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中图分类号: U416.217 文献标识码: A 文章编号:
一、前言
沥青作为一种路用结合料,在世界各国得到了广泛的应用,从乡村道路到城市道路,从三级路到高速公路,从路面底基层到路面面层,均普遍采用。成为公路建设长久使用不衰的一种材料。随着道路交通量日益增大,使道路路面面临严峻的考验,由于沥青材质本身的差异,以及受设计和施工水平的影响,沥青路面常常出现裂缝、水破坏、松散、泛油、推移等常见病害,这些病害的出现严重缩短了沥青路面使用寿命,影响了道路投资效益。目前这些病害是道路工程质量的通病,针对公路沥青路面几种常见病害的产生机理,提出整治方法。
二、病害出现原因分析
从现实情况来看,沥青路面的病害问题十分普遍且造成的影响很大,不仅浪费且增大了修复路面的工程量,同时也造成了大量的人、力、物资源的浪费,给工程投资带来的负担可想而知。因此我们从以下几方面探讨产生沥青病害的原因:
2.1 原材料的影响
(1)矿料
设计好的沥青混合料首先应认真抓好矿质原材料的选材,严格控制矿质原材料备料质量。目前,市场上供应水泥砼用或建筑用集料多采用传统小型锷式破碎机生产,加工的碎石针片状含量大,级配和材料均匀性差,采用这样的矿料很难生产出质量稳定的沥青混合料。
(2)沥青
由于近几年交通作为国家基础设施重点投资,全国各地二级路、一级路、高速公路、城市道路,开工项目很多而建设资金又有限,因此,在道路结构层的厚度设计、材料的采用本着经济适应的原则,而对交通量的变化,使用年限并没有重点研究,像高等级沥青路面,许多省市采用的是上面层使用进口沥青,而中面层、底面层则采用国产沥青,就国产沥青而言能达到规范要求的厂家并不多,而且数量十分有限,不可能满足国内建设规模的需要。作为建设单位、设计单位十分清楚这一情况,但从节省资金的角度来看只能勉强采取这一方法。
2.2 透层油、粘层油对路面的影响
为了使沥青路面与路面基层以及沥青砼本身层与层之间具有良好的结合性,洒一定数量的透层油和粘层油是十分必要的,然而,在施工当中透层油一般按1.2kg/㎡,由于目前高等级道路大部分采用二灰碎石或水泥稳定级配碎石,渗透性能均比较差,加上局部挤压平整度稍差,经常有透层油窝积现象。此外,粘层油设计一般要0.8kg/㎡,而施工单位也好、监理工程师也好,并没有考虑粘层油对沥青砼油石比的影响,
以上两个方面说明了有些高速公路局部路段油石比显然大,导致路面发软,出现扭曲、推拥的原因之一。
2.3 气候的影响
近年来,由于温室效应影响全球,在我国也不例外:气温普遍提高气候反常,北方气候发生显著变化,冬季气候变暖夏天持续高温时间增长,特别是今年夏天在华北地区气温在32℃以上持续了40多天是多年来十分罕见的。这种气候条件是否持续下去有待时间的检验,由于气温的提高,而导致华北地区沥青软化点的不适宜是否应降低标号,值得考虑。
2.4 施工因素的影响
(1)车辆超载的影响
随着我国经济的迅速发展,某些部门仅从自身利益出发,车辆超载严重,甚至达到了令人无法想象的程度。严重超载是造成早期破坏的主要原因之一。
(2)路基施工缺陷的影响
有些道路早期破坏与路基施工质量有关,特别是软土地区。路基软土地基不稳定、地基换填或挤淤处理不彻底、路基填筑密实度不足、路基填料的液限偏高、路堤不均匀沉降等都会导致路面的早期破坏。
(3)沥青砼配合比设计存在的问题
沥青砼配合比设计按规范要求应经过四个阶段,有的单位压缩两至三个阶段,有的干脆凭经验进行施工,因此,从理论和实践来讲存在较大的偏差,从而导致沥青砼内在质量存在先天不足。另一方面由于目前国家现状所致,高速公路工期较短加上标价偏低,碎石料场不规范,大多地材都由个体企业承担,料场分散,设备落后,材料的均质性,稳定性均有较大的差别,这是导致路面出现一些常见病害的原因之一。
(4)沥青砼拌合温度的控制
沥青砼拌合温度的控制,从规范角度控制比较严格对石油沥青拌合出厂温度要求在120℃~165℃,而实际上有些施工单位,在拌合温度控制方面不是那么严格,时高时低很不稳定,有的沥青砼拉到工地量测将近180℃,而有时不足110℃,温度过高可能导致沥青变质,没有粘性使沥青砼松散,温度过低,沥青混合料拌合不匀,影响级配,这些也是导致沥青路面有时局部松散或其他病害的一个原因。
(5)沥青砼拌合的控制
拌和设备出现意外情况:刚开炉,料温低、含水量大时,会出现料温不均匀现象;当筛分系统出现问题时,造成骨料级配发生较大变化;有时也会出现花白料,使路面难以摊铺成型;温度过高造成沥青老化,不能保证沥青混凝土摊铺质量;拌和能力过小,出现停工待料状况,使接头处温度降低,出现温度差,形成一个个坎,当运输设备不配套或司机技术较差时,会撞击摊铺机,使机身后移,形成台阶。
