劉永金
廈門海滄城建園林景觀工程有限公司(361000)
道路瀝青混凝土路面病害與修復措施研究
劉永金
廈門海滄城建園林景觀工程有限公司(361000)
近些年來我國道路交通量日益增大,道路病害的問題是交通安全運輸的關鍵。筆者結合自己多年的工作經驗,主要對瀝青混凝土道路路面病害問題進行了分析探討,并提出了相應的修復措施,具有一定的理論與實際意義,以期能給同類工程參考借鑒。
瀝青路面;裂縫;病害;處理方法
路面是道路質量優劣最直接的表現,它不僅會對行駛的車輛舒適程度產生影響,還會影響道路的使用年限。瀝青混凝土路面屬于柔性路面,具有養護方便、表面平整無接縫、行車平穩振動小等特點,已在道路建設中被廣泛采用。瀝青混凝土路面由于使用或施工中出現了一系列的病害,對整個道路的使用安全造成了很大的威脅,因此,加強瀝青混凝土路面的病害防治具有重要的現實意義。
以下就某道路瀝青施工過程中出現的裂縫、泛油等病害原因及處理措施進行簡要探討。
1.1 橫向裂縫的成因
某路段路面瀝青在大面積攤鋪前,選擇一段瀝青施工試驗段,在路面鋼纖維混凝土鋪裝層完成后,需要對鋪裝層進行拋丸施工,然后才能進行瀝青工序施工。試驗段是在2013年3月初進行的,這個時期溫度比較低,而且晝夜溫差也比較大,瀝青混凝土攤鋪完成后,瀝青混合料表面溫度迅速下降,瀝青表面逐漸變硬變脆,此時就產生了收縮變形,當收縮應力超過了瀝青混凝土的極限抗拉強度時,瀝青路面就會被拉裂,并逐步向下發展,形成上寬下窄的橫向裂縫。
由于當時瀝青施工經驗不足,再加上攤鋪瀝青時氣溫比較低,在瀝青面層攤鋪完成幾天后,路面就出現了不同程度的裂縫。針對路面出現裂縫病害的程度,制定出了不同的處理措施,如今通車已經達3年之久,處理過的裂縫未發生反彈現象。
1.2 橫向裂縫的處理方法
1)針對路面瀝青產生裂縫的原因,項目部首先從材料源頭著手分析,查閱瀝青路面施工及驗收規范,并結合當時氣候、瀝青攤鋪機械設備等綜合因素的影響,對瀝青材料進行相關試驗,最終選擇了合適的瀝青類型,通過試驗反復驗證達到了減少甚至消除瀝青面層由于溫度原因產生收縮裂縫的目的。
2)試驗段出現了裂縫病害,說明試驗段施工存在缺陷,必須對所出現的缺陷進行修復處理,如果試驗段施工不能取得成功,將無法為后續路面瀝青大面積攤鋪提供參考指導。當時路面出現了不同程度的裂縫,對出現裂縫的部位進行了標記,按照裂縫的寬窄程度進行了不同的歸類標記,其中有細小裂縫(2~5mm),也有大于5mm的裂縫。按照瀝青道路施工規范要求,對于小于2mm的裂縫可以不用處理,但是本工程的質量目標是創“魯班獎”,因此項目部對細小裂縫也提出了處理的要求,做到精細化施工。根據以往路面瀝青路面細小裂縫修復經驗,項目部選擇了采用改性乳化瀝青進行灌縫。在灌縫前,安排專人清理縫內的灰塵,用吹風機將縫內雜物從一端向另一端全部吹干凈,保證縫內干凈干燥后,采用乳化瀝青將縫隙灌滿,最后用細砂撒在表面上。在處理大于5mm裂縫時,先采用空壓機將縫內雜物吹出,縫內有的雜物無法吹干凈,就采用鋼鋸條進行清除,保證縫內干凈干燥,用小于5mm的細碎石和乳化瀝青按照一定的比例進行調配并拌合均勻填入縫內,填入縫內的拌合料要高于瀝青已鋪完的面層,以便進行壓實,保證瀝青路面整體平整度。
3)在后續瀝青攤鋪時,要求將工作面盡量拉長,保證連續攤鋪作業,最大程度地避免了冷接縫的產生,有些關鍵部位,由于施工平面不足,不得不留冷接縫,當進行后續施工時就要對冷接縫進行處理,一般采用切割機將冷接縫沿邊緣切割整齊,并清除切割后產生的碎料,然后對接縫處進行預熱軟化處理,處理完成后立即涂刷乳化瀝青,待乳化瀝青破乳后再鋪筑瀝青混合料并壓實。
4)瀝青路面攤鋪前,應對混凝土表面進行清掃,及時將混凝土表面的泥灰清理干凈。為確保工程進度,2013年4月18日在進行某段清理工作時,時間緊迫,為了給后續伸縮縫施工預留必須的施工時間,在橋梁混凝土表面灰塵清理完成后立即進行了SBS瀝青碎石同步封層施工。瀝青攤鋪完成通車后,不到一個月路面瀝青就出現了開裂,主要原因就是路面清理工作深度不夠,導致SBS熱瀝青與路面混凝土黏結力降低,在車輛荷載的反復作用下,瀝青產生裂縫,隨著時間的推移,裂縫會越來越嚴重,最終會影響車輛行駛的安全,根據常規裂縫修復方法已經無法達到徹底恢復的效果。項目部立即決定外租一臺銑刨機對瀝青進行銑刨,將路面出現裂縫的部位進行了60m×8m的擴大范圍銑刨,然后將銑刨后的瀝青沿邊緣切整齊,進行SBS瀝青碎石同步封層并碾壓,涂刷乳化瀝青后重新進行瀝青攤鋪并碾壓。
