劉燕訶
(中國鐵建國際集團有限公司,北京 100855)
安哥拉120國道改擴建工程,總長52.188 km,標段主體施工內容包含針對原瀝青混凝土路面采取破除處理措施。根據實際質量特點對路基、底基層進行修復,在成型的底基層上鋪設級配碎石基層,厚度按照20 cm進行控制,路面應設置瀝青混凝土耐磨層。現場氣候條件呈現明顯的雨季和旱季更迭的特點,對瀝青混凝土路面的質量具有交替性影響,是分析中的關鍵考慮對象。
本標段所在區域的氣候為熱帶草原氣候,存在明顯的雨季和旱季更迭。降雨量最多的時間段為9月~次年4月;降雨量最少、最干旱的時間段為5~8月。本標段所在120國道為道路修復項目,路況較差,運輸時間難以控制;本段河流缺乏,生產用水主要在附近小河溝進行運輸,生活用水依靠深層井取水;沿線電力資源匱乏,主要由自有發電機組供電;本標段大部分地區無通信信號。
(1)原因分析。
原材料的質量不符合標準、材料用量的配合比不合理等,都會對路面的施工質量產生嚴重影響,后續會出現壓實度不足等問題。拌和、攤鋪、碾壓的溫度偏低時,會出現壓實困難等情況,影響壓實效果。選用的壓實設備存在運行穩定性不足、作業精度偏低等情況時,無法高效壓實路面。壓實遍數、溫度、設備行進速度等均為關鍵的影響因素,在某項或多項指標不合理時,會影響壓實質量。
(2)處理措施。
①加強原材料質量控制,進場時應完成質量檢驗工作;組織試驗,確定配合比,按照該配比取用材料,并進行充分拌和。
②根據拌和、運輸、攤鋪、碾壓各階段的作業特點,合理控制瀝青混凝土的溫度,使其可維持在合理的溫度區間,為壓實工作的開展創設優質的溫度條件。
③以施工要求為準,適配合適的壓實設備;按照規范對設備進行性能調試,及時發現問題并處理;碾壓應緊跟攤鋪作業,在溫度較高時充分落實壓實工作,初壓、復壓、終壓的溫度均應達標。壓實期間應嚴格控制各層的厚度,原則上不超過100 mm。若現場采用大功率壓路機,可根據實際情況適當增加厚度,即150 mm。
④壓路機從外側開始碾壓,逐步向中間推進;若存在鋪筑式路緣石,由施工人員利用耙子清理邊緣的材料,再調整壓路機的作業姿態,使其外輪伸出邊緣部分約10 cm,在此條件下進行碾壓。
⑤瀝青混凝土隨拌隨用,縮短中途間隔時間,混合料出廠后,及時利用運輸車按照既定的路線將材料轉運至現場,再進行攤鋪、碾壓,避免因中途間隔時間過長,出現瀝青混凝土溫度偏低、性能退化等情況。
(1)原因分析。
①材料質量方面,未按照配合比合理選用材料,部分材料的用量過多、過少;未予以充分攪拌,混合料缺乏均勻性,存在離析問題。在材料使用不合理或拌和不均勻時,壓縮量易偏離設計要求,經攤鋪與壓實處理后,實測高程不滿足要求,局部存在平整性不足的情況。
②現場施工方面,在施工前未對攤鋪機等相關設備進行詳細的性能檢驗;未合理設置基準線鋼釬,如其拉力不足,實際位置偏離設計要求,無法為路面平整度的控制提供參照基準,影響攤鋪面層的平整度;攤鋪作業缺乏連續性,因相關原因停止攤鋪作業,后續恢復施工時,停機部位產生凹點,無法保障該處的平整性。
(2)處理措施。
①加強原材料質量控制,利用稱量系統選取適量質量達標的材料,進行充分拌和,期間應及時測定溫度,并控制拌和時間,使各類原材料的分布具有均勻性,規避離析問題。
②拌制完成的瀝青混凝土,及時應用卸料車轉運至現場,攤鋪機前等候卸料的車輛需達到5輛及以上,持續性供料,避免攤鋪中斷。
③提前選取具有代表性的路段組織試驗,選擇合適的壓實設備確定作業參數,如攤鋪的溫度、攤鋪機運行速度等,具有秩序性完成攤鋪作業,使瀝青混凝土路面具有平整性。
④加強對伸縮縫等薄弱部位的處理力度,保證其具有足夠的平整性、穩定性,在后續不可出現下陷、受損等質量問題。將瀝青混凝土攤鋪到位,再根據尺寸要求設置構造物的伸縮縫[1]。
(1)原因分析。
①針對油皮現象,攤鋪期間未加強質量控制,材料出現離析等現象;攤鋪時未針對接頭部分進行針對性處理,其壓實度偏低,穩定性不足。