(6)养护与管理
路面早期养护措施不及时、不完善等也是干线公路沥青路面产生早期破坏的原因。允许超载车辆进入干线公路或对超载车辆控制不严则更是早期破坏的直接原因。
3路面病害的防治措施
综上所述,沥青病害的原因是多方面的,需要从各个方面注意起来,就以上原因提出几点防治病害的建议:
3.1质量控制
优秀的设计,合理的工期是修筑高质量的基础,而科学施工则是高质量的保证。
① 材料的选配
(1)集料选用的骨料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青粘附性能好的集料。特别是集料场应固定,选择1-2家能保证施工进度的厂家供料,混合料的级配确定沥青混合料的高温稳定性和疲劳性能、低温抗裂性,路面表面特性和耐久性是两对矛盾,相互制约,照顾了某一方面性能,可能会降低另一方面性能。
(2)沥青的选用十分关键,沥青应选用具有良好的高低温性能、抗老化性能、含蜡量低、高粘度的优质国产或进口沥青。在条件许可的情况下,可在沥青中掺加各种类型的改性剂,以提高基性能指标。此外,透层油,粘层油沥青应采用与沥青砼用同一种沥青,特别是油石比的选择应考虑粘层油透层油返油时对其影响。
② 混合料配合比设计
实际上是在各种路用性能之间搞平衡或最优化设计,根据当地的气候条件和交通情况做具体分析,尽量互相兼顾。当然为提高沥青路面使用性能还可以考虑以下两个途径:第一是改善矿料级配,采用沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA):第二是改善沥青结合料,采用改性沥青。除了常规的几组马歇尔试验外,还应增加抗车辙的动稳定度试验,并衡量是否满足规范要求的一个条件。
③ 沥青混合料拌合
沥青混合料拌合时间、出厂温度、摊铺温度、碾压成型等温度控制必须严格按规范要求进行,合理安排工期,避开不利天气施工。
摊铺机应选用熟练的摊铺机操作手,并选择两台前后错开同时施工,在摊铺过程中,应尽量避免停机,注意路面纵向接缝的成型及碾压工艺,而少采用全断面摊铺机,注意路面纵向接缝的成型及碾压工艺。
④ 路基的强度
首先压实度是反映路基强度的重要指标,也是提高路基强度和稳定性的最经济、最有效的技术措施,施工中必须严格检测控制。使其达到规定值。填土层的厚度对压实度有直接的影响,每层的松铺厚度不应大于30cm。必须严格控制路基的填筑工艺,确保路基强度。
4结束语
综上所述,路面早期破损已成为沥青路面的主要危害之一,沥青路面质量好与坏,不止是施工单位单一的质量控制,还涉及到设计水平、政府行为,因此,为了建好路消除沥青路面的常见病害,需要各部门齐心协力,坚决杜绝今年竣工明年返工的现象。我们必须建立健全质量保证体系,从管理部门、设计部门到施工部门,层层重视、层层控制、层层落实。只有这样,才能从根本上减少沥青路面的早期破损现象的发生,使公路建设质量全面提高,更上新台阶。
参考文献
[1]中国公路,2006.10,ISSN1006-3897.
[2]李世华。道路桥梁维修手册,中国建筑工业出版社,2003.
[3]张登良。沥青路面工程手册,人民交通出版社,2003.
[4]沈金安。沥青及沥青混合料路用性能,人民交通出版社,2003.
[5]公路沥青路面施工技术规范,人民交通出版社
[6]黄晓明,沥青与沥青混合料,东南大学交通学院
关键词:沥青路面;病害成因分析;防治措施研究;
中图分类号: U416.217 文献标识码: A 文章编号:
0 前言
改革开放以来的20年,是中国的公路发展速度最快,规模最大,最具活力的时期。自2000年以来,中国已经连续多年每年将超过2000亿元的投资用于公路建设,高速公路通车里程居世界第二。我国用短短的十多年时间走完了发达国家半个多世纪的发展历程,预计2015年将达到55000km。2010年交通部组织了全国农村公路专项调查,并以此为基础确定农村公路统计标准。2011年起,将村道纳入公路统计里程。截至2011年底,全国公路总里程达345.70万km,比上年末增加11.18万km。目前高速公路已经成为支撑我国经济发展的重要交通设施。
在各地的高速公路建设中,沥青路面以其表面平整度好、无渗缝、振动小、噪声低、行车舒适、养护维修方便等优良性能而得到广泛应用。随着我国经济的不断发展,高速公路日益发挥着主通道作用,但随着交通量的不断增长,很多公路沥青路面均呈现出一定的早期破坏,如开裂、泛油、松散、沉陷、水破坏等。这些病害使正常维修期大大提前,直接影响了车辆的运行,对公路的运营带来了一定的影响,增大了养护管理资金的投入,也影响着交通部门的形象。针对这种现状,总结公路建设的成功经验,分析调查沥青路面的病害成因及对策,对于提高我国公路的建设水平具有重要意义。
1 沥青路面病害因素分析
