前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的道路瀝青路面設計規范主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
[關鍵詞] 瀝青路面 早期破壞 重交通荷載
一、引言
瀝青路面的早期破壞是指瀝青路面在設計壽命期的前1/4~1/3期間,所發生的過早的各種形式的路面破壞。如車轍、波浪、泛油、松散、裂縫、坑槽等。瀝青路面的早期破壞。不僅給正常的交通運輸造成了較大影響。同時,也給地方政府和相關建設、施工單位造成了一定的社會影響和較大的經濟損失。因此,必須從現有的技術力量、設備水平出發,有針對性地采取措施。
二、具體研究
1.瀝青路面早期破壞原因分析
瀝青路面早期破壞的成因比較復雜,涉及設計、施工、行車荷載及頻率等諸多方面。
(1)車輛荷載過重、頻率過高是道路早期破壞的主要原因
瀝青路面發生不同程度的車轍、坑槽、網裂等早期破壞的最直接的原因是施工質量不到位及離析造成的,而且往往有嚴重的超限超載的車輛通過。
(2)設計標準偏低是造成路面早期破壞的重要原因
由于設計規范相對滯后,建設資金不足等原因,造成道路設計標準根本適應不了當前交通量劇增、車載加大的現狀。目前的行車荷載已達到了設計荷載的3倍以上,完全屬于破壞性荷載,這是造成路面早期破壞的重要原因之一
(3)半剛性基層瀝青路面是造成路面早期破壞的內在原因
通過多方面分析,開裂、進水且難以排走、對重載車敏感性大是這種結構的致命缺點。
2.重交通荷載作用下瀝青路面早期破壞的結構分析
(1)路面結構層的應力驗算
在車輪荷載作用下,半剛性基層的底面要產生拉應力。如路面拉應力大于半剛性基層材料的抗拉強度,則半剛性基層的底部就很快開裂。
某高速公路路瀝青路面結構有多種形式,但瀝青層都是一樣,其中有一代表性的路面結構如圖1-1所示:
圖1-1 高速公路路瀝青路面結構該高速公路路設計年限15年,設計年限內BZZ-100累計作用次數Ne=8385491,該路于1998年建成通車。根據JTGD50-2004《公路瀝青路面設計規范》,路面容許彎沉值的計算公式可反算出該高速公路每個車道在設計年限內能承受BZZ-100作用10×106次。下面按此交通量進行路面結構驗算。
(2)結構層底拉應力計算
根據JTGD50-2004《公路瀝青路面設計規范》,該高速公路每個車道在設計年限內能承受BZZ-100作用10×106次,路面設計彎沉值的計算公式如下:
As――面層類型系數,瀝青混凝土面層為1.0,熱拌和冷拌瀝青碎石、上拌下貫或貫入式路面、瀝青表面處治為1.1,砂石路面為1.2;
Ab――基層類型系數,對半剛性基層1.0。
其他符號含義同前。
根據該公式路面設計彎沉值為23.88×10-2mm。據表3-3可知,該高速公路設計中各結構層底彎拉應力驗算都能通過,但計算彎沉ls=25.15×10-2mm,大于設計彎沉 23.88×10-2mm。罩面4cmSMA后,計算彎沉ls=22.13×10-2mm,小于設計彎沉23.88×10-2mm。所以隨著交通量的迅速增長,路面產生疲勞破壞的現象要比設計時考慮的嚴重,說明路面承載能力降低。
(3)車載超限引起路面結構層的彎沉和應力的變化
首先從材料力學的角度對超載形成的破壞進行分析,把瀝青面層、半剛性基層、半剛性底基層假設成放在土基上的迭合梁(如圖1-2),當軸載(P)不斷增大時,對于梁體而言(如圖1-3),將發生彎曲變形(彎沉增大),中性軸將不斷上升,梁底拉應力不斷增大,當超過梁底的拉應力容許值時,梁底將出現裂縫,并將隨著P的繼續增大,裂縫急劇開展,直至面層,就形成了反射裂縫。因此超載形成的結構破壞,首先是底基層出現裂縫,然后上延至基層、面層,最終路面被破壞。
下面再從實際的計算分析來論證。汽車的總重力通過車軸與車輪傳遞給路面,所以交通軸載是路面結構設計的主要荷載標準。我國公路與城市道路路面設計規范中均以100KN作為設計標準軸重力,而實際路面上的車輛往往超限行駛,使得實際軸載遠遠超過標準軸載。有關軸載參數列表如下表1-4、1-5列出了幾種車輛超載情況時的路面層計算彎沉和基層底應力值的增加情況。
可以看出,軸載與基層層底拉應力關系為:y=0.0749e0.006x軸載與底基層拉應力關系為:y=0.0165e0.0102x,隨著軸載的增加,基層和底基層的拉應力值都在增大,當底基層的拉應力達到0.15MPa時,底基層將被破壞,由上圖可以看出,此時相對應的基層底的拉應力值為0.273MPa,小于基層底拉應力容許值0.29MPa,所以基層這時還沒被破壞。由此可知,半剛性基層、底基層產生拉應力的大小取決于標準軸載的數量,因此嚴重超載直接造成正常設計的路面基層抗拉強度不足,使路面結構提前在底基層層底產生拉裂破壞,接著半剛性基層發生疲勞破壞,從而造成路面的提前破壞。
三、結論
通過對重交通荷載作用下半剛性基層瀝青路面的結構分析,瀝青路面早期破壞,不僅與車輛超載、設計標準有關,而且與半剛性基層瀝青路面的內在因素緊密相關,因此,要消滅瀝青路面早期破壞這一質量通病,延長瀝青路面的使用周期,提高投資效益,需要從設計、施工等方面,分頭把關,按照行業規范標準,結合工程實際,嚴格履行各自職能。
參考文獻:
[1]常士驃,張蘇民.工程地質手冊[M].北京:中國建筑工業出版社,2007.
[2]沙慶林.高等級公路半剛性基層瀝青路面[M].北京:人民交通出版社,1998.
[3]鄧學鈞.路基路面工程[M].北京:人民交通出版社,2005.
