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2007-09-25 08:34 【大 中 小】【打印】【我要糾錯(cuò)】
瀝青路面具有表面平整、堅(jiān)實(shí)、無(wú)接縫、行車舒適、耐磨、噪聲低、施工期短、養(yǎng)護(hù)維修簡(jiǎn)便且適宜于分期修建等優(yōu)點(diǎn),在公路與城市道路修建中已廣泛應(yīng)用。雖然瀝青路面設(shè)計(jì)是建立在層狀彈性理論基礎(chǔ)上的耐久性設(shè)計(jì),但瀝青路面仍然存在設(shè)計(jì)年限內(nèi)發(fā)生的早期破損現(xiàn)象。
瀝青路面的早期破損是指,在設(shè)計(jì)壽命期前1/4~1/3期間內(nèi),瀝青路面所發(fā)生如開(kāi)裂、松散、變形及泛油、翻漿等各種形式的路面破損。瀝青路面的早期破損既影響交通運(yùn)輸?shù)恼_\(yùn)行,又造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
瀝青路面早期破壞的成因比較復(fù)雜,涉及設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)、管理等方面。本文從工程施工的角度,主要討論施工及原材料方面的原因,以及根據(jù)成因應(yīng)采取的預(yù)防及改善措施。
一、 施工方面的原因
。ㄒ唬┑鼗两。公路建設(shè)中,不可避免地有部分路段要穿過(guò)水田、沼澤、淤泥地段等軟土地基,路基修筑在軟土地基上時(shí),對(duì)軟基的處理不徹底,或軟基地段處理后沒(méi)有沉降穩(wěn)定就進(jìn)行修筑瀝青路面,往往就會(huì)發(fā)生路基失穩(wěn)或過(guò)量沉陷,從而導(dǎo)致瀝青路面破壞或不能正常使用。
。ǘ┞坊鶋簩(shí)不足。路基壓實(shí)是路基施工過(guò)程中的重要工序,亦是提高路基路面強(qiáng)度與穩(wěn)定性技術(shù)的技術(shù)措施之一。土是三相體,土粒為骨架,顆粒之間的孔隙為水分和氣體所占據(jù)。壓實(shí)的目的在于使土粒重新組合,彼此擠緊,孔隙縮小,土的密度提高,形成密實(shí)整體,最終導(dǎo)致強(qiáng)度增加,穩(wěn)定性提高。由于路基壓實(shí)度不足,出現(xiàn)不均勻沉陷,則會(huì)導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)縱向裂縫和橫向裂縫(局部路段壓實(shí)不足)。在所通車的各級(jí)公路中,“橋頭跳車”是一個(gè)普遍存在的質(zhì)量通病,就主要是由于橋臺(tái)與路基銜接處壓路機(jī)碾壓不到位,造成局部路段路基壓實(shí)度不足而出現(xiàn)路面坑洞、橫裂,從而出現(xiàn)橋頭沉陷、跳車等現(xiàn)象。
。ㄈ┞访婊鶎邮┕べ|(zhì)量低劣。由于搶工期、趕進(jìn)度、造成料源緊缺,原材料質(zhì)量難以保證,半剛性基層沒(méi)有合理的齡期,或基層施工粗糙,使得基層(底基層)質(zhì)量低劣,造成基層網(wǎng)狀開(kāi)裂破壞,若反射到面層,即為面層出現(xiàn)網(wǎng)狀開(kāi)裂。水從裂縫處下滲到路基中,在行車荷載作用下會(huì)出現(xiàn)唧泥,造成瀝青面層的早期破損。
。ㄋ模r青面層本身的破壞。這是造成瀝青面層早期破損的主要原因,根據(jù)影響因素又分以下幾種情況
1.由于水產(chǎn)生的破壞。由瀝青面層本身的原因引起的路面早期破壞有:瀝青面層松散、坑洞、泛油等。瀝青面層破壞的一個(gè)很重要的原因是水。瀝青面層中水的來(lái)源有地面降水和路基中擠上來(lái)的水,或者大氣降水滲到瀝青面層中而排不出去,這樣在汽車荷載及溫度變化的作用下,瀝青面層容易產(chǎn)生破壞。同時(shí)由于施工時(shí)壓實(shí)度達(dá)不到要求,使瀝青混合料空隙率過(guò)大,瀝青面層中的水無(wú)法排出,瀝青混合料在飽水后石料與瀝青粘附力降低,易發(fā)生剝落、松散、從而降低瀝青路面的抗剪強(qiáng)度。
2.由于瀝青面層顆粒離析。瀝青面層集料大小顆粒離析局部粗集料偏多,細(xì)集料偏少,則不易壓實(shí),礦料與瀝青的粘結(jié)力小,抗剪強(qiáng)度低,容易出現(xiàn)松散。局部細(xì)集料偏多,粗集料偏少,熱穩(wěn)定性差,則容易出現(xiàn)車轍、擁包等破壞。