1.1路面裂纹
路面出现裂纹是沥青路面的主要病害因素之一。相关研究显示,沥青路面裂纹主要分为纵向裂纹和横向裂纹两种,前者主要发生在一些老路段,如路面出现积水状况,则纵向裂纹的发生率会大大提高。导致沥青路面发生纵向裂纹的主体原因是公路的施工地基横向填土密度不够,均匀性不强,从而在一些因素的诱导下引发裂纹。而后者发生的主要原因是温度对路面的反应作用。其发生过程如下:路面是受热的导体,公路的表面温度由于受自然环境的影响,变化幅度较大,当温度达到一定量时,表面温度就会向公路内部延伸,在长时间的温度影响下,沥青成分常会出现老化现象,其路面的抗击能力也会大大降低,温度裂纹发生的机率也随之增高。当路面发生小型裂纹时,温度裂纹就以此为断裂中心,不断的向两边破坏延伸,最后导致严重断裂,引发地基凹陷等路面损坏。
1.2路面整体结构失稳
部分沥青路面在建设过程中,没有根据沥青路面的建设原理进行合理设计,导致沥青路的整体结构失稳。同时,在选材方面,部分沥青路面因没有选择合理规范的混合材料料和小粒型沥青,导致沥青路面的渗水性提高,使雨水易于渗入,从而引发各种路面病害。
1.3路面泛油现象
路面泛油指的是在表层积水的情况下降雨渗入并长期贮存于沥青混泥土内部,当公路在使用的过程中,表层材料发生摩擦破损,导致沥青,内部积水溢出路面时,就出现路面泛油的现象。发生路面泛油最根本的原因是沥青混合材料的内部匹配不符合要求,其粘结力不达标,从而引发集料与沥青隔离,沥青过度集中,从而产生泛油现象。
1.4水作用对路面破坏
由于各方面的原因,部分沥青路面在雨后经常出现排水不畅的现象,从而导致路面出现局部积水。而积水对路面的破坏程度往往不可忽视,其可能导致路面出现疏松、、坑槽等现象。
1.5路面负荷过重
随着各行各业的繁荣发展,人们对交通运输的需求越来越大。公路交通量的大幅度增加也使得各种违法违规运输随之出现,导致路面负荷过重,这是目前沥青路面出现病害的共同因素。据调查资料显示,我国的交通量年增长率迅速上升,其中负载车辆在违法运输中所占比例最大。因此对沥青路面病害采取预防措施时,必须慎重处理好负载问题。
2 沥青路面病害防治措施
2.1路面裂纹的及时处理措施
当发现路面裂纹现象时,要及时采取相应措施,首先要实施围栏保护策略,在彻底清洗路面的基础上,将沥青撒入裂纹路面,并用干净小粒的石屑洒在沥青表层,使其起到保护膜的作用,最后用小型机器进行压制定型。对单个出现的微小裂纹,应该用较稀释的沥青进行涂抹,而对于冬季低温情况下出现的较大裂纹,应采用中型喷灌乳化沥青进行石屑保养处理。对高等公路出现的纵向或横向裂纹,要实行密封胶灌裂的手段,对路面进行施工维护。首先,要用专门机器对裂口进行拓展整形,当裂缝处有一定的宽度时,对裂缝内部进行清理,再实行密封胶的封闭手段。在实施的过程中,要选择适当比例的封胶,其长宽要适合裂口,为了减少车辆对封胶的磨损,可以在裂口两边固定胶带,但要选择适宜的厚度和高度,不可盲目使用。当完成密封胶灌裂修补后,不可直接通车,要继续实施围栏维护手段,等封胶制冷后方可允许通车。
2.2提高路面结构的规范性
沥青路面普遍存在沥青层过厚的缺点,这是路面结构设计不规范的主体表现。在沥青路面设计中,沥青层无需过厚,其原因主要有以下几种:(1)沥青路面的承载主体是路基或地基层,而不是沥青层,加厚沥青层以承担路面负载是路面结构设计的误区。(2)要增强沥青路面的使用功效,必须用高质量的沥青混合土,而不是加厚沥青层。(3)温度裂纹是沥青表面的本质反应,沥青的厚度与温度裂纹无关,增加沥青层的厚度无法避免温度裂纹的发生。(4)增加沥青层的厚度会提高车辙的发生率。
1.3科学使用透层油和粘层油。
根据公路建设的相关规定,沥青路面在实施各种铺筑工作前,必须确保表层清洁,不得含有任何杂质。当喷洒车在喷洒沥青时,要合理掌握喷洒车的前进速度和喷洒量,预防出现喷洒过量而造成沥青过多或出现油膜,更不能出现漏洒,要确保路面沥青的均匀性和平整性。
1.4防治水损害的有效方法
当沥青路面出现水损害现象时,首先要进行实地考察,全面了解水损害的原因、过程和发展方向,并结合实际情况制定出有效的治理方案,切不可盲目处理。在水损害发展到一定严重程度时,要果断实行挖补处理,避开病害路段,在比较安全的路段进行挖补施工。同时在挖补过程中,要在原路结构的基础上结合实际情况,设计出科学、合理的新结构,有效排除水作用对路面的损坏。
3.结束语
综上所述,沥青路面的病害因素是多方面的,有关部门应该给予高度重视,加大管理力度,加强施工监督。再出现路面病害时应根据路面病害的实际情况,及时采取相应的有效措施,确实解决沥青路面的病害,提高沥青路面对交通的贡献性,从而促进城市经济的快速发展。
参考文献
[1]李辉.城市加铺沥青路面病害调查及原因分析[D].武汉理工大学2010.