關鍵詞:瀝青;路面 ;施工;技術 ; 要點
中圖分類號:U416.217文獻標識碼:A 文章編號:
引言:
早期破損已成為瀝青路面的常見病害,引起各級交通管理部門的重視,并根據其成因從路面設計、原材料進場到具體施工,有針對性采取一系列預防和改善措施。同時,建立可行質量保證體系,從設計到施工到管理,層層控制層層落實。只有這樣,才能從根本上減少瀝青路面的早期破損現象的產生,下面,就熟悉但又容易馬虎忽略的瀝青路面施工及設計方面的一些技術要點作簡要的論述。
1. 施工技術要點
1.1 基層準備及透層油施工
鋪筑下面層瀝青混合料前,清理基層,保證基底稍干、清潔,無任何松散的石料、灰塵和雜質。噴灑透層油。采用瀝青灑布機,噴油管與路表面形成約30度角,高度使路面上噴灑的透層油形成重疊。側石、平石等構筑物進行遮擋防護。灑布后不致流淌、滲入基層一定深度,并不形成油膜。鋪筑上面層前,對下面層表面進行清洗,保證表面無泥土、灰塵等雜物噴灑粘油層。
1.2 瀝青混合料的拌制與運輸
1.2.1瀝青混合料拌制。采用間歇式拌和機,瀝青砼拌和設備每臺實際生產能力為150t/h,拌和時間為40S。經計算已保證鋪筑能夠連續進行。按照生產配合比,確定各種材料每鍋用量,對配料系統進行設定。瀝青加熱溫度控制170~180℃(改性瀝青高10~20℃),礦料比瀝青高10~20℃,控制瀝青混和料生產溫度在150~175℃范圍內。
拌和后的瀝青混合料均勻一致,無花白、無粗細料分離和結團成塊現象。當出現混合料降溫過多、粗細集料顆粒離析以及其它影響產品質量的情況時,予以廢棄,并采取糾正措施。
1.2.2瀝青混合料運輸。瀝青混合料采用自卸車運輸,在攤鋪機前形成一個連續的供料車流,盡量減少等待的時間,保證攤鋪溫度。為便于卸料,運輸車的車廂底板和側板抹油水混合液作隔離劑(柴油、水=1:3),并排除可見游離余液。
裝料時,通過前后移動運料車來消除粗細料的離析現象,一車料最少分三次裝載。瀝青混合料在運輸過程中采用防水的篷布遮蓋整個運料斗;發現其溫度低于要求、顆粒有花白斑點、離析、結塊、含水等不符和規范要求的情況,將混合料廢棄說指定位置,并不用于本工程。
1.3 瀝青混合料的攤鋪
采用自動找平裝置的瀝青攤鋪機鋪筑,根據攤鋪機的攤鋪界限和路面寬度、橫坡等劃分攤鋪板塊,單面路拱的道路一次性攤鋪路面全寬,雙路拱分兩幅攤鋪。
攤鋪前30min,把整平板加熱至80-100℃,用柴油噴霧器噴灑料斗、括板送料器、整平板及螺旋輸送器,安裝自動找平裝置,超聲波控料器,并檢查操作系統是否正常。首先在起點處用人工攤鋪1m長的基準面,頂面為松鋪頂面,按攤鋪厚度調整標尺。攤鋪機后退到基準面位置,把整平板降至基準面上。攤鋪時,按路線方向縱向行走,攤鋪速度均勻、連續、不發生間斷或停機,以保證面層平整,起步速度為1m/min,正常速度3m/min,并且保證攤鋪溫度不低于110~130℃。混合料溢出儲料斗,落在前方,則迅速清除,在攤鋪過程中及時用直尺檢測是否滿足要求。
雨、污檢查井圈采用鋼板覆蓋,附近由人工鋪筑混合料,并進行熱夯。對機械不能到達的死角,用人工扣鍬法進行攤鋪,局部作適當整平以補齊漏鋪處,檢查平整度,及時修正路拱。
1.4嚴格控制施工質量
瀝青路面施工必須嚴格質量管理要求,建立有效質保體系,對施工全過程,細化到每道工序,都要進行嚴格的檢查、控制、評定,以確保質量達標。具體有如下幾方面:
1.4.1嚴格控制瀝青混合料的拌和質量。拌合過程中發現“糊料”或“離析”等異常情況應立即進行處理;加大馬歇爾試驗頻率,嚴格控制瀝青混合料的油石比、穩定度、流值等指標,必要時對混合料進行特殊配合比設計。
1.4.2保證基層頂面粗糙度。改善基層材料級配,增加粗骨料,提高大中粒徑集料含量;控制最佳含水量,改進碾壓方法,避免過振過濕,不能使基層頂面形成灰漿硬殼,嚴禁采用細料進行壓實方式找平。
1.4.3合理灑布透層油粘層油。在進行各層鋪筑前,必須保持頂面清潔。根據近年來的施工經驗,透層油應以慢裂型乳化瀝青為宜。用瀝青灑布車噴灑時,應保持穩定的車速和噴灑量,不能流淌和形成油膜,更不能有空白,并立即撒鋪2~3m3/1000 m2的石屑或粗砂,用6~8t鋼筒式壓路機穩壓一遍,將多余浮料清掃。
1.4.4提高面層攤鋪質量。攤鋪混合料時,經過計算控制運距,控制溫度在130ºC左右,攤鋪厚度均勻,速度控制在2m/min左右,控制合理碾壓次數,以免混合料孔隙過大;一般不能進行補料,尤其是下面層;雨后或者潮濕均不得攤鋪;縱向橫向接縫應緊密平順,各幅之間重疊的混合料應用人工鏟走。
2. 設計及選料要點
通過施工技術要點介紹,可看出瀝青混凝土路面早期破損與瀝青混合料、路面設計施工、交通氣候條件的全部或部分有聯系,而交通氣候條件是客觀存在的,所以瀝青路面病害防治技術應從路面設計、瀝青混合料和施工三個方面考慮。
2.1 合理設計路面結構
2.1.1盡可能減薄瀝青面層厚度 從以下四方面,城市道路瀝青面層厚度可酌情減薄,控制在12-15cm之內。一是一般來說厚的瀝青面層易導致車轍的產生。
二是半剛性基層瀝青路面結構的承載能力可由半剛性材料層(基層和底基層)來承擔,無需用增厚面層來提高承載能力;三是用優質瀝青提高瀝青路面使用性能,而不是采用厚的瀝青面層;四是瀝青面層的裂縫不只是反射裂縫,在正常施工情況下,大部分是瀝青面層本身的溫縮裂縫;
2.1.2加強瀝青路面防水設計
2.1.3選用合理的基層和底基層結構
2.2嚴格控制瀝青混合料的質量
2.2.1瀝青的盡量選用含蠟量低高粘度且具有良好高低溫性能、抗老化性能的優質瀝青,根據條件情況,可在瀝青中摻加各種類型的改性劑,以提高基性能指標。
2.2.2骨料應選用表粗、質硬、耐磨、粘附性好的集料,如果骨料呈酸性則應添加一業數量的抗剝落劑或石灰粉,確保混合料的抗剝落性能,同時應盡量降低骨料的含水量。
2.2.3混合料級配的確定瀝青混合料的高溫穩定性和疲勞性能、低溫抗裂性,路面表面特性和耐久性是矛盾而又相互制約的。混合料配合比設計,實際上是在各種路用性能之間搞平衡或最優化設計,根據當地的氣候條件和交通情況做具體分析,盡量兼顧考慮。為了提高瀝青路面使用性能,還可以從一改善礦料級配,采用瀝青瑪蹄脂碎石混合料,二改善瀝青結合料,采用改性瀝青等方面考慮。
3.結束語
上述要點,在瀝青混凝土路面越來越被廣泛采用的今天,已經是施工人員輕車熟路的操作技術設計規范了,但越是熟悉越是會產生簡單馬虎的思想認識,以致在瀝青路面的施工過程中,埋下質量隱患,從而使瀝青混凝土路面出現早期損壞。所以作上面的論述,加深大家的認識,提高大家對瀝青路面施工技術及設計選料方面的重視。
參考文獻:
[1]《城市道路設計規范》(CTT37-90)。北京:中國建筑工業出版社。1991.