而在施工中運(yùn)輸和攤鋪過(guò)程都很容易造成粗細(xì)顆粒離析。熱拌瀝青混合料特別是粗粒式瀝青混合料,從拌和機(jī)向運(yùn)料汽車上放料時(shí),由于落高大,易出現(xiàn)瀝青混合料離析。瀝青混合料從運(yùn)料車上倒入攤鋪機(jī)受料斗時(shí),還可能會(huì)再次出現(xiàn)離析。
3.瀝青混凝土鋪裝層偏薄。在水泥混凝土橋面上加鋪瀝青混凝土鋪裝層時(shí),有的設(shè)計(jì)橋面鋪裝層厚度偏薄,有的厚度小于5cm;加上其層間不按規(guī)定均勻?yàn)⒉颊硨佑停沟闷嚫咚傩旭倳r(shí),輪胎后產(chǎn)生真空吸力,在行車荷載作用下,容易出現(xiàn)坑洞。
4.瀝青被油溶解。在施工過(guò)程中由于施工機(jī)械在路面上停留而漏油,會(huì)造成瀝青被柴油溶解,使瀝青與礦料之間粘結(jié)力降低,使路面產(chǎn)生剝離、松散、出現(xiàn)坑洞。
5.瀝青面層的壓實(shí)度偏低。
瀝青面層的壓實(shí)度對(duì)瀝青路面的耐久性影響非常重要,壓實(shí)度的大小直接影響著瀝青路面的使用質(zhì)量。有些單位在施工時(shí)對(duì)壓實(shí)度的重要性認(rèn)識(shí)不足,片面追求平整度,而放松了對(duì)壓實(shí)度的控制。通車后平整度迅速衰減,面層變形明顯。應(yīng)該明確,平整度固然重要,但壓實(shí)度更重要,必須在確保壓實(shí)度的前提下來(lái)提高平整度。
二、原材料原因
。ㄒ唬┧褂玫臑r青性能不過(guò)關(guān)。瀝青路面鋪筑所使用的瀝青混合料主要由瀝青結(jié)合料、粗集料、細(xì)集料和礦粉等多種成分組成的符合材料。要求瀝青材料具有優(yōu)良的粘結(jié)力、抗老化性能、高低溫穩(wěn)定性能。另外,隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展,公路運(yùn)輸超、重載現(xiàn)象嚴(yán)重,對(duì)瀝青材料的性能提出更高的要求。瀝青材料性能不過(guò)關(guān)是瀝青路面早期破損的主要原因之一,普通瀝青已不能完全適應(yīng)形勢(shì)發(fā)展的需要,目前修建的高等級(jí)公路及城市道路的瀝青路面已開(kāi)始使用改性瀝青。
。ǘ┧槭膲核橹、磨耗值不符合要求,或使用酸性礦料,造成瀝青混合料的穩(wěn)定度偏低,引起瀝青路面早期的剝落。
。ㄈ┑V粉(填料)的細(xì)度對(duì)瀝青混合料質(zhì)量至關(guān)重要,瀝青與礦粉的交互作用影響瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度。礦粉粒度小,比表面積大,其比表面積約占礦料比表面積的80%,當(dāng)?shù)V粉較目標(biāo)配合比時(shí)的礦粉平均粒徑增大一倍時(shí),則礦粉比表面積是原比表面積的1/4.這樣,就會(huì)有較多的瀝青不能直接與礦粉表面交互作用形成結(jié)構(gòu)瀝青,而形成了較多的自由瀝青,降低了瀝青與礦料之間的粘結(jié)力,在行車荷載的作用下形成泛油,因此控制礦粉的質(zhì)量十分重要。而目前,礦粉的質(zhì)量很不穩(wěn)定,往往粗細(xì)不均勻,甚至潮濕結(jié)團(tuán);或由于礦粉運(yùn)至工地后,防雨防潮措施不良,造成礦粉潮濕、結(jié)團(tuán)。而在拌和機(jī)內(nèi),礦粉是不加熱的,造成瀝青與礦粉拌和不均勻,影響瀝青混合料質(zhì)量。
通過(guò)以上的分析,對(duì)瀝青路面早期破損可采取以下的預(yù)防措施:
一、地基沉降預(yù)防措施
軟土地基的排水固結(jié)是比較長(zhǎng)的過(guò)程,因此,對(duì)軟土地基,一方面要根據(jù)軟基情況采用可行方案進(jìn)行認(rèn)真的加固整治,一方面要留有比較長(zhǎng)的沉降時(shí)間,可將軟土地段瀝青路面施工安排在最后,特別是對(duì)采用砂墊層、打塑料排水板等方法進(jìn)行軟基處理的地段,填土后要埋設(shè)沉降觀測(cè)設(shè)備,定期進(jìn)行觀測(cè),待地基的沉降基本穩(wěn)定后進(jìn)行施工!