[2]余晓昆.城市道路沥青路面的病害分析及防治措施[J].经营管理者.2011(12).
[3]冯辉.浅谈市政道路沥青路面病害及防治[J].山西建筑.2011(07).
【关键词】沥青路面;病害;防治
1、前言
目前,随着城市交通量日益增大,城市道路路面面临严峻的考验,很多城市道路沥青路面均呈现出一定的早期破坏,如开裂、泛油、剥落、车辙等现象,有的城市道路甚至当年通车即发生了病害,正常维修期大大提前,直接影响了车辆的运行,也增大了养护管理资金的投入。对此,现就其原因及对策作出详细的分析。
2、城市道路沥青路面早期破坏的类型
近几年来,公路作为国家基础设施重点投资,各地二级公路、一级公路、高速公路、城市道路等开工项目很多而建设资金又有限,在道路结构层的厚度设计、材料的采用方面都本着经济适应的原则,而对交通量的变化、使用年限等并没有重点研究。达标的沥青生产规模有限,不能满足国内建设规模的需要。这就使一部分劣质沥青混入公路建设市场,给路面留下了隐患。公路沥青路面发生的早期破坏类型归纳为:
2.1、裂缝。沥青路面裂缝的形式有纵向裂缝、横向裂缝、龟裂与网裂几种。横向裂缝,横向裂缝可分为荷载性裂缝和非荷载性裂缝两大类。荷载性裂缝是由于路面设计不当和施工质量低劣,或由于车辆严重超载,致使沥青面层或半刚性基层内产生的拉应力超过其疲劳强度而裂缝。非荷载性裂缝是横向裂缝的主要形式,它有两种情况:沥青面层温度收缩性裂缝和基层反射性裂缝。纵裂缝纵向裂缝可分为两种情况:一种情况是由于路基压实度不均匀,路面不均匀沉陷而引起的。另一种情况是沥青面层分幅摊铺时,两幅接茬未处理好,在行车载荷作用下,易形成纵缝。纵向裂缝,多发于半填半挖路基处,主要由路基的不均匀沉降造成。龟裂又称网裂,通常是沿轮迹带出现单条或多条平行纵缝,逐渐在纵缝间出现横向或斜向连接缝,一般多发生在行车道轮迹形成龟裂。主要由路面结构强度不足引起。
2.2、泛油。大多是由于混合料中沥青用量偏多、沥青稠度太低等原因引起,但有时也可能由于低温季节施工,表面嵌缝料散失过多,待气温变暖之后,在行车作用下矿料下挤,沥青上泛,表面形成油层而引起泛油。面层泛油将会导致道路表面功能严重下降,表面构造深度减小、抗滑性能及对噪音的吸收能力减弱,雨天易形成水雾、晴天易产生眩光。
2.3、壅包。在行车水平力作用下,沥青面层材料的抗剪强度不足则易产生推挤壅包。这类病害大多是由于所用的沥青稠度偏低,用量偏多,或因混合料中矿料级配不好,细料偏多而产生。此外,面层较薄,以及面层与基层的粘结较差,也易产生推挤、壅包。
2.4、车辙。车辙是在行车荷载重复作用下,路面产生累积永久性的带状凹槽,表现为沿行车带出现横向高差,主要是由于沥青混合料级配设计不合理、稳定性差或由于基层及面层施工时压实度不足,使轮迹带处的面层和基层材料在行车荷载反复作用下出现固结变形和侧向剪切位移引起;另外,重载或超载车辆过多也是产生车辙的重要原因,车辙病害主要类型有:结构型车辙、失稳型车辙、压密型车辙、磨耗型车辙。
2.5、剥落。如果沥青混合料中使用了中性或酸性石料,将会造成集料与沥青之间的粘附性不足,在行车荷载的作用下,集料从路面剥落,使路面形成麻面,进而可能发展成为坑槽、松散等病害。
3、路面病害的防治措施
沥青路面常见病害的防治应从设计、施工和路面维护三个方面着手,只解决一个方面的问题是不够的。
3.1 设计方面
从目前的设计规范来看,结构层的设计偏薄,路面基层底基层满足不了行车荷载的作用;通过路面结构设计和厚度计算可以满足沥青路面强度和承载能力要求,特别是应考虑特大车辆荷载对路基路面所产生的影响。
(1)在进行半刚性路面设计时,首先应选用抗冲刷性能好、干缩系数和温缩系数小、抗拉强度高的半刚性材料做基层。
(2)选用松弛性能好的优质沥青做沥青面层。在缺少优质沥青的情况下,应采取改善沥青性质的措施。
(3)在稳定度满足要求的前提下,优先选用针入度较大的沥青做沥青面层。
(4)沥青面层采用密实型沥青混凝土。
