【摘要】在使用過程中,瀝青混凝土路面會出現裂縫、車轍、水損壞、松散、泛油、坑槽等病害,此類病害嚴重影響了路面使用質量和安全。為預防和減少病害的出現,延長瀝青路面使用壽命,我從多個方面對瀝青混凝土路面進行了分析研究,具體如下:
【關鍵詞】瀝青混凝土;方案;環節;質量控制
1、路面設計方面
1.1提高路面壓實標準,減小空隙率
《公路工程質量評定標準》(JTGF80/1-2004)規定,高速公路、一級公路瀝青混凝土面層的壓實度最小為96%,事實上,按規范要求控制壓實度時,瀝青路面空隙率有相當一部分大于8%,路面處于滲水狀態。將壓實度標準提高至98%,除個別點外空隙率都在3%至4%,路面滲水實驗80%以上滲水率60ml/min,從而有效控制了路面滲水,基本消除了路面滲水的隱患。長期積水,也會導致瀝青混凝土的穩定度下降,發生凍融危害。設計空隙率小于4%時,瀝青面層中的水在荷載作用下一般不會產生凍水壓力,不易造成水損破壞。因此,減小瀝青路面的空隙率或及時將水排出路面,可以有效阻止水對結構層的破壞。而事實上,路面空隙率較大時,滲入面層空隙的水中常常有泥沙等雜物,雜物不斷沉積在空隙中,堵塞空隙,導致無法排水,從而破壞路面,因此,減小路面空隙率,才能消除水的侵害作用。
1.2優選基層結構設計方案
基層結構設計是否合理直接影響面層的質量。下承層強度不足,彎沉值達不到設計值,或設計彎沉值偏低,可直接導致瀝青面層產生擁包、龜裂等,因此在面層結構設計中應考慮在路槽之間設一層墊層,基層結構可設成多層基層(2層以上)型式。
在路面結構設計中,引進柔性基層可減少瀝青路面開裂和水損壞,具有較好的長期使用性能。瀝青穩定碎石柔性基層不會產生反射裂縫,即使面層有滲水,也較半剛性基層材料排水能力強,在防止水損害方面較半剛性基層好。
1.3優選面層結構設計方案
路面結構上面層盡量設計為Ⅰ型密級配型式,有條件的可以設計封層,以防止水分侵入。
2、嚴格控制施工工藝
施工作業在公路建設中占有重要的地位,在設計合理前提下,先進優良的施工工藝左右著工程質量的優劣。在一定程度上,先進設備的產能、性能及與之配套的攤鋪壓實設備等直接決定工藝的先進與否,現在一般高等級公路瀝青路面施工的拌和設備產能已要求到4000型以上。
2.1鋪設試驗段
首先,檢驗計劃投入使用設備的可靠性,優化其施工機械設備組合和工序銜接。其次,檢驗選用的原材料及混合料的組成設計是否符合質量要求;第三,確定材料生產配合比以及攤鋪系數;第四,確定每一作業段的合適長度和一次攤鋪的合理厚度;第五,確定標準施工方法或工藝。
施工作業過程中,應完全按照成功鋪筑試驗段的操作工藝及技術參數進行控制,并隨時注意下列問題:包括瀝青、礦料、混合料、混合料儲存、改性瀝青制作及儲存、集料加熱、混合料出廠等各項溫度,不得超過設計溫度。
2.2確定各層混和料的最佳配合比
為取得試驗段的成功,按規范要求提前做好各結構層混合料配合比試驗,在大量試驗數據的基礎上,選定最佳配合比。瀝青混凝土混合料在滿足穩定度、空隙率和流值等項指標前提下,瀝青用量取現行規范的中下值為宜。
2.3做好路基的交接驗收
路基頂面作為交接工序,其各項檢評指標是否合格格外重要。路面施工前,要對路基合同段的路基中線、寬度、彎沉、平整度、壓實度和路基設計標高等進行全面檢測,特別是橋梁頂面標高和構造物兩頭的回填質量。路基質量的好壞直接關系到路面鋪設施工的優劣。
2.4控制好碾壓技術環節
壓路機必須在攤鋪機后緊跟著,在盡可能高的溫度狀態下碾壓,不得等候,振動壓路機碾壓速度大于6km/h時,面層可能產生波浪不平整現象;速度小于3km/h時,可能產生過振現象,容易導致骨料破碎和泛油問題發生。故應嚴格控制振動壓路機碾壓速度。碾壓時壓路機驅動輪應面向攤鋪機,振動壓路機振動頻率要求35Hz至50Hz,振幅為0.3mm至0.8mm。面層厚度大時應相應選用大頻率、大振幅。碾壓倒車時,應先停車,再慢速起動以避免瀝青面層產生推擁,為防壓路機粘輪,可用噴霧器在輪上薄層噴涂柴油、煤油、切削油乳液或硅硐類防粘劑,輪胎壓路機胎壓大于0.5MPa,碾壓應由低處向高處順序進行,壓輪重疊應不小于20cm。
2.5控制好工作縫技術環節
橫向施工縫應采用平接縫,宜采用“切縫”方式,在接縫前端預先鋪砂,在混合料未冷卻結硬之前進行切縫,應特別注意橫向接縫處的平整度,接縫位置應通過三米直尺測量確定。接縫時,新鋪混合料應嚴格按基準線或松鋪系數確定攤鋪厚度。壓路機可先采用45°輻射碾壓再縱向碾壓,碾壓后檢測平整度,需調整時用較細的混合料來填補或及時鏟掉高出部分。
2.6嚴格控制超載
瀝青混合料是一種彈性—粘塑性材料,有時僅呈現為彈性性質,有時則主要呈粘塑性性質,而大多數情況下,幾乎同時綜合呈現上述性質。瀝青混合料的蠕變試驗表明,在作用應力恒定的情況下,彈性—粘塑性材料的變形隨時間的發展,取決于作用應力的大小。當作用力相當小,即低于彈性極限或屈服點時,應力作用后,一部分變形呈瞬時彈性變形,一部分變形呈滯后彈性變形,這兩種變形分別在瞬間隨時間增加逐漸消失。瀝青混合料受力較大時,材料呈現出彈性或兼有粘彈性的性質,當作用力相當大時,在相當長時間(超過彈性變形發展時間)內,材料的變形除有瞬時彈性變形和滯后彈性變形外,還存在粘滯性塑性流動變形。應力撤除后,這部分變形不再恢復,即塑性變形。這種情況表明,瀝青混合料受力相當大且受力時間較長時,材料不僅產生彈性變形,而且有隨時間而發展的塑性變形。
由此可見,車輛荷載超出路面設計的彈性極限或屈服點時(即超載),將產生不可恢復的塑性變形。超載作用次數越多,不可恢復的塑性變形積累越多。長期超載,塑性變形累加,就出現車轍、擁包等不良病害,降低路面使用功能,減少路面使用壽命。嚴格控制超載,也是提高公路使用壽命的重要手段。
結語:
瀝青混凝土路面有許多優點,但在實際應用過程中,一定要從設計、原材料質量、施工工藝、質量控制標準和質量控制方法等方面嚴格要求,才能達到良好的效果。
作者簡介:
于飛,煙臺市牟平公路管理局。