[2]《公路瀝青路面設計規范》JTJ014-97. 北京:人民交通出版社。1997.
[3]《瀝青路面施工及驗收規范》JTJ014-97 北京:人民交通出版社1997年.
【關鍵詞】瀝青混凝土;路面;質量控制
瀝青作為路用結合料, 在世界各國得到了廣泛的應用, 成為公路建設長久使用不衰的一種材料。但由于瀝青材質本身的差異, 以及受設計和施工水平的影響, 瀝青路面常常出現開裂、泛油、松散、壅包、推移、坑槽等常見病害, 這些病害的出現嚴重影響了行車速度、行車安全, 縮短了瀝青路面的使用壽命, 增加了道路的維修成本, 降低了道路的投資效益。控制瀝青混凝土路面的質量必須先分析產生病害的原因。
1 瀝青混凝土路面產生病害的原因
1.1 瀝青質量問題
由于近幾年交通基礎設施作為國家重點投資, 全國各地高速公路、一級路、二級路、城市道路開工項目很多, 而建設資金又有限, 因此, 道路結構層的厚度設計、材料的采用均本著經濟適用的原則, 而對交通量的變化和使用年限并沒有重點研究。象高等級瀝青路面, 許多省市采用的是上面層使用進口瀝青, 而中面層、底面層則采用國產瀝青, 有的項目干脆全部選用國產瀝青。就國產瀝青而言, 能達到規范要求的廠家并不多, 而且年產量十分有限,不可能滿足國內大規模建設的需要。參建各方都十分清楚這一情況, 但從節省資金的角度來考慮只能勉強采取這一方法。
1.2 設計規范存在的問題
目前, 柔性路面國家設計規范仍然采用彎沉值控制, 并以黃河JN150 為標準荷載, 作為設計參數, 使用年限采用累計折合成標準荷載次數作為控制指標, 而對重型車, 特別是超重型車輛對路面結構強度的影響卻沒有過多過細的理論保證, 規范中的折算系數并沒有考慮路面承載極限能力。雖然現在國內許多路面方面的專家也在探討這一問題, 并有專家寫文章進行論述, 但國家規范并沒有修改, 設計時仍然要使用目前頒布的規范, 一次超出極限荷載的行駛將導致路面結構嚴重損傷, 促使路面開裂、推移和壅包, 甚至局部下陷, 導致路面破壞。而目前高等級路面上, 超重型車輛、特重型車輛隨處可見, 因此對國家設計規范進行修改很有必要。
1.3 透層油、粘層油對路面的影響
為了使瀝青路面與路面基層以及瀝青混凝土本身層與層之間具有良好的結合性, 撒一定數量的透層油和粘層油是十分必要的。然而, 在施工當中透層油一般按1. 2 kg/ m2 撒鋪, 由于目前高等級道路大部分采用二灰碎石或水泥穩定級配碎石, 滲透性能均比較差, 加上局部擠壓平整度稍差, 經常有透層油窩積現象。
1.4 瀝青混凝土配合比設計存在的問題
瀝青混凝土配合比設計按規范要求應經過四個階段, 即目標配合比設計階段、生產配合比設計階段、生產配合比驗證階段和試拌試鋪階段, 各階段要達到的目的都有明確的要求。在施工時, 有的單位壓縮2 個~ 3 個階段, 有的干脆憑經驗進行施工, 因此, 從理論和實踐來講存在較大的偏差, 從而導致瀝青混凝土內在質量存在先天不足。
另外, 由于目前國家現狀所致, 高速公路工期較短加上標價偏低, 碎石料場不規范, 大多材料都由個體企業承擔, 料場分散,設備落后, 材料的均質性、穩定性均有較大的差別。雖然大部分單位在開工前都取樣做了篩分分析符合要求, 在施工過程中也檢測并予調整配合比, 但由于變化大、差異性大, 不可能做到十分準確, 瀝青含量和級配都在發生變化, 這是導致路面出現一些常見病害的原因之一。
1.5 瀝青混凝土拌合溫度的影響及控制
瀝青混凝土拌合溫度的控制, 從規范角度控制比較嚴格, 對石油瀝青拌合出廠溫度要求在120 ~ 160 之間, 而實際上有些施工單位和個別商品瀝青混凝土廠家, 在拌合溫度控制方面不是那么嚴格, 時高時低很不穩定。有的瀝青混凝土到場溫度近180 , 而有時不足110 , 溫度過高可能導致瀝青變質、沒有粘性, 使瀝青混凝土松散; 溫度過低, 瀝青混合料拌和不勻, 影響級配, 這些也是導致瀝青路面有時局部松散或其他病害的一個原因。
2 瀝青路面的質量控制措施
2.1 設計規范的修改
從目前的設計規范來看, 在車輛荷載等級換算方面可能有較大的偏差, 特別是應考慮特大車輛荷載對路基路面所產生的影響, 其換算關系不是簡單的倍數關系。高等級公路在選材方面應有嚴格的標準要求, 路面結構層承載能力應適應當前和在設計年限內交通發展的需要, 不能片面追求路面的里程量, 而降低路面標準。一方面是為了省錢用國產瀝青替代進口瀝青, 另一方面結構層的設計偏薄, 路面基層、底基層滿足不了行車荷載的作用。
從綜合效益來看, 由于節省資金造成的路面破壞遠比多修幾公里路所產生的經濟效益大得多。
2.2 優化瀝青面層級配設計
AC220I合成級配設計的指導思想是減少細料的用量, 以提高瀝青混合料的抗車轍性能, 級配曲線呈S 型, 粗集料偏上限, 細料緊貼下限, 鉆芯取樣結果表明其嵌擠作用不明顯, 粗集料呈懸浮狀。AC220L 比AC220I 更細, 合成級配基本走其下限, 屬于懸浮密實型結構, 抗車轍能力差。AC220I 合成級配與Superpave19比較發現其合成級配設計基本走0. 45 次方最大級配線圖, 并緊貼下限, 集料間空隙較少, 集料的骨架作用難以充分發揮
