陳 巖
(北京路橋瑞通養護中心有限公司,北京 102200)
隨著社會經濟的快速發展,人們對出行、物流運輸的需求不斷提高。在此發展態勢下,我國各地區交通運輸車輛迅速增加,加大了道橋工程的建設力度。如果在施工中出現不合理、不合規行為,將增加發生路面病害的概率,影響車輛、人員的出行安全,以及道橋的使用壽命。由此可見,想提高道橋運輸效率,就必須嚴格要求施工質量,了解常見的路面病害,并探索有效的維護技術,以切實降低引發路面病害的概率,提高道橋施工質量,保證道橋的通行能力。
水泥混凝土路面病害主要有填縫料脫落、裂縫、破損啃邊、錯臺、斷板、開裂等。其發生的根本因素包含以下幾方面:
(1)路面斷板、開裂,其原因是水泥混凝土材料品質不佳。例如,混凝土的穩定度和強度較低,長期使用增加形變量,在集中受力的情況下,引發斷板、開裂等病害問題。
(2)道橋路面施工期間,若伸縮縫的施工質量不合格,會由于路面板體位移而增加高低差異,致使路面發生錯臺病害問題。
(3)道橋使用過程中,受到雨水的侵蝕,會損害其邊緣,同時,由于長期承受行駛車輛的壓力,從而增加發生破損啃邊病害的概率。
(4)施工材料質量、施工水平和養護效率是道橋路面發生裂縫病害的主要因素。若鋪筑路面的材料質量不合格,或沒有遵守相關規定做好配比,將會增加發生裂縫的概率。同時,養護不及時、路面內外溫差過大,也易發生裂縫病害。
(5)填縫料脫落病害問題與施工人員的技術水平和材料質量有密切的聯系,若材料的性能、質量同填縫的要求不符,勢必會影響填縫的最終效果。
1.2.1 裂縫
裂縫是瀝青路面極其常見的病害,裂縫的形式包括網狀裂縫、縱向裂縫、橫向裂縫,一般以約15~20m間隔的橫向半貫穿裂縫為主;縱向裂縫與橫向裂縫相比,其寬度較小、數量較少;網狀裂縫多以點狀形式分布。瀝青路面的抗拉強度是形成裂縫的主要因素,若外部產生切應力或者是拉應力,且比其材料抗拉強度高,便會直接撕裂瀝青混凝土,產生裂縫,同時,反復的外荷載作用也會降低瀝青路面的抗疲勞能力,引發裂縫病害。除此之外,地區早晚溫差過大,也會增加出現反射裂縫的概率。
1.2.2 永久變形
瀝青路面受到荷載的持續作用會發生變形或者是車轍等問題,由于施工條件和材料結構不同,引發車轍的原因也不同。例如,高速公路長時間承受重型車輛的碾壓,導致瀝青路面出現失穩性車轍,通過分析統計研究報告得知,此類車轍占比達到90%以上。瀝青屬于溫感性材料,處于高溫環境下會出現較為明顯的塑性,同時也會降低路面結構礦料級配的嵌擠作用和粘結力,從而發生結構變形問題。除此之外,車輪印跡往往會帶動瀝青原料發生側向剪切位移以及固結變形,形成道橋路面車轍。
1.2.3 水損壞
水損壞是由于瀝青中滲入地表水或地下水降低粘結性造成的。在集料和瀝青的界面中,集料吸附瀝青的能力要遠遠小于水,因此,水會削弱二者之間的粘結作用,降低瀝青路面的勁度和強度,致使道橋發生路面坑洞、剝落、松散等病害問題,進而影響道橋路面的使用性能,縮短道橋的使用壽命。
施工過程中,要達到水泥混凝土路面病害的維護目標可以從設計、施工規定、施工、平日檢測和后續維護五個方面入手。在設計階段,設計人員必須了解其荷載標準,保留參考依據,以便日后工作中運用。明確設計方案后,需要明確施工規定,主要內容有監督要求、工藝規范、材料質量等。在正式施工期間,應最大程度地保證施工技術水平,提高施工人員的綜合素質,使其認識到規范施工的必要性,從而具備更高的責任心和認真的工作態度。另外,需強化平日的檢測工作,派遣具備專業經驗的監督人員實時監督施工過程及步驟,及時發現潛在隱患和不合理、不合規之處,并圍繞這些問題制定相應的處理對策,以此保證工程整體施工質量。