二、路基及路面基層施工的預(yù)防措施
保證路基壓實(shí)度符合規(guī)范要求,為消除橋頭沉陷,對(duì)橋頭部分填土,可用整體性好的材料如石灰土、二灰(石灰與粉煤灰)混合料、無(wú)砂大孔砼填筑。確保路面基層的施工質(zhì)量,半剛性基層要在足夠的齡期后才能進(jìn)行瀝青面層的施工。
三、 瀝青路面施工的預(yù)防措施
。ㄒ唬﹪(yán)格控制瀝青混合料的拌和質(zhì)量,拌合過(guò)程中發(fā)現(xiàn)“糊料”或“離析”等異常情況應(yīng)立即進(jìn)行處理;加大馬歇爾試驗(yàn)頻率,嚴(yán)格控制瀝青混合料的油石比、穩(wěn)定度、流值等指標(biāo),必要時(shí)對(duì)混合料進(jìn)行特殊配合比設(shè)計(jì)。
。ǘ┰O(shè)置瀝青混合料成品料倉(cāng),控制成品料倉(cāng)料位,防止卸料離析。
。ㄈ┨岣呙鎸訑備佡|(zhì)量。在攤鋪混合料時(shí),運(yùn)距不能過(guò)遠(yuǎn),攤鋪溫度應(yīng)控制在130℃~160℃為宜,攤鋪厚度均勻,保證瀝青面層的壓實(shí)度,壓實(shí)設(shè)備數(shù)量應(yīng)配套,速度控制在2m/min左右,碾壓遍數(shù)不能太少,以免混合料孔隙過(guò)大;一般不能進(jìn)行補(bǔ)料,尤其是下面層;基層雨后潮濕未干,不得攤鋪,更不得冒雨攤鋪;縱向、橫向接縫應(yīng)緊密、平順,各幅之間重疊的混合料應(yīng)用人工鏟走。
。ㄋ模⿲(duì)橋面鋪裝層應(yīng)按正常路段的上面層與中面層厚度進(jìn)行設(shè)計(jì),在水泥混凝土橋面上加鋪瀝青混凝土鋪裝層時(shí),按規(guī)定灑布粘層瀝青!
。ㄎ澹┦┕C(jī)械在已鋪好的瀝青路面上停留,應(yīng)在機(jī)械下面鋪墊塑料薄膜或采取其他防油措施,防止油漏到路面上。
四、原材料及管理措施
。ㄒ唬┘訌(qiáng)原材料的檢驗(yàn)工作,對(duì)質(zhì)量不符合要求的材料,絕不能使用,并不準(zhǔn)運(yùn)入工地,已運(yùn)入工地的,必須限期清除出場(chǎng)。同時(shí)施工單位質(zhì)量保證體系對(duì)每批進(jìn)場(chǎng)材料進(jìn)行檢查,對(duì)材料的數(shù)量、供應(yīng)來(lái)源、儲(chǔ)存堆放進(jìn)行標(biāo)識(shí)清楚。
。ǘ┗旒系墓橇蠎(yīng)選用表面粗糙、石質(zhì)堅(jiān)硬、耐磨性強(qiáng)、嵌擠作用好、與瀝青粘附性能好的集料。如果骨料呈酸性則應(yīng)添加一定數(shù)量的抗剝落劑或石灰粉,確;旌狭系目箘兟湫阅埽瑫r(shí)應(yīng)盡量降低骨料的含水量;旌狭鲜褂玫牡V粉要進(jìn)行搭棚存放,作好防雨防潮措施。
。ㄈ┘訌(qiáng)瀝青混合料材料配合比的控制,施工單位自檢體系要嚴(yán)格控制材料規(guī)格、用量和礦料級(jí)配組成及瀝青用量。
。ㄋ模┦┕で皺z查設(shè)備,在瀝青路面施工前,施工單位要配合監(jiān)理對(duì)拌和廠、攤鋪、壓實(shí)等施工機(jī)械設(shè)備的配套情況、性能、計(jì)量精度等進(jìn)行嚴(yán)格檢查,對(duì)不符合要求的機(jī)械設(shè)備,應(yīng)進(jìn)行更換,直至符合要求。
路面早期破損已成為瀝青路面的主要危害之一,在工程施工中根據(jù)其成因從路基、基層施工、瀝青面層施工到原材料控制,有針對(duì)性地采取一系列預(yù)防和改善措施,同時(shí)按全面質(zhì)量管理的要求,建立健全有效的質(zhì)量保證體系,對(duì)施工全過(guò)程,每道工序的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的檢查、控制,才能減少瀝青路面早期破損的發(fā)生,從而提高瀝青路面的建設(shè)質(zhì)量。
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