(5)采用合适的沥青面层厚度,确保半刚性基层在使用期间一般不会产生干缩裂缝和温缩裂缝。
(6)设计地下管线的埋深不能高于路面以下30厘米。
3.2 施工方面
优秀的设计,合理的工期是修筑高质量的基础,而科学施工则是高质量的保证。
材料的选配,特别是集料场应固定,选择1到2家能保证施工进度的厂家供料,使材料级配始终处于受控状态,不能偏离级配中线太远。
沥青的选用十分关键,要挑选符合规范各项要求的沥青,特别是沥青针入度,延度指标必须严格把关,由于近些年的气候偏暖,因此,沥青标号宜选择在规定范围内低标号沥青,此外,透层油,粘层油沥青应采用与沥青混凝土用同一种沥青,特别是油石比的选择应考虑粘层油透层油返油时的影响。
在沥青混合料配合比设计上要特别重视。除了常规的几组马歇尔试验外,还应增加抗车辙的动稳定度试验,并衡量是否满足规范要求的一个条件,由于我国目前也引进这一指标值,虽然国内有关科研院校在搞这方面的研究,并出了一些成果,而作为施工企业现在采用并不普及。因此,作为交通行业标准,从立法角度来讲,应尽快推广执行。
沥青混合料拌和时间、出厂温度、摊铺温度、碾压成型等温度控制必须严格按规范要求进行,合理安排工期,避开不利天气施工。
3.3 道路的养护
围绕建设与养护、维修与预防的关系,随着路网的不断完善,只有长期保持良好的路面使用性能,道路建设的巨额投资才能充分发挥其投资效益,而长期保持路面良好的技术状况必须有一个强有力的养护维修支持系统来保障。从这一意义上来说,养护维修实际上是道路建设的一种继续。
综上所述在日常养护工作中,如果弄清了病害种类,然后根据病害原理采取相应的防治措措,就能使养护质量得到大幅度提高,延长沥青路面的使用寿命,节约养护成本,从而又能保证沥青路面正常使用功能。首先施工单位保证质量;其次设计达到要求,政府支持。因此,消除沥青路面的常见病害需要各部门齐心协力,杜绝前竣工后返工或小修的现象,就能更好的延长道路使用寿命。
参考文献:
关键词:沥青路面;工程病害;防治
1.前言
目前,随着道路交通量日益增大,使道路路面面临严峻的考验,很多沥青路面均表现出一定的早期破坏,沥青混凝土路面最常见的病害现象有:裂缝、水破坏、松散、泛油、推移等,这些病害是道路工程质量的通病,严重影响道路的正常使用。文章就以上几种常见病害的成因进行分析,针对公路沥青路面几种常见病害的产生机理,提出防治病害产生的建议,并给出其整治方法。
2.病害出现原因分析
2.1原材料的影响
(1)矿料:设计好的沥青混合料首先应认真抓好矿质原材料的选材,严格控制矿质原材料备料质量。目前,市场上供应水泥砼用或建筑用集料多采用传统小型锷式破碎机生产,加工的碎石针片状含量大,级配和材料均匀性差,采用这样的矿料很难生产出质量稳定的沥青混合料。
(2)沥青:各地根据气候分区选择与本地气候、交通条件相适应的沥青种类及标号,并使用优质的沥青,对预防沥青路面早期出现车辙,有效防止路面开裂,保证路面有较好的抗疲劳破坏能力具有重要的意义。
2.2车辆超载的影响
随着我国经济的迅速发展,某些部门仅从自身利益出发,车辆超载严重,甚至达到了令人无法想象的程度。严重超载是造成早期破坏的主要原因之一。
2.3路基施工缺陷的影响
有些道路早期破坏与路基施工质量有关,特别是软土地区。路基软土地基不稳定、地基换填或挤淤处理不彻底、路基填筑密实度不足、路基填料的液限偏高、路堤不均匀沉降等都会导致路面的早期破坏。
2.4施工因素的影响
2.4.1沥青砼配合比设计存在的问题
沥青混合料的配合比不合理,如:油石比较大,已铺筑的路面会产生拥包和泛油;油石比较小,路面会出现松散;矿料的质量不好,集料的压碎值和石料的抗压强度太差和细长扁平颗粒含量过高,使路面混合料的稳定度降低,容易出现路面的各种病害。
2.4.2沥青砼拌合的控制
拌和设备出现意外情况:刚开炉,料温低、含水量大时,会出现料温不均匀现象;当筛分系统出现问题时,造成骨料级配发生较大变化;有时也会出现花白料,使路面难以摊铺成型;温度过高造成沥青老化,不能保证沥青混凝土摊铺质量;拌和能力过小,出现停工待料状况,使接头处温度降低,出现温度差,形成一个个坎,当运输设备不配套或司机技术较差时,会撞击摊铺机,使机身后移,形成台阶。