②針對塊狀裂縫現象,混合料的材料質量不合理,與拌和時間偏長、儲料時間偏長等因素有關。
③針對龜裂現象,行車荷載的持續性作用為關鍵原因;路面基層的施工質量未得到有效控制,未鋪筑瀝青面層時,該部分已出現開裂,后續形成龜裂。
(2)處理措施。
①油皮處理措施,挑選優質原材料,如均質性較好的碎石集料(粒徑偏差不宜過大)、性能可靠的瀝青等,再根據配合比合理控制材料的用量。經混合料拌和后,及時將其轉至現場,期間運輸車輛平穩行駛,避免產生離析的現象。
②塊裂的處理措施,應注重對瀝青材料的選擇,要求其對溫度變化的敏感度較低,可較好適應溫度的變化。此外,應加強對礦料級配的控制力度,以免出現混合料局部差異過大的情況。
③龜裂的處理措施,在許可范圍內適當加大瀝青面層的厚度,避免基層裂縫向上發展;提高瀝青混凝土層的最下層的施工質量,將其設置為高度穩定性的抗疲勞層;合理協調現場施工要素,營造秩序化的施工條件,縮短相鄰兩道工序的間隔時間,將瀝青混凝土攤鋪到位并予以碾壓。
(1)冷補治理。
相較其他方法,冷補治理法可更快速解決瀝青混凝土路面坑槽問題,特別是對于降水量較少的地區,這種方法的優勢較為明顯。在雨水充沛的地區使用該方法處理路面坑槽,須保證施工操作嚴格參照設計標準執行,且在施工前應徹底清理坑槽,確保其內部無積水、雜物,保障治理質量。
(2)熱補治理。
熱補治理與冷補治理法對應,熱補方法在實際運用過程中會遇到阻礙,由該方法處理后的坑槽接縫連接不緊密,易出現開裂,引發滲水等問題,導致坑槽再次被損壞[2]。
(3)采用“修路王”維修治理。
“修路王”指瀝青路面熱再生養護系統,其主要基于熱導系統進行工作,利用熱島系統使路面溫度升高,以便施工人員開挖混凝土面層,再對其進行乳化瀝青,改善混凝土性能,使其再生,實現混凝土的循環使用。處理完畢的混凝土可再次進行攤鋪、找平、壓實及養護,可避免出現修補連接縫,此外,該技術的施工不受天氣狀況的影響。“修路王”工藝需耗費較大的成本,大規模使用的難度較大。
(4)采用壓縫帶+瀝青復原劑治理。
瀝青混凝土易出現路面坑槽的原因,大部分源自積水,為了避免形成坑槽,應處理滲水、積水等問題。上述3種方法,前兩種方法無法有效解決滲水問題,第三種方法雖可處理積水的問題,但成本較高。若使用壓縫帶+瀝青復原劑治理方法,可有效解決積水的問題,同時相較于第三種方法,經濟效益更明顯。
①處理路面坑槽時,可結合熱補工藝,在槽內噴刷改性瀝青復原劑,并粘貼壓縫帶,將其內部填滿后,再次涂抹改性瀝青復原劑。此外,為了確保接縫處理的效果,應適當擴大清理范圍。
②弱接縫是傳統工藝中較為困難的問題之一,若施工過程中對弱接縫處理不當,將直接影響整體施工結果。為了保障施工質量,施工過程中可借助壓縫帶封閉弱接縫封閉,并對其涂抹瀝青復原劑,同時綜合其他工藝的優勢,以降低施工難度、控制施工成本,提升施工質量。
③針對瀝青混凝土路面出現的骨料脫離、小凹坑等早期病害癥狀,可將壓縫帶融化后均勻布設在病害區域,再鋪設干凈的砂粒后碾壓,可有效防止病害繼續發展。
早期破壞的發生時間普遍集中在設計壽命的1/3期間,較常見的路面質量問題包含裂縫、車轍等。針對路面污染情況,其源自多方面,且該污染具有持續性,具體影響因素體現在過往車輛漏油、貨車運輸期間土石料灑落至路面等方面,影響路面的整體美觀性,甚至出現車輛打滑等問題[3]。
針對路面早期破壞的情況,需加強施工質量控制力度,并做好日常管理工作;針對路面受污染的情況,應對過往車輛采取管理措施,禁止漏油車輛、超載車輛(貨物易灑落)等車輛通行,且應及時清理灑落物,有效規避路面受污染的問題。
綜上所述,在公路使用階段,瀝青混凝土路面易出現質量問題,同時其直接與外部環境接觸,受擾因素較多,分析、處理的難度較大。針對瀝青混凝土路面的質量通病,須從實際情況出發,確定具體問題、基本特征,并采取合適的處理措施。本文圍繞瀝青混凝土路面的質量問題及成因、處理措施展開探討,為類似工程提供參考。