2.3 瀝青面層混合料的攤鋪施工控制
攤鋪瀝青混合料中面層采用走浮動式基準梁來控制攤鋪厚度與縱斷面高程, 并隨時用水準儀跟蹤檢測松鋪高程及壓實后的高程, 同時每間隔10 m 左右對松鋪厚度進行檢測, 及時指導攤鋪機進行調整以保證質量。瀝青混合料必須勻速、連續不斷地攤鋪。根據所采用的瀝青拌合樓生產能力及瀝青攤鋪機的機械性能來確定攤鋪機的攤鋪速度。結合路面施工的實際情況, 經分析比較, 在正常工況下拌合機的最小生產能力可達到30 t/ h, 同時可充分發揮保溫罐的作用, 為保證拌合樓發揮最大效率, 又兼顧到攤鋪機在施工過程中盡可能地連續運行, 根據各個層次的設計攤鋪寬度和壓實厚度,確定攤鋪機的速度為2 m/ min~ 2. 5 m/ min; 在中面層試驗段施工時采用了3 種壓實組合方式進行碾壓, 結果證明采用雙鋼輪弱振2遍強振壓2 遍膠輪揉搓碾壓2 遍雙鋼輪收光碾壓2 遍組合碾壓效果比較理想。在攤鋪施工過程中要嚴把材料關與開工關, 做好施工的前場控制與后場控制, 同時要特別注意施工過程中的信息反饋。
3 結束語
進行現場取樣和鉆芯檢測, 瀝青混合料的級配、瀝青用量以及壓實度、現場空隙率均能達到設計要求。對瀝青混凝土路面級配設計的研究, 分析了不同混合料的高溫性能, 借鑒不同的設計方法優化瀝青混合料的礦料級配, 改善瀝青面層的抗車轍性能。以拌合樓為中心, 充分發揮拌合機的生產能力, 按已經取得的經驗和制訂的各工序機械設備來協調配合措施, 嚴密組織管理, 確保各種設備在最佳組合和最佳配合的狀態下運行。
參考文獻
[1]張海龍, 曹春光. 瀝青混凝土路面質量控制[J]. 交通世界(建養.機械), 2006, (06)
[2]董秀婷, 邵麗婷. 瀝青混凝土路面質量控制問題探討[J]. 筑路機械與施工機械化, 2006, (05)
加強對市政道路瀝青路面水損害成因及防治方法的研究,有針對性地對水損害成因采取預防和改善措施,對于緩解瀝青路面水損害等早期病害現象、延長路面使用壽命均有明顯的促進作用。本文筆者結合自身工作實踐經驗,從瀝青路面水損害表現形式、瀝青路面水損害現象的類型及其產生原理、瀝青路面水損害的影響因素、市政道路瀝青路面水損害產生的原因以及市政道路瀝青路面水損害的防治措施等方面對市政道路瀝青路面水損害成因及防治方法進行了探究,希望對相關從業人員具有借鑒意義。
關鍵詞:市政道路瀝青路面 水損害防治
中圖分類號:TU99文獻標識碼: A
前言:
市政道路瀝青路面的水損害不僅與材料和設計等有關,而且與瀝青路面的施工質量的關系非常大,防治水損害必須要從施工環節進行嚴格控制,從而保證路面的質量
1.瀝青路面水損害表現形式
水損害是多種因素綜合作用的結果,瀝青路面在有孔隙水的條件下,由于交通動荷載和溫濕脹縮的反復作用,產生動水壓力的循環作用,造成水分逐漸侵入瀝青與集料的界面,出現瀝青膜從集料表面剝落、瀝青混合料內部逐漸喪失粘結力,導致路面結構的使用性能下降,水損害后得不到及時修復,滲水進一步造成基層損壞,進而產生侵蝕麻面、松散、掉粒、、唧漿、龜裂、網裂、形變和坑槽、轍槽、泛油、坑洞等病害的發生。
2.瀝青路面水損害現象的類型及其產生原理
3.瀝青路面水損害的影響因素
3.1設計方案。
面層混合料若有級配不合理、孔隙率大和瀝青與集料的粘附力較低時,都會促使混合料出現抗水損害的性能降低。在對排水進行設計時,若設計不完善,會促使路面面層的排水出現不暢,導致路面積水或存水時間過長,從而水分通過下滲進入道路內部并產生破壞。目前市政道路建設排水系統設計多集中于路基、路界地表范圍。對于采用半剛性基層的瀝青路面結構層內部排水欠缺考慮,如砌筑式路肩、埋置式路緣石等都對水分排出產生了較大阻礙,致使水分、空氣由孔隙侵入礦質集料,并在表面張力、路面間的真空吸附及車輛荷載作用下加速了瀝青路面早期水損害的產生發展。
對市政道路瀝青路面的設計應當采取新的理念, 它不僅要應付車輛的載荷程度、預防雨水的滲透, 而且還應注重公路的長遠規劃使用等要求。在路面設計時, 應做好仔細勘探, 考察好地質條件, 選用優質瀝青做瀝青面層, 并在一些軟基嚴重地段增加路基及路面基層的強度, 如插朔料排水板、打碎石樁等; 其次在穩定度滿足要求的前提下, 根據瀝青路面設計規范, 應該選用針入度較大的瀝青做瀝青面層, 選用粒徑較小, 空隙也小的級配混合料, 以提高瀝青路面面層的防滲性; 施工方面, 盡量采用細粒徑瀝青砼, 嚴格控制基層施工碾壓時的含水量, 在瀝青面層下設置封層, 防止雨水滲入。對瀝青混合料的集料組成進行優化,選擇適合地質和環境的結構形式, 使路面設計參數符合實際, 讓最佳含水量控制在施工規范容許的范圍內。
3.2施工質量。
基層材料拌和不均勻,基層表面浮土.浮灰、浮砂沒有清理干凈,在雨水和車輛荷載作用下易形成局部沖刷現象;碾壓不足或碾壓過度都將影響基層強度的形成。面層施工時,集料過于潮濕瀝青混合料拌和不均勻以及材料中雜質塵土過多都會嚴重影響瀝青與石料的粘結,從而使瀝青路面產生水損害。