2.4.3沥青砼的摊铺及压实
摊铺机是沥青路面面层施工的主要机具设备,其本身的性能及操作对摊铺平整度影响很大。目前在国内问题比较大,有些交通部门摊铺设备落后,摊铺面过窄,没有自动找平系统,完全凭经验、凭操作人员的感觉进行施工,甚至有些高速公路要求全断面摊铺,只考虑到了横坡容易掌握和消除了纵向接缝。由于摊铺断面宽,沥青混合料从中间通过铰轮输送到两侧由于距离大必然产生离析。
沥青面层铺筑后的碾压对平整度有着重要影响,选择碾压机具、碾压温度、速度、路线、次序等部关系着路面面层的平整度。
2.5养护与管理
路面早期养护措施不及时、不完善等也是干线公路沥青路面产生早期破坏的原因。允许超载车辆进入干线公路或对超载车辆控制不严则更是早期破坏的直接原因。3.路面病害的防治措施
3.1原材料质量控制
(1)沥青应选用具有良好的高低温性能、抗老化性能、含蜡量低、高粘度的优质国产或进口沥青。在条件许可的情况下,可在沥青中掺加各种类型的改性剂,以提高基性能指标。
(2)集料选用的骨料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青粘附性能好的集料。
(3)混合料的级配确定沥青混合料的高温稳定性和疲劳性能、低温抗裂性,路面表面特性和耐久性是两对矛盾,相互制约,照顾了某一方面性能,可能会降低另一方面性能。
(4)混合料配合比设计,实际上是在各种路用性能之间搞平衡或最优化设计,根据当地的气候条件和交通情况做具体分析,尽量互相兼顾。当然为提高沥青路面使用性能还可以考虑以下两个途径:第一是改善矿料级配,采用沥青玛蹄脂碎石混合料(sMA):第二是改善沥青结合料,采用改性沥青。
3.2优化设计
提高长期使用性能的重点应该从优化结构组合设计,按每一条路的实际情况得到的数据去设计路面面层,这样的数据才能更合理、更适合。对各油面层沥青混合料进行优化设计,矿质混合料设计时应采用骨架密实结构,最佳沥青用量应根据不同层位油面层需要的功能谨慎选定。为提高沥青路面的高温稳定性,江西地区施工采用的沥青用量应按最佳沥青用量OAC降低0.1%-0.3%选用,中、下油面层宜取低限。重载道路或高速公路沥青路面建议对中、上面层使用沥青进行SBS改性。
3.3路基的强度
首先压实度是反映路基强度的重要指标,也是提高路基强度和稳定性的最经济、最有效的技术措施,施工中必须严格检测控制。使其达到规定值。填土层的厚度对压实度有直接的影响,每层的松铺厚度不应大于30Cm.必须严格控制路基的填筑工艺,确保路基强度。
3.4施工过程中质量的控制
(1)沥青的选用十分关键,要挑选符合规范各项要求的沥青,特别是沥青针入度,延度指标必须严格把关,在北方施工由于近些年的气候偏暖,因此,沥青标号宜选择在规定范围内低标号沥青。此外,透层油、粘层油沥青应采用与沥青砼用同一种沥青,特别是油石比的选择应考虑粘层油透层油返油时对其影响。
(2)在沥青混合料配合比设计上要特别重视。
(3)沥青混合料拌合时间、出厂温度、摊铺温度、碾压成型等温度控制必须严格按规范要求进行,合理安排工期,避开不利天气施工。
(4)摊铺机应选用熟练的摊铺机操作手,并选择两台前后错开同时施工,而少采用伞断面摊铺机,在摊铺过程中,应尽量避免停机,注意路面纵向接缝的成型及碾压工艺。
4.结束语
路面早期破损已成为沥青路面的主要危害之一,各级交通管理部门都应引起足够的重视,并根据其成因从路面设计、原材料进场到具体施工,有针对性采取一系列预防和改善措施。同时,必须建立健全质量保证体系,从管理部门、设计部门到施工部门,层层重视、层层控制、层层落实。只有这样,才能从根本上减少沥青路面的早期破损现象的发生,使公路建设质量全面提高,更上新台阶。
参考文献:
[1]中国公路,2006.10,ISSN1006-3897.
[2]李世华。道路桥梁维修手册,中国建筑工业出版社,2003.
