些都不同程度地與水的侵蝕有關,在雨季的表現尤為強烈。
2.1 在施工過程中采用合適的瀝青混凝土空隙率??障堵试跒r青路面的所有使用性能中最為重要。有關專家普遍認為,將瀝青混合料的設計空隙率控制在3%~5%的范圍內是比較適合適的,此時對重載交通是4%~6%。這可同時兼顧混合料的高溫性能和水穩定性。
2.2 要提高壓實度標準,采用適宜的集料粒徑和合理的瀝青面層壓實厚度。由于集料粒徑大造成瀝青混合料離析的問題是非常普遍的,粗集料粒徑偏大,很容易產生離析,層厚越薄,局部區域空隙越大,透水、積水和積漿就在此處產生,之后容易導致瀝青與集料剝離。為了盡可能使瀝青砼路面土面層不透水,完全有必要提高瀝青面層的壓實度標準,增加現場孔隙率指標,因此瀝青層必須有一定的厚度與集料粒徑相匹配,一般認為瀝青面層厚度應是集料最大公稱粒徑的3倍以上。
2.3 在原料方面,要保證瀝青混合充分料拌均勻,盡量減少離析和壓實不均勻的影響。如果瀝青混合料拌和不均勻就不能充分發揮瀝青的膠結作用,從而導致水穩性降低。工作人員可采取外觀觀察的方法對原料是否半合充分進行檢查,若拌和均勻的混合料色澤一致,粗細均勻,則均勻;當發現花白料或細集料中的團塊時說明混合料拌和不均勻。造成路面局部水損害的根源主要是瀝青混合料的離析和路面在局部壓實度的不均勻。為了減輕瀝青混合料的離析,可從以下幾個方面著手:①加強集料的生產管理,使用合格的且變異性小的清潔均質集料還要仔細清除覆蓋層。②為確?;旌狭系臄備仠囟?,要嚴格控制拌和廠的加熱溫度和混合料的出廠溫度。③合理安排施工時間。盡量安排在白天氣溫高的時間段施工,特別是表面層應安排在氣溫最高的一個月內施工,切忌在低溫或多雨季節安排瀝青面層施工。④控制攤鋪速度,確保慢速、均勻、不間斷地攤鋪控制攤鋪機鋪筑寬度。⑤加強壓實力度,注意碾壓方式,并保證必要的碾壓次數,根據工程情況合理安排壓路機的數量和類型。這是防止水損害的一個重要方法。
2.4 在施工前要設計完善的排水系統。由于路基路面排水設計不夠完善,對路面排水設施不夠重視,造成路面破損狀況較為普遍。因此在公路路面設計時,應進一步完善路面排水設計,在路面結構層中設置防水層、路表設置上封層、面層內部設置下封層,在中央分隔帶處設置縱橫向排水滲溝,在土路肩處采用碎石填料進行填筑,在挖方路段應根據現場實際情況有針對性地進行排水設計,減少水在路面的停留時間,以減少其對路面的破壞。
2.5 在路面結構設計時,底基層采用20cm級配碎石或沙礫碎石,兼作調平層和排水層,或者在路面水破壞部位對應的硬路肩位置上設置盲溝排水。路肩上設置橫向盲溝,為了排除碎石盲溝中的積水,還應該在路肩邊緣的石砌鑲邊中,按3~4m的間距橫向埋設¢5cm硬塑料排水管。
2.6 路段建成后,為了防止由中央分隔帶透水,要封閉中央分隔帶,將綠化改為大盆栽;防止中央分隔帶兩側路緣石與面層瀝青砼聯接處透水,或取消路緣石,或者設計時中央分隔帶排水采用凸型中央分隔帶使大部分雨水自行排至路面外,但是仍有部分水會滲入中央分隔帶內。此時可在中央分隔帶內的路面兩端部分及中央分隔帶底部用水泥沙漿抹2cm,然后涂瀝青,再鋪防滲土工布,中央分隔帶底部采用縱向碎石盲溝和設橫向排水管的排水系統。在縱向碎石盲溝內埋設軟式透水管,最好每隔50~70m設置一個集水槽,其中的積水便會經橫向排水管排出路基外。避免了積水水滲入路面基層、底基層和土基。
2.7 提高瀝青與礦料的粘結力,其表層應不低于5級。
2.8 提高壓實標準,并增加現場空隙率檢驗指標。
2.9 把好施工質量,嚴格監控施工現場。瀝青砼路面施工質量的好壞是直接決定瀝青砼路面是否會出現水害的重要因素。
瀝青砼路面的水損害不僅與使用材料和相關設計等有關,而且與瀝青路面的施工質量的關系也非常大,所以從施工環節就必須嚴格控制瀝青混合料的集料離析、溫度離析以及碾壓離析,才能保證鋪筑路面均勻且密實,延長瀝青路面的使用壽命,從而減少瀝青路面的水損害。為有效預防水損害的發生,還必須深入研究各種病害的形成機理和預防措施,根據水危害成因從路基、基層施工、瀝青面層施工到原材料控制。在進行設計時,對排水系統的設計也必須結合當地地形實地考察,做到排水完善合理,排水溝、截水溝、涵洞等設施合理配置。在施工中,要按全面質量管理的要求,建立健全有效的質量保證體系,對施工過程中的每道工序的質量都要進行嚴格的控制,檢查,只有這樣才能減少瀝青路面水損害的發生,從而使瀝青砼路面路基排水通暢,保證路面平穩。
[1]羅志剛,周志剛,鄭健龍.瀝青路面水損害問題研究現狀[J].長沙交通學院學報,2003.
[2]沈金安,等.高速公路瀝青路面早期損壞分析與防治對策[J].北京:人民交通出版社,2004.