瀝青路面的施工作業應符合有關規定, 這樣才能夠建立與之相應的排水體系, 并加強建設力度, 使瀝青路面的整體質量得到應有保障。例如對隧道或是高山地區進行施工時, 應先將其含水層完全截斷, 以有利于引出地下水, 然后選用實際孔隙率不超過5%的瀝青混凝土, 實施瀝青面層的鋪筑工作。 在整個工程的施工中除了要進一步加強礦料和瀝青之間的黏合力, 還要加強相應的壓實度標準, 以便將排水層安設在瀝青路面的結構中,以實現瀝青公路排水性能的全面提高, 同時還要加強瀝青公路在坡面防水上的設計力度與施工力度,在充分了解和掌握當地氣候環境、 土質狀況、 實際降水量的基礎上進行排水渠、 排水管和排水溝的設置, 以實現瀝青路面的排水需求。
3.3環境條件的影響。
在對瀝青路面進行施工時,還應對氣候條件進行考慮。當氣候處于寒冷潮濕的狀態時,容易產生水敏感性遭到破壞。在路面施工結束以后,溫度的變化造成凍融現象循環以及干循環都會使路面的水穩性發生變化。其次,對路面水穩性造成影響的另一因素則是交通荷載,荷載的大小及頻率對路面的破壞程度造成影響。當車輛超載以后,導致瀝青膜與加料的界面之間、集料與集料之間都會有剪切破壞形成,從而導致水分下滲,促使其粘結力逐漸喪失,最終產生水損害現象。
4.市政道路瀝青路面水損害產生的原因
4.1瀝青與集料的粘附性能
瀝青和集料的自身性質影響了它們之間的粘附性能,比如,礦料和瀝青所構成的化學成分,臨界表面張力值,礦料的孔隙率和瀝青表面的粘度,集料的含水量含沙量和含泥量等都會影響到瀝青與集料的粘附性能。根據以往經驗和研究表明,當粘附性小于四級時,就容易使得瀝青膜脫落,從而造成市政道路瀝青路面的水損害。
4.2瀝青路面結構層內部排水
在市政道路瀝青路面的施工中,施工人員往往對路基和路界的地表排水比較重視,為此也采取了很多的措施,當施工人員大多忽視了對路面結構層內部的排水。我國市政道路基本上采用的是半剛性基層,正因如此,在路面的結構設計時很少考慮到路面面層內部的排水,相反都普遍設置了一些砌筑式路肩、漿砌擋墻等,這些都阻礙了路面結構中進入的水無法排出。
【關鍵詞】瀝青路面;破壞;防護
一、瀝青路面的破壞形式
1、裂縫
縱向裂縫基本平行于道路中心線,距路邊緣3-5m,有時伴隨有少量支縫。直線型裂縫主要是大荷載重復作用下產生的,呈弧形且兩端向路堤邊緣延伸的裂縫主要是因為路基施工質量達不到要求而形成的:(1)路基沉降不均勻,舊路改造拓寬工程,新舊路基、路面的搭接部位沒有嚴格做好開臺階分層壓實處理,以及下部基層軟弱,土基處理不徹底,引起路基路面開裂。(2)路基使用了不合格填料(如膨脹土),路基吸水膨脹引起路面開裂。(3)路基邊坡值小于設計值,路基邊坡產生滑移。(4)邊溝過深,實際填土高度加大而滑坡。
橫向裂縫近垂直于道路中心線,間距不等,有時伴隨有少量支縫,并逐年增加。瀝青面層的低溫收縮與半剛性基層收縮裂縫的反應是產生橫向裂縫的兩個主要原因。同時,填挖交界的差異沉降、某些基層開挖溝槽埋設管線以及冰凍地區路基凍裂亦會產生橫向裂縫。
網裂的初始形態是在沿輪跡帶出現單條或多條平行的縱縫,而后在平行的縱縫間出現橫向或斜向連接縫,形成裂縫網,局部伴隨沉陷、唧漿現象,它是行車荷載反復作用下,路基局部壓實度不足或基層材料局部松散不成板體是路面承載能力下降而產生的。
2、變形
沉陷指瀝青砼路表面的局部凹陷,它是路基沉降或不均勻沉降變形而造成的,或者由于局部開挖后回填土壓實不足而造成的,伴隨路面的結構型破壞,修補后損壞繼續發展。車轍指輪跡帶上出現的車槽,外因是渠化交通和荷載作用次數增加,內因是瀝青混凝土的高溫穩定性和抗變能力差而產生橫向剪切流動變形。
推擠變形指在車速頻繁變化的路口等處,由于車輛經常剎車和啟動,路面在高溫和較大水平剪力共同作用下產生的變形。
3、表面損壞
泛油指瀝青面層中自由瀝青受熱膨脹,由于瀝青混凝土空隙無法容納,瀝青向上遷移到表面的現象。瀝青用量過多、設計孔隙率過小、瀝青混合料離析使細料過于集中及瀝青高溫穩定性差是導致泛油的重要原因。
磨光是頂面外露的集料顆粒在行車輪胎的摩擦作用下逐漸變光滑的現象。主要原因是在車輪重復作用下,所采用的集料不耐磨而造成。
啃邊是瀝青路面邊緣不斷缺損,參差不齊,路面寬度逐漸減小的現象。路面寬度過窄,行車壓到路面邊緣而造成缺損;邊緣的強度不足;路肩太高或太低,雨水沖刷路面邊緣都會造成邊緣損壞。
二、瀝青路面破壞原因之綜合分析
瀝青路面病害的出現,我個人認為主要是下列幾個方面原因。
1、原材料方面存在的問題
在瀝青路面建設過程中,材料起著至關重要的作用。有些新建公路瀝青路面之所以出現早期破壞,材料問題是其中重要的原因。
由于近幾年交通作為國家基礎設施重點投資,全國各地二級路、一級路、高速公路、城市道路開工項目很多,而建設資金又有限,在高等級瀝青路面的上面層使用進口瀝青,而中面層、底面層則采用國產瀝青,國產瀝青能達到規范要求的廠家數量十分有限,是導致路面出現一些常見病害的原因之一。
2、集料的質量問題
集料質量差是目前公路建設別嚴重的問題,突出的表現是:材料臟、粉塵多、針片狀顆粒含量高、級配不規格等,經常不能達到規范要求。公路部門的集料多取自社會料場,各料場質量、規格參差不齊,使用時嚴重離析,導致實際級配與設計級配有很大的差別,這是造成瀝青路面早期破壞的重要原因。