关键词沥青混凝土面层质量病害 成因分析防治措施
随着城市市政基础设施道路工程建设规模越来越大,城市化进程在不断加快,进一步提高市政基础设施工程的品位和功能,沥青混凝土路面是一种高等级柔性路面,具有整体稳定性好、施工速度快、整体舒适性好等优点。而这些优点是水泥混凝土路面所不能相比的。在城镇道路建设中采用的较为广泛,不仅改善了城镇道路面貌,也取得了较好的社会效益、环境效益和经济效益。但是,沥青混凝土路面施工中存在一定问题,而这些问题导致沥青混凝土沥青不能裹覆、脱落、网裂,直接影响了沥青混凝土路面整体强度、耐久性。所以,对沥青混凝土路面出现的问题,必须引起人们高度重视。因此,如何进一步利用沥青混凝土路面的优点,克服其缺点,延长使用年限,对今后沥青混凝土路面的修建是有实际意义的。在沥青混凝土路面的施工中,无论在技术上,在治理上,仍有不少教训,值得我们去反思研讨。对此,应从设计和施工工序质量等方面加以控制,从而达到防治沥青混凝土路面破坏的目的,使道路发挥最大效益。
1、工程实例:
某道路工程,厂外二级道路,设计速度40km/h,路线全长1.826km,设计年限:15年,路面结构:4cm细粒式沥青混凝土(AC-13)+8cm粗粒式沥青混凝土(AC-25F)+36cm水泥稳定碎石+20cm12%石灰土。沥青混凝土面层2008年10月份铺筑施工,经过1年的运行发现,道路表面大面积沥青不能裹覆、脱落、网裂,从而出现沥青混凝土的早期病害。
沥青混凝土沥青脱落、网裂,出现沥青混凝土早期病害
针对这一现象,分析其原因主要由以下几个方面形成。
1、设计原因
地质勘测资料不全,特别是一些需要进行地基处理的沟塘地段或淤泥土层没有勘察清楚,对横向地层分布情况也钻孔较不少布点不足,设计依据不充分。
路基土质钻探样本选点的非连续导致参数值的非连续性。
试验参数统计分析结果的质量影响设计效果,导致路基土质不能满足上部结构承载的需要,产生变形,影响路面质量。
对节点的设计深度不够或不合理,导致路面在使用过程中因气候、荷载的变化产生质量问题。
2、施工原因
2.1施工单位管理不到位,质保体系不健全,甚至出现偷工减料现象;负责工程质量的监理单位不按监理规范要求,对隐蔽工程旁站和原材料见证取样。各工序的平行检查。现很多监理人员工作不负责,监理业务水平不高,监管不力,直接响了施工质量。
2.2路基方面原因:(1)路基中的软弱地基没进行处理或处理不彻底,使路面结构不稳定,导致路面开裂。(2)路基中含有有机物质,有机物腐烂后形成空洞或松软体,使得路基对路面结构的支撑力减小,导致路面沉陷而开裂。(3)路基密实度达不到设计要求,路面结构承载后变形过大,导致路面出现裂缝。(4)路床超高,使上部结构层厚度达不到设计文件要求,导致路面产生裂缝。
3、基层方面原因
(1)基层的强度、宽度和厚度不能满足设计要求,使路面产生裂缝。(2)基层均匀性差,不能满足车辆荷载要求而使基层遭到破坏造成路面开裂。(3)基层的平整度差,造成路面厚度不一致,导致路面产生裂缝。(4)基层超厚,减少路面结构厚度而导致路面裂缝。
4、原材料的原因
1、沥青:所使用的沥青性能不过关,沥青路面铺筑所使用的沥青混合料主要由沥青结合料、粗集料、细集料和矿粉等各种成分组成的符合材料,要求沥青材料具有优良的粘结力、抗老化性能、高低温稳定性能,如果沥青的三大指标和60℃动力粘度不能达到要求,势必会影响沥青混合料的质量。
2、集料:石灰岩碎石的压碎值和磨耗值不符合要求,造成沥青混合料的稳定度偏低是引起沥青路面早期剥落的重要原因。而该条路用石灰岩做面层粗集料,磨耗值、压碎值较玄武岩(作为面层材料)性能较差。
3、矿粉:填料的细度对沥青混合料成分至关重要,矿粉粒度小,表面积大,则效果好。如果粒径大,就会有较多的沥青不能直接与矿粉表面交互形成结构沥青,而形成较多的自由沥青,降低沥青与矿粉之间的粘结力。
5、施工过程:
1、混合料的拌制:混合料的油石比不能满足设计要求是造成早期病害的主要原因。如沥青量偏少,不能使沥青胶结料裹覆集料表面,粘结力自然下降,造成剥落。
2、面层铺筑过程中如出现压实度不足(当然以数据为准),造成面层内部孔隙率较大,使得沥青混合料粘结力、防水性能下降,另外拌和厂离施工现场较远,运距过长,运输过程中沥青混合料热量损失较大,运至现场后温度不能满足铺筑要求,为保工程进度低温施工或拌和过程中油温过高致使沥青老化,造成粘结力下降。
3、面层施工完成不久便使路面过早遭受水害、低温等自然灾害的侵蚀,也会使沥青路面受到早期损害,沥青路面在施工完成后,必须经过一段气温适宜,轻交通的适应过程,可使沥青路面增加抵抗病害的能力,使沥青路面使用寿命加长。
2、防治措施
1、对土质参数的分析与节点设计的细化
对土质均匀的地段,可以按照常规选点方式选点钻探获取基土参数。但对非连续性均匀性土质的基本地段,则应分析该路段的结构情况,确定是否增加钻探点或钻探深度,以保证所获取的参数能相对准确地反映该路段基本情况,从而保证设计文件能够使该路段在一定的气候条件下满足正常运行的要求。
2、对设计节点的细化
设计文件中除对国家强制性标准条款内容予以明确标注外,应对如切缝深度、沥青注入量等节点方面的处理予以细化。
对施工过程的质量控制
3、路基施工质量的控制
