摘要:本文從施工、養護過程中的設備因素運用角度分析了高速公路瀝青砼路面早期破損的原因,並提出了防治措施。
關鍵詞:瀝青路面;早期破損;設備因素;原因分析;防治措施
高速公路瀝青砼路面破壞的原因包括內因(材料、結構工藝)與外因(荷載、自然氣候、水文地質)及施工工藝等多種因素。在不同的 條件下,各種因素不同程度的交叉組合使路面破壞的原因複雜多變。調查發現,瀝青路面破壞常發生在多雨季節,集中在瀝青路面透水嚴重和路基路面排水不良的路段。
一、高速公路瀝青路面早期破損的原因分析
1.1 高速公路瀝青混合料拌和設備技術含量低
爲保證拌制的瀝青混凝土混合料成品符合規定的質量,必須要進行工前、工後和運轉中對原材料的質量、成品料的質量及設備本身三方面的檢查。瀝青混合料應在拌和場製備,在拌制一種新配合比的混合料之前,或者中斷了一段時間後,應根據室內配合比進行試拌。通過試拌及抽樣實驗確定施工質量控制指標。在拌和工序,要注意材料的檢驗,保證所用礦料符合質量要求。2004年以前,酒泉公路總段只有一個實驗室,配備實驗員15人,主要爲工程處承接的高速公路建設做配套服務,養護單位在養護作業施工時主要靠技術人員的經驗,材料是否級配、礦料是否符合質量要求,沒有科學的檢測手段,導致養護質量難以有大的提升。2004年,酒泉總段投資10多萬元,購置實驗檢測儀器、培訓實驗員6名,在6個養護單位建立起了基層實驗室,較好地解決了砂石材料的級配和油路三大指標的檢測難題,養護質量得以大幅度提高。目前,我們在養護上仍然使用的HB20型拌和機,級配、溫度控制、混合料計量、拌和時間控制等關鍵部分技術含量低,難以滿足提高養護質量對拌和設備的要求,建議局裏逐步配 備新型拌和設備,徹底解決拌和設備技術含量低的問題。
1.2 高速公路瀝青路面施工環節控制不嚴
路面施工過程是公路工程整體質量形成的關鍵環節。
1.2.1 混合料面層施工中的設備因素
壓實度不足,瀝青面層空隙率過大受水浸入而產生破損。
壓實是瀝青混凝土面層施工的最後一道工序,其目的是提高混合料的強度、穩定性以及抗疲勞特性。壓實質量的檢測要按照有關技術規範的規定進行。壓實質量主要檢測項目有壓實度、厚度、平整度、粗糙度,並要求面層外觀密實均勻。瀝青混凝土混合料碾壓成型後,其缺陷一般很難修整。對一些較大缺陷,如厚度不足,平整度太差、鬆散、泛油等應及時返工,即使是已成型變硬也要返工。對鬆散、泛油往往是局部返工;厚度不足或平整度太差則要求全面返工。返工所造成的經濟損失較大,因此現場壓實過程中,壓實後質量的檢查及出現問題後的及時補救是十分重要的,這可將缺陷率降低到最低限度,儘量避免返工現象。實踐證明,瀝青面層破損的一個很重要的原因是水引起的。瀝青面層中水的來源有地表水和地下 水,但主要是地表水。在汽車荷載及溫度變化作用下,瀝青面層產生早期破損。
瀝青面層顆粒離析。集料大小顆粒組成不均勻以及在運輸和攤鋪過程中造成粗細顆粒離析。瀝青面層集料大小顆粒離析使局部粗集料偏多,細集料偏小,不易壓實,導致礦料與瀝青的粘結力偏小,抗剪強度降低,容易使瀝青路面出現鬆散。局部細集料偏多,粗集料偏少,使瀝青路面熱穩定性差,在高溫季節容易出現車轍、擁包等病害。
1.2.2 基層施工中的設備因素
基層是承擔面層傳遞荷載的主要承重層,基層質量的好壞,直接影響着瀝青路面的使用質量。在施工各個環節中,稍有疏忽,會給瀝青路面的使用質量造成隱患。
①拌和與攤鋪過程中粗細集料集中引起基層材料的不均勻,進而造成基層強度的.穩定性的不均勻。
②選用的基層材料塑性指數或含泥量偏大
由於水份的進入使基層含水量增加,基層強度大幅度降低,從而導致瀝青路面早期破損。
③施工中不注意控制細集料的含量(小於0.075毫米)。
④壓實度不足。雖然在施工中,嚴格按最大幹密度控制施工壓實度,但卻忽略了基層的壓實度與混合料中粗細集料的比例特 徵,特別是粗集料的比例特徵密切相關,當測定點的粗粒料含量偏大時,即使壓實度達到100%,並不表示該基層密實,致使瀝青路面產生坑槽、鬆散等病害。
1.3 養護管理及其他原因
(1)日常養護中壓實設備及壓實工藝的影響
在目前的養護作業中,受資金因素影響,壓實設備沒有配套 成龍,初壓、復壓、終壓三個工序在養護實踐中難以實現,達到 壓實混合料的必需的壓實度的壓實設備條件不具備,是造成路面早期損壞的一大原因。同時,由於養護中施工面積小,難以碾壓 密實,用油量不好控制。瀝青含量低會使空隙率更大,表面水容 易下滲。一下雨就會前功盡棄。瀝青含量高就形成油包、車轍等病害。因此,現在養護單位很少採用貫入式,而多是採用拌和法。但在拌和法修補路面病害時大多數人員憑經驗,不注意混合料是否級配,而盲目修補,壓實又難以達到要求,所以前補後壞 現象是必然發生的。
(2)排水設施排水不暢
混合交通量的公路一般都是穿村過鎮,村鎮街道大多排水不暢,每次降雨,都使大量地表水積聚在公路路面及路基範圍內,使公路成了排水溝,導致大量水進入路面結構層和路基中,使路面結構和路基處於潮溼或過分潮溼狀態,在行車荷載作用下,致使瀝青路面早期破損。
(3)超限運輸
引起瀝青路面早期破壞的後天原因中最主要的原因是超限運輸。超限運輸亦稱爲公路“殺手”,現在超限車輛的增加對公路的路面破壞程度以幾何級數增長,使瀝青面層的使用年限縮短50-60%.
二、高速公路瀝青路面破損防治
(1)不論是基層還是面層,設計時結構型式、結構厚度要因地制宜、符合當地的氣候、水文地質,合理選用。
(2)材料的各項指標都要達標,且要選用恰當。
(3)水是破壞瀝青路面的重要原因,因此應提高瀝青面層壓實標準。在瀝青混合料中加入抗剝落劑,以防瀝青與石料的剝落。
(4)要嚴格按規範要求控制瀝青路面施工環節,減少施工造成的先天病害。
小結:避免瀝青路面早期破損的現象,延長瀝青路面使用年限,提高投資效益,需要設計、施工、養護管理等各方面的共同努力,按照規範和標準,結合工程所處地理位置,沿線的水文地質及築路材料等情況,嚴格履行各自職能,是保證路面使用壽命的根本要求。同時,超限運輸對路面的損壞不容忽視,值得關注,應加強對超限運輸的綜合治理。而選擇合理的機械組合方式及正確的設備操作、調試、維修保養對預防路面早期損壞的作用不容忽視,應該引起我們的高度重視。
參考文獻:
1、《高速公路瀝青路面早期損壞與防治及路面設計、材料設計、施工和驗收規範標準及國家強制性條文實務全書》作者: 徐清山出版社:中國交通出版社
2、《交通科技叢書-高速公路瀝青路面早期損壞分析與防治對策》