对公路沥青路面早期防护方式的研究
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1、沉陷一般是由于基层局部成形不足,强度不够,在行车载荷和自然因素等作用下形成的。对于大面积沉陷往往是由于路基(高填方地段)不均匀沉降或局部滑移面引起的。
2、路面裂缝是路面早期破损最常见的病害之一,它的危害在于从裂缝中不断进入水分使基层甚至路基软化,导致路基承载能力下降,加速路面破坏。裂缝常常表现为横向裂缝、)纵向裂缝、龟裂(又称网裂)。
3、变形车辙是在行车载荷重复作用下,路面产生累积永久性的带状凹槽。
4、沥青路面的坑槽。坑槽往往都有形成过程,起初局部龟裂松散,在行车载荷和雨水等自然因素作用下逐步形成坑槽。
5、沥青路面的表面功能衰减。沥青路面的表面功能是指沥青路面的平整、抗滑、噪音、溅水和水雾等。这里主要说明路面抗滑性能的衰减。在我国,沥青路面抗滑性能在通车后迅速下降主要有两方面原因:第一是沥青标号过大,针人度偏大,沥青用量可能过多,路面渐渐泛油,构造深度下降,直到变成光滑的路面。第二是粗集料不耐磨,迅速磨光。
二、沥青路面早期破损的形成原因
1、路面设计
(1)合理进行结构设计。如果沥青面层结构选用不当、混合料类型不合理,易造成沥青路面早期破坏。
(2)尽量减少设计与实际存在的差异。例如:某沥青路面混凝土路穿过土基过湿地段,但设计按一般正常情况设计,全部利用挖方填筑路基,采取逐层晾晒法施工,造成极大的窝工,影响工期。
(3)充分考虑补强段的路面厚度。按照公路补强设计的一般要求和科学态度,应先对所利用的路段状况进行客观评估,根据状况(特别是强度弯沉指标)确定利用旧路的方案及补强厚度。
(4)对岩石路段石质类型准确判断。在道路工程设计中,如果没有对地质情况进行充分的取芯钻探,仅靠地表情况判断石质类型,较容易出错。
(5)根据实际情况设计路面厚度。设计的依据是设计年限内的累计当量轴次,设计单位为了计算方便,一般将设计公路的交通量划分为一定车型的标准交通量与另一定型的非标准车交通量,然后将确定车型的非标准车的轴次,换算成标准车轴载的当量轴次,最后用设计年限内的当量轴次,计算路面设计结构厚度。因此,设计阶段应充分考虑实际的当量轴次设计路面厚度。
2、施工方面
(1)路面施工
1)严格检验原材料,准确控制沥青混合料的配合比,特别是矿粉和沥青的用量,可避免沥青路面早期出现推拥、油包、松散、露骨、坑槽等。
2)采用先进成套的施工机械设备,可提高混合料配合比计量的精确性、拌和的均匀性、同时能够保证压实度、平整度达到设计标准。
3)严格控制沥青混合料拌和温度。沥青混合料加热温度不能过高,特别是沥青和矿料拌和时。严格杜绝高温灼焦、沥青老化,可以避免因此造成的路面强度不足,产生松散、坑槽等病害。
4)严格控制混合料碾压温度。碾压温度不能过高,否则会造成混合料压实度达不到标准,出现推移,发生微裂。
(2)基层施工
1)保证基层、底基层、路面表面干净。
2)严格控制基层松铺系数。控制不严将导致的二次补加层,二次补加层与下层基层无法紧密连接,自身厚度又较小,进而引起沥青层的网裂、松散、坑槽等破坏。
(3)养护管理及其他
1)做到及时养护沥青路面。在行车作用下出现小面积松散,个别坑槽后,必须及时进行养护,特别是采用层铺法施工的路面和表面处治,初期及时养护更为重要。
2)选择科学有效的养护方法。有些养护人员,在沥青混凝士路面上采取人工喷油(或洒布胡油)、人工洒料方法进行养护,结果破坏了原路面的平整度,甚至由于喷油不够,用油量控制不平,造成泛油、推拥、松散等病窖。因此,必须选择科学有效的养护方法。
3)其他方面。严格按基本建设程序执行。做好前期工作,开工前充分研究路面设计方案、严格对原材料进行试验;实行招投标制度。一些无路面施工经验、无路面设备和技术力量的施工队伍不允许承担路面施工;保证监理有职有权,严格监理。按施工技术规范要求施工,不赶工期搞献礼工程。
三、沥青路面早期破损的防护
1、合理设计路面结构
(1)尽可能减薄沥青面层厚度。由于以下四方面原因,高速公路路面厚度可酌情减薄,控制在9-12cm之内。第一是半刚性基层沥青路面结构的承载能力可由半刚性材料层(基层和底基层)来承担,无需用增厚面层来提高承载能力。第二是提高沥青路面使用性能不是用厚的沥青面层。而是用优质沥青。第三是沥青面层的裂缝不只是反射裂缝,在正常施工情况下,大部分是沥青面层本身的温缩裂缝。第四是一般来说厚的沥青面层易导致车辙的产生。
(2)加强沥青路面防水设计。
(3)选用合理的基层和底基层结构。
2、严格控制沥青混合料的质量
(1)沥青的选取。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。集料的选用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。如果骨料呈酸性则应添加一定数量的抗剥落剂或石灰粉,确保混合料的抗剥落性能,同时应尽量降低骨料的含水量。
(2)混合料级配的确定。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、严格控制施工质量施工质量控制不严,早期破损必然出现。所以沥青路面施工必须按全面质量管理的要求,建立健全有效的质量保证体系,实行目标管理,工序管理,明确责任,对施工全过程,每道工序的质量要进行严格的检查、控制、评定,以保证其达到质量标准。
(1)严格控制沥青混合料的拌和质量,拌合过程中发现“糊料”或“离析”等异常情况应立即进行处理。
(2)保证基层顶面粗糙度。改善基层材料级配,增加粗骨料,提高大中粒径集料含量,控制最佳含水量,改进碾压方法,避免过湿,不能使基层顶面形成灰浆硬壳,不能用细料进行压实后找平。对细粒土类的半刚性基层,必要时可以采用顶面栽钉等办法加强基层顶面粗糙度。
(3)合理洒布透层油、粘层油。在进行各层铺筑前,必须保持顶面清洁。
(4)提高面层摊铺质量。在摊铺混合料时,运距不能过远,摊铺温度应控制在130℃-150℃为宜,摊铺厚度均匀,压实设备数量应配套,速度控制在2m/rain左右,碾压遍数不能太少,以免混合料孔隙过大。
4、加强路面养护管理。道路建成后,养护是关键。要延长路面使用寿命,必须加强路面的养护,严格按照道路养护技术规范要求及操作规程进行养护,把沥青路面的病害消灭在萌芽状态。沥青路面发生的破坏应着重从设计、施工,管理的角度出发,采取切实有效的措施,减少路面的破坏,尽量降低破坏。