將裂縫的幾種處理方法進行對比,就修復時間長短而言,銑刨要比常規修復快得多,而且施工工序也沒有那么復雜;就經濟方面而言,常規修復要比銑刨經濟得多。采用何種修復處理方法,就需要根據實際裂縫病害的程度以及面積范圍而定。
現如今該工程通車1年多了,當初經過裂縫修復的部位依舊完好,沒有出現病害擴大的情況。
2.1 泛油產生的原因
瀝青路面出現泛油現象主要由以下幾個方面原因造成:1)配合比的設計,馬歇爾設計法是瀝青混合料配合比設計的標準方法,但是馬歇爾擊實方法不能模擬壓路機和行車的壓實和沖擊作用,與實際路面的工程性質相關性較差,馬歇爾擊實成型試驗確定的最佳油石比要比旋轉壓實成型試驗確定的最佳油石比大。從而在配合比設計中容易造成瀝青用量過多,即瀝青的填充率過高,在高溫天氣下,過量的瀝青在高溫作用下發生膨脹,在充滿瀝青混合料中的空隙后溢出到路表,從而引起泛油。另外,由于設計過程中所選骨料級配偏細而造成空隙率過小,飽和度較大,在行車荷載和高溫的作用下,瀝青被擠出有限的空間,同樣會造成路面泛油。2)施工工藝的影響:攤鋪設備的機械性能以及操作員的操作技能差都會引起瀝青混合料離析,使得細集料產生聚集,使局部混和料的瀝青含量過大;瀝青混和料的運輸距離過遠,引起瀝青混和料的分布不均勻;壓實工藝以及過早開放交通都會對瀝青路面的質量造成影響,過壓和過早開放交通都會使混和料在沒有達到設計穩定值時空隙率下降過大,導致瀝青溢出路面形成油膜。3)在降雨量較大季節,路面積水一旦滲入到路面結構中,在行車荷載的反復作用和動壓水的沖刷下,集料表面的瀝青膜剝落形成自由瀝青,并在水的作用下被迫向上遷移從而使面層上部泛油。
2.2 泛油的處理方法
在實際瀝青施工過程中,面層出現了泛油現象,瀝青路面泛油會對路面的使用功能帶來一定的影響,甚至會給行車造成一定的安全隱患,如何控制或者減少瀝青路面泛油現象的發生?項目部根據現場實際從以下幾個方面著手控制泛油現象的發生:
1)由于路面結構孔隙率設計過小造成的泛油帶來的危害比較嚴重,防治的關鍵在于瀝青路面設計階段,項目部時刻保持與設計院的溝通聯系,優化路面結構孔隙率的設計,并嚴格進行集料相關性能的選擇,以此來提高路面結構孔隙率的穩定性。
2)加強瀝青路面施工質量的管理,嚴格控制瀝青混合料的油石比,在規范允許的范圍內,盡量減小油石比,避免多余的瀝青在高溫作用下發生膨脹,在填滿骨料后溢出路面,在面層上形成泛油。
3)在瀝青攤鋪過程中,嚴格按照瀝青施工技術規范進行碾壓,按照初壓—復壓—終壓的程序選擇相應噸位的機械進行碾壓,安排專人負責控制瀝青路面的壓實度,并加強路面壓實度檢測力度。
4)路面瀝青路面面層局部位置出現了輕微泛油,表面石子外露,按照瀝青路面施工及驗收規范要求,可不作處理;對于路面小范圍泛油的部位,采用小型切割機將泛油部位切齊,然后人工配合風鎬對泛油的面層瀝青進行鑿除并清理干凈,立即涂刷乳化瀝青,采用瀝青面層混凝土進行修補并碾壓;有些部位因施工質量差引起水損壞且出現坑槽和大范圍泛油,及時采用銑刨機將病害部位面層銑刨后重新攤鋪并壓實。
根據現場實際發生的泛油范圍和嚴重程度,選擇合適的處理方法非常重要,既要經濟又要快捷,而且還要達到修復效果,該工程以前出現泛油的部位,經過處理后也沒有再發生了。
隨著社會和經濟的高速發展,國家對城市交通基礎設施進行了大量的投入,我國交通建設方面取得了巨大的成就,不僅是在交通施工領域取得了令世界矚目的成就,而且在交通工程管理以及養護方面也積累了相當多的經驗。往后,我國道路橋梁事業的工作重點也將從建設期轉移到養護期,由于瀝青路面的各種病害成因比較復雜,瀝青路面一旦出現損壞,其維修不但會增加人力和物力的投入,而且還會影響交通運輸的安全和通暢,因此應該加大瀝青路面的養護和管理力度,采取必要的措施防止瀝青路面病害的產生,在病害出現后,應立即組織力量進行處理,以防病害的損壞程度進一步擴大深化!
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[2]曾志華.瀝青混凝土路面病害原因分析及防治措施[J].四川建筑,2010.
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