(1)分析、研究地质勘探报告,如发现不良土质,应及时组织设计、监理、施工各方研究并由施工单位提出处理方案报监理审批,由监理单位驻现场人员读出施工单位按经监理审批后的方案进行处理。(2)监理人员要经常性地巡视施工现场,发现基土及填土中的树根、杂草、木块等有机物质,应督促施工单位清楚干净。(3)要对碾压土层的含水率进行检测,并与其最佳含水率比较。如含水率太大,应该应要求施工单位对土层进行晾晒;如果含水率太小,应该洒水后拌匀后碾压。(4)严格控制每层填土的厚度。每层填土压实厚度不得超过20CM,并对每层填土的密实度进行检测,合格后进行回填下一层填土。(5)路床完工后,应由监理单位组织相关人员对路床的宽度、强度、密实度、高程等进行检测、符合设计要求后才能允许施工单位进行基层的施工。
4、基层的施工的质量控制
(1)对原材料质量进行检测,防止不合格材料进场。(2)对进场的材料进行最大干密度、最佳含水量检测试验,并对配合比进行试配。(3)根据批准的施工方案确定基层混合料的松铺系数,用量化指标来控制施工质量。(4)测量基层的摊铺宽度,检查是否满足规范要求。(5)严格按施工方案,施工工艺流程对施工过程进行控制,确保基层均匀、平整和密实。
5、原材料的质量控制:
1、沥青宜先采用A级沥青作为道路面层使用,各项批标就符合下表技术要求:
(引用《城镇道路工程施工与质量验收规范》CJJ 1-2008表第8.1.7-1)
指标 单位 等级 沥青标号
160 130 110 90 70 50 30
针入度(25℃,5s,100g
) 0.1mm -- 140~200 120~140 100~120 80~100 60~80 40~60 20~40
针入度指数PI≥ -- A -1.5~+1.0
软化点≥ ℃ A 38 40 43 45 44 46 45 49 55
60℃动力黏度系数≥ Pa.s A - 60 120 160 140 180 160 200 260
10℃延度,≥ Cm A 50SS 50 40 45 30 20 30 20 20 15 25 20 15 15 10
15℃延度,≥ Cm A 100
2、路面层粗集料必须由具有生产许可证的采石场生产加工,应洁净、干燥、表面粗糙,选用符合要求的玄武岩,下面层选用符合要求的石灰岩,软石含量<3%,其他各项指标应符合下列表要求::(引用《城镇道路工程施工与质量验收规范》CJJ 1-2008表第8.1.7-6)
指标 单位 城市快速路、主干道 其他等级公路 试验方法
表面层 其他层次
石料压碎值,不大于 % 26 28 30 T0316
洛杉矶磨耗损失,不大于 % 28 30 35 T0317
表观相对密度,不大于 - 2.60 2.50 2.45 T0304
吸水率,不大于 % 2.0 3.0 3.0 T0304
坚固性,不大于 % 12 12 -- T0314
针片状颗粒含量(混合料),不大于
其中粒径大于9.5mm,不大于
其中粒径小于9.5mm,不大于 % 15
12
18 18
15
20 20
--
-- T0312
水洗法
软石含量,不大于 % 3 5 5 T0320
3、矿粉石屑必须采石场碎石料时通过4.75mm或2.36mm的筛下的,其规格应符合下表要求:(引用《城镇道路工程施工与质量验收规范》CJJ 1-2008表第8.1.7-10)
规格 公称粒径 水洗法通过各筛孔的质量百分率(%)
9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
S15 0~5 100 90~100 60~90 40~75 20~55 7~40 2~20 0~10
S16 0~3 - 100 80~100 50~80 25~60 8~45 0~25 0~15
6、①沥青混合料须在沥青拌和厂采用间歇式拌和机抖和,生产过中应加强跟踪检测,严格控制进场材料的质量,如遇材料发生变化并经检测沥青混合料的矿料级配、马歇尔技术指标不符合要求时,应及时调整配合比,使沥青混合料的质量符合要求并保持相对稳定,必要时重新进行配合比设计。②沥青混凝土面层摊铺时,摊铺过程中运料车应在摊铺机前100~300mm处停住,空挡等候,由摊铺机推动前进开始缓缓卸料,避免撞击摊铺机。摊铺机开工前提前0.5~1h预热熨平板不低于100。C,铺筑过中应选择熨平板的振捣或夯压实装置具有适宜的振动频率和振幅,以提高路面的初始压实度。③摊铺机的行走速度不均匀,使摊铺速度不均匀,沥青路面表面形成波浪,严重影响平整度及压实度。因此,我们要求其应保证3ˉ4米/ 分的速度行走,尽量避免停机。万一出现停机,应将摊铺机熨平板锁紧不使之下沉。停顿时间在气温10°C以上时不要超过10分钟。停顿时间超过30分钟或混合料低于100°C时,要按照冷接缝的方法重新接缝。摊铺机前应保证至少三车料待铺,以尽量减少停机,避免形成波浪。
总之,笔者认为影响沥青混凝土路面质量的因素很多,设计、施工、材料选择,气候因素,养护管理等,要解决城市道路沥青混凝土质量病害,首先应从设计着手,设计节点细化,细化施工做法,充分考虑各种不利因素的影响。施工单位必须严格按设计图纸及规范要求进行施工,保证工程质量,其次就是交通管理部门加强对超载超速车辆的管理,提高执法力度,最大限度的减少质量病害,延长道路的使用寿命。
上述为笔者一孔之见,与读者共飨。
参考文献
1、《城镇道路工程施工与质量验收规范》CJJ 1-2008
2、《公路沥青路面施工技术规范》JTJ F40-2004
3、《公路路面基层施工技术规范》JTJ 034-2000