(1)溫度應力易導致瀝青路面產生裂縫,必須做好施工材料的防護工作,盡可能選擇針入度大、抗老化性能強的瀝青材料,以此避免瀝青受低氣溫影響發生脆性開裂問題,同時,通過添加橡膠型聚合物,可以提高路面厚度,避免產生裂縫。
(2)若施工單位資金充足,可采用SMA路面,并在設計基層時,采用“上柔下剛”的形式,使其具備理想的抗裂能力。
(3)反射裂縫應考慮如何減少基層裂縫,并采取相應的阻斷措施,可以在基層中添加粗集料,減少干縮、溫縮系數,通過鋪設應力吸收層、玻璃纖維格柵、土工織物等,阻斷持續發展的裂縫。
(4)要預防車轍病害,可以從施工、材料、管理三個方面入手,如要降低瀝青材料的高溫粘結力,可采用重質瀝青或高黏瀝青,避免輕質瀝青出現過大流動性現象。配置礦料需注重其科學性和合理性,優化其組合設計級配,避免間斷級配或者是懸浮密實型級配降低嵌擠作用。同時,在施工期間必須高度重視壓實度,嚴格按照“分幅”“分層”的要求進行壓實操作,保證拼接部位的質量。
(5)解決水損壞問題,要注意前期設計、中期施工和后期養護。首先,應避免瀝青路面滲入水分,使用封閉式中央分隔帶或者密實型瀝青混凝土及時封閉裂縫。其次,必須提高集料和瀝青的粘結性能,可以采用抗剝落劑、堿性低粉塵集料或高黏瀝青來達成目標。再次,需要嚴格管控施工期間的壓實標準,保證表面層不小于98%的壓實度,并采用孔隙率指標,有效防止水分滲透。最后,必須裝設防水、排水結構層,特別是面層下方需設置防水層,以此避免地下毛細水升高。
預防性養護工作可以有效降低道橋路面發生病害的概率,有效延長道橋路面的使用壽命。因此,在養護時應增加巡視頻率,掌握存在潛在病害問題的路段,排查各種病害因素。若發現道橋路面已經發生病害問題,養護人員必須及時處理,避免由于人為因素加大病害程度。秋季時,養護人員應采取相應的過冬防護措施,細致排查是否有病害問題,及時發現問題并解決,從而保證道橋路面的質量。除此之外,施工單位、養護單位需要根據負責路段的實際狀況,確立養護規劃的各項內容、要求,并嚴格落實,保證工作高效率、高質量開展,切實提高檢修、維護水平,通過預防性措施,降低道橋路面發生病害的概率。
若道橋路面發生大范圍的車轍、滲水、開裂、沉降等病害,就必須派遣專業的養護人員銑刨道橋路面。養護人員在正式施工先期需要細致規劃銑刨養護技術,實地測量病害路段,并將所需材料運至施工區域,按照養護方案做好銑刨操作。另外,必須認真清理銑刨部位,保證其內部無雜質或灰塵殘留,待路段攤鋪瀝青材料后,實施碾壓操作,需保證碾壓部位與路面之間的平整度。最后,由養護人員補充該路段的各條提示標線。實施銑刨操作期間,養護人員應妥善處理銑刨出的各種廢棄物、殘渣。需要采用土工織物處理四周的裂縫部位,土工織物具有理想的延展能力,能夠有效避免反射性裂縫的產生。在養護路面時,若四周有損壞、松散等問題,必須重新選擇銑刨部位。在攤鋪的過程中,應規范相關人員的行為,保證其符合相關規定、要求,保證道橋路面的平整度,新攤鋪的路段必須與原有路面充分連接,盡可能采用改性瀝青,從而強化路面抗水能力和耐高溫能力,提高道橋路面的防損壞性能,延長其使用、養護周期。
采用微表處技術能夠以最快的速度修補車轍或其他病害,有效縮短修補時間,切實提高道橋路面整體的防滑性能,減少維修、養護成本。道橋路面進行微表處施工的過程中,養護人員需要根據實際的病害程度、狀況,引進專業、先進的攤鋪設施,從而提高作業水平。實施攤鋪操作期間,需要養護人員先清理微表處路段,避免有灰塵、雜質殘留,以提高修復路段的質量。完成清理工作之后,待路段完全干燥再開展修補、養護等工作。
綜上所述,只有了解道橋施工過程中容易發生路面病害的種類,掌握其發生的根本原因,方可探索并運用有效的維護技術,降低發生病害的概率,保證人們出行安全,延長道橋的使用壽命,推進我國交通事業持續穩定發展。