3、設計規范中存在的問題
目前,國家設計規范仍然采用彎沉值控制,并以標準荷載黃河JN-100作為設計參數,使用年限采用累計折合成標準荷載次數作為控制指標,而對重型車,特別是超重型車輛對路面結構強度的影響卻沒有過多的理論保證,規范中的折算系數并沒有考慮路面承載極限能力。車輛超出極限荷載的行駛將導致路面結構嚴重損傷,會促使路面開裂、推移,甚至局部下陷,導致路面破壞。而目前超限車輛上路行駛隨處可見。因此對國家設計規范進行修改很有必要。
5、施工中存在的問題
(1)基層施工
基層是承擔面層傳遞的車輛荷載的主要承重層。基層的強度及穩定直接關系面層的強度和穩定性。基層施工存在的主要問題是基層、底基層、路面表面清除不干凈。在鋪筑下一結構層前,若路面結構層及路基表面的浮土、浮灰、浮砂清除不干凈,在雨水作用下,浮層細料變軟被行車擠壓造成的高壓水流沖刷成漿,進而波及到瀝青面層表面。部分基層壓實度不足的問題。在最大干密度確定的情況下,基層的壓實度與混合料中粗、細集料的比例特別是粗集料的含量密切相關,當粗粒含量很大時,要適當增大碾壓噸位、增加碾壓遍數,確保基層達到規定壓實度要求。
(2).瀝青混凝土路面施工中存在的問題
a、瀝青砼配合比設計存在的問題。瀝青砼配合比設計按規范要求應經過四個階段,即目標配合比設計階段、生產配合比設計階段、生產配合比驗證階段和確定施工級配允許波動范圍階段,各階段要達到的目的都有明確的要求。在施工時,若省去某個階段,或干脆憑經驗進行施工,會存在較大的偏差,導致瀝青砼內在質量存在不足。雖然在開工前都取樣做了篩分分析,在施工過程中也檢測并進行調整配合比,但由于變化差異大不可能做到十分準確,油石比級配都在變化,這也是導致路面出現一些常見病害的原因之一。
b.瀝青砼拌合溫度的控制。規范對石油瀝青拌合出廠溫度要求在120-165°C,若時高時低不穩定,那么溫度過高(如180°C)可能導致瀝青變質,沒有粘性使瀝青砼松散,溫度過低(如110°C ),瀝青混合料拌合不均,影響級配,也是導致瀝青路面有時局部松散或其他病害的原因之一。
三、瀝青路面早期破損的防護
1、合理設計路面結構
a.合理設計瀝青面層厚度。一是半剛性基層瀝青路面結構的承載能力可由半剛性材料層來承擔。二是選用優質瀝青來提高瀝青路面使用性能。b.加強瀝青路面防水設計。c.選用合理的基層和底基層結構。
2、嚴格控制瀝青混合料的質量
a.瀝青的選取。選用具有良好的高低溫性能、抗老化性能、含蠟量低、高粘度的優質國產或進口瀝青。集料的選用骨料應選用表面粗糙、石質堅硬、耐磨性強、嵌擠作用好、與瀝青粘附性能好的集料。
b.混合料級配的確定。混合料配合比設計,實際上是在各種路用材料性能之間搞平衡或最優化設計,根據當地的氣候條件和交通情況做具體分析,盡量互相兼顧。
3、嚴格控制施工質量
施工質量控制不嚴,早期破損必然出現。所以瀝青路面施工必須按全面質量管理的要求,建立健全有效的質量保證體系,實行目標管理、工序管理,明確責任,對施工全過程、每道工序的質量要進行嚴格的檢查、控制、評定,以保證其達到質量標準。
4、加強路面養護管理
道路建成后,養護是關鍵,要延長路面使用壽命,必須加強路面的養護,嚴格按照道路養護技術規范要求及操作規程進行養護,把瀝青路面的病害消滅在萌芽狀態。
關鍵詞:水泥病害路面 維修補強 加鋪罩面及要求
1前言
近年來我國大力發展城鎮化建設,市政道路建設逐年增長,提高市政道路的質量,向人們提供更安全、更舒適的交通,已是市政道路從業人員的共同目標。由于使用年限較長、交通量急速增長、車輛超載、路基施工質量不佳等種種原因而發生了路面坑槽、開裂、下沉等病害現象,也有出于環境保護、降低噪音等方面考慮對原水泥路面加鋪瀝青罩面的需求,因此本文結合工程實例談談水泥病害路面的維修補強及加鋪瀝青罩面的要求。
2項目背景及現狀
南寧市長福路起點接鳳嶺南路,終點至蓉茉江橋西橋頭,全長1420米,紅線寬40米,為城市主干路。現狀長福路于2005年建成投入使用。原有路面破損嚴重,出現了開裂、斷板、面板脫空等現象。
3現有路面檢測報告
根據檢測報告,判斷現狀長福路的路基壓實度達到設計要求,現階段不需再進行加固,原水泥面板已脫空,路面抗壓、劈裂強度基本達到設計要求,但路面彎沉不滿足設計要求,需進行補強。
4舊水泥路面處理措施
A、 病害的治理:
對線裂、板角斷裂等面板,以及存在板底脫空,面板基本完好的情況,可采用板底灌漿及路面綜合治理技術進行處理。
板底灌漿是利用化學水泥漿液填充面板與水穩層之間的空隙、水穩層與底基層間的空隙,達到穩定面板、防止裂縫發展的作用。板底灌漿處理深度為道路底基層以下10cm左右。
路面綜合治理包括:裂縫修補、填補坑洞、崩邊及錯臺的調平等。
B、 路面病害治理后加鋪罩面層:
根據《公路瀝青路面設計規范》(JTG D50-2006)中的相關條文要求,在利用的原水泥路面板上設置2cm厚的改性瀝青應力吸收層(砂粒式瀝青混凝土),以達到防止滲水、減緩反射裂縫及加強層間結合的目的。根據計算,現有水泥面板上加鋪罩面層結構如下:
對于存在錯臺及沉陷的路段,及由于現狀路面不平、引起加鋪層不足、需鑿除現狀路面板的路段,可用中粒式瀝青混凝土進行調平,厚度按實際需要施工。
5施工注意事項
A、 施工前準備工作
施工前應與相關單位進行聯系,對地下管線進行勘探,確定地下管線的位置及埋深,做好標記,對地基加固深度超過管頂標高的,以不超過管頂標高為準,避免施工鉆孔破壞地下管線。
在進行板底灌漿施工前,對路面板采用貝克曼梁進行逐板彎沉的檢測,板邊或板中彎沉值大于0.2mm的,或相鄰板邊彎沉差大于0.06mm的,可判定為板底脫空,需進行板底灌漿治理脫空。
在確定需治理的面板后,在路面板上按一定距離采用鉆機鉆孔,嚴禁采用風炮鉆孔,以盡量減少對鄰近板塊路基的擾動。
B、 灌漿施工技術要點
事先調查注漿土體,并參考經驗決定注漿工法。在正式注漿前,選取不同病害特征路段進行灌漿試驗。在試驗路段施工過程中,需對灌漿的相關參數收集整理并調整優化,以對全路段施工提供指導。施工過程中對注入壓力、孔距、注漿量等重要因素嚴格監控以滿足要求。
由于路基土成分多樣,各路段的灌漿范圍和灌漿半徑不一樣,在施工前需選取部分特征路段進行灌漿試驗。確定灌漿范圍及灌漿半徑后,就可以確定孔間距。一般采用等距布孔,梅花型布置,孔距3米。對可灌性差、含水率高或壓實度小的地段應加密孔距。
灌漿順序:先灌路兩側,后灌路中間。灌兩側孔時,采用較小的壓力,以防灌注的漿液大量跑漿。
灌漿深度:為路面底基層以下10cm。
灌漿時,灌漿壓力是保證灌漿質量的重要因素。如果壓力過小,漿液流不到預計范圍內,擴散范圍小易形成空白區;如果過大,則會損壞原路基結構,頂破路面或沖垮邊坡,致使漿流沿路基薄弱部位沖出路基,達不到灌漿目的。灌漿壓力根據實驗情況進行確定并根據現場情況調整,一般為0.1~1.0MPa。
在灌漿過程中,如串漿則采取如下方法處理:①加大第Ⅰ次序孔間的孔距;②在施工組織安排上,適當延長相鄰兩個次序孔施工時間的間隔,使前一次序孔漿液基本凝固或具有一定強度后,再開始后一次序鉆孔,相鄰同一次序孔不要在同一高程鉆孔中灌漿;③串漿孔若為待灌孔,采取同時并聯灌漿的方法處理,如串漿孔正在鉆孔,則停鉆封閉孔口,待灌漿完后再恢復鉆孔。若漿液在地下管道附近出現跑漿現象,應先停止灌漿,并在地下管道附近設置帷幕以防止跑漿。
C、 水泥混凝土路面板底灌漿的檢驗
(1)、在漿體強度達到設計強度后,需對水泥混凝土路面板進行抽檢,板底灌漿質量需滿足以下檢驗要求:
(2)、注水試驗:采用Φ45mm鉆頭鉆孔取芯30cm深,孔內注滿水后,進行60秒水位觀測,水位不下降。鉆芯取樣抽檢按板塊數量不少于完工板塊數量的10%,且在其中的每一塊板至少選一處進行取芯試驗(選位距離灌漿孔不得小于60cm)。取芯試驗時,采用Φ45mm鉆頭,分兩步取芯:首先鉆深30cm,要求芯樣的砼面層與基層間有飽滿的水泥漿層,然后再鉆深至60cm(且鉆穿基層5~10cm),要求芯樣的各基層應有水泥漿體。以上檢驗均達到要求時則認為該板塊的鉆芯抽檢合格。取芯完后,使用按水:水泥=1.2:1.4:1的比例配制的純水泥漿(可摻加減水劑,以提高漿液的可灌性,但不得添加速凝劑)對取芯孔進行復灌試驗,要求試灌壓力保持在0.5Mpa達60秒鐘后進漿少于5升。
灌漿施工完成后抽檢需滿足要求,如不能滿足檢驗要求,則需調整灌漿的各項施工控制參數,并補灌直至滿足。
D、 瀝青混凝土的材料要求
瀝青混凝土面層的材料需按照《公路瀝青路面施工技術規范(JTJ F40-2004)》進行質量控制。瀝青路面結構采用A級70號道路石油瀝青,其性能應符合表4.2.1-1的要求。面層采用改性瀝青,其性能應滿足規范表4.6.2對SBS類I-D類改性瀝青的技術要求。
粗集料應潔凈、干燥、表面粗糙,質量應符合表4.8.2中對一級公路所采用粗集料的要求。粗集料的磨光值應按表4.8.5中潮濕區的要求進行控制。對破碎面的要求需滿足表4.8.7對瀝青路面表面層、中面層的要求。
細集料應潔凈、干燥、無風化、無雜質,并配有適當的顆粒級配,其質量應符合施工規范表4.9.2對一級公路細集料質量的規定。
瀝青混合料的礦粉須采用石灰巖或巖漿巖中的強基性巖石等憎水性石料經磨細得到的礦粉,應干燥、潔凈,能自由地從礦粉倉流出,其質量應符合表4.10.1對一級公路瀝青混合料用礦粉質量的要求。
E、 瀝青攤鋪施工注意事項
在處理路面病害并檢驗合格后盡快攤鋪瀝青面層,以避免雨水下滲對路面造成損害。
在噴灑瀝青粘層油后采用專門的機械進行土工布攤鋪,對土工布施加10%的預張力,并且禁止汽車在土工布上剎車、轉彎、調頭,以免影響土工布發揮效用。土工布攤鋪后需用膠輪壓路機進行碾壓,使土工布與水泥混凝土路面充分粘結。
瀝青面層的攤鋪施工需嚴格按照《公路瀝青路面施工技術規范(JTJ F40-2004)》的相關要求進行施工,施工完后應待攤鋪層完全自然冷卻,混合料表面溫度低于50℃后,方可開放交通。
6結語
本文結合工程實例對水泥路面維修補強及加鋪瀝青罩面層提出了處理方法和施工注意事項,目的是為了加強道路的使用功能,延長其使用壽命,希望對該項設計及施工工作提供借鑒。
參考文獻:
[1] 《城市道路工程設計規范》(GJJ37-2013)
[2] 《公路水泥混凝土路面設計規范》(JTG D40-2011)
關鍵字:瀝青路面病害成因解決措施
中圖分類號: P632+.6 文獻標識碼:A
瀝青路面的質量具有重要的作用,因此說一定要確保質量,最大限度的防止病害的產生。一般來講,瀝青路面病害的原因很多,如路面結構設計不合理、施工過程不按規范進行、后期養護工作不到位等,這些都是瀝青路面病害的成因,需要采取恰當的措施加以解決才能夠保證路面的質量,下面本文進行具體的分析。
一 瀝青路面病害的成因分析
瀝青路面病害的成因有多種,具體說來主要表現在以下幾個方面。
首先,瀝青路面結構設計不合理是引發病害的原因之一。瀝青路面的結構設計是確保路面質量的關鍵,但是從目前的情況來看,設計者在設計的過程中存在一定的問題,在瀝青面層結構的選用過程中存在著偏差,加之混合料類型選擇有一定的問題,這樣將會誘發瀝青路面病害產生。瀝青路面面層結構的選用和混合料類型的選擇這兩方面在設計的過程中十分關鍵,設計者根據瀝青路面的設計規范和實際情況設計方案,除了要滿足汽車對于路面的需求之外,還需要考慮到雨水等自然天氣對于路面的影響,所以說一定要選擇粒徑較小且孔隙也較小的級配混合料,這樣才能夠確保質量,提高路面面層的防滲性,避免病害的發生。除此之外,在混合料配比的過程中,沒有嚴格的按照設計規范執行,對于必須要經歷的四個階段也沒有引起重視,這樣都將會影響到瀝青路面的質量,引起路面病害。
其次,瀝青路面施工程序不規范,養護工作不到位,是誘發病害的又一原因。要確保瀝青路面的質量,防止病害的發生,在施工的過程中一定要嚴格按照程序進行,這不僅需要嚴把路面施工程序關,還需要嚴把材料配比程序關。但是從目前的情況來看,材料配比把關不嚴,混合料的卑鄙存在著設計不合理、攪拌不均勻以及壓實度平整度不達標的情況,這樣將會誘發裂縫等病害;施工過程中,設備陳舊,施工程序不規范,施工方案沒有綜合考慮到各方面的因素,各環節的建設也存在著不恰當的地方,尤其是路基和基層的建設沒有到位,這樣也將會誘發一系列的路面病害。除此之外,后續的養護工作對于確保路面質量也十分關鍵。但是一些施工范圍只注重施工環節,而忽視瀝青路面施工過程中的養護工作和施工完成之后的養護工作,加之養護工藝缺乏一定的科學性和合理性,給瀝青路面留下了病害的隱患。
最后,瀝青路面病害產生的原因還有自然因素和人為因素的影響。自然環境主要指的是溫度、濕度、氣候和降水等因素,其中以溫度的影響最為顯著。瀝青混合料的版和溫度和攤鋪碾壓都需要有固定的溫度作為基礎,但是由于外部環境的影響,會給溫度的控制帶來一定的難度,施工者對這些溫度控制不準將會使溫度變化較大,給瀝青路面造成裂縫等病害現象。人為原因主要就是道路的使用不當,經常會出現超重超載等情況,這樣將會給路面的承受能力帶來挑戰,超過路面承受能力時就會出現塌陷等情況。
二 瀝青路面病害防治的措施
上文中從三個主要方面分析了瀝青路面病害的成因,既有施工原因,也有自然因素,同時也不能夠忽視使用過程中的人為因素的影響。下面本文針對這些問題提出幾點防治瀝青路面病害的措施。
首先,強化結構設計,從源頭和細節上進行控制。在設計的過程中需要結合不同的環境背景和不同的施工要求,這樣才能夠確保設計方案的科學性、合理性和可行性。在進行半剛性路面的設計過程中,必須要選擇干縮系數和濕縮系數較小且抗沖刷性能較好的材料作為基層,同時還必須要確保材料的抗拉強度較高,這樣的半剛性材料才最適合做基層。
瀝青面層的設計也十分關鍵,必須要在透層或者是封層完成之后盡快鋪筑面層,這個時間一定要把握好。瀝青的選擇也很重要,瀝青必須要滿足各項設計要求,并且松弛性能較好,尤其是要保證瀝青的延度,這樣才能夠確保路面的質量性能。
路基設計施工方面也必須要重點關注,在設計的時候路基需要和實際情況相吻合,要保證設計方案科學合理,這樣才能夠確保施工的質量,最大限度的減少路基的沉降對于瀝青路面的連帶影響。路基壓實度減小,含水量增加,這些狀況都會導致路面破損,因此說,在設計和施工的過程中,一定要選擇最佳方案,提升路面壓實度,降低含水量,確保路面的質量。
其次,嚴格規范施工程序,加強施工過程中和施工后的養護工作。瀝青路面施工過程中會受到很多因素的影響,控制不好很容易帶來一系列的問題,所以說在施工的過程中一定要加強對施工程序的控制力度,確保施工者按照規范進行,并且嚴格的遵循設計方案,這樣才能夠避免病害的發生。為此,必須要建立起完善的施工監理制度,增設專門的管理者對施工程序進行檢測,不能夠忽視任何的細小環節和隱蔽性工程,并且要對施工過程中的各項因素進行合理的控制管理。例如在道路勘察的過程中,管理者要考慮到地域的差異性,需要將控制的重點放在施工的工藝上,并且需要將常見的病害誘因的內容提交給施工作業者,這樣能夠更好的進行施工,控制病害的發生。
養護工作必須要到位,這是確保瀝青路面質量的關鍵,單純的施工不能夠確保質量,一定要將施工和養護工作緊密的結合起來,這樣才能夠有效的預防病害。養護工作就是為施工完成的部位涂上防護膜,能夠有效的預防人為和自然等因素的侵襲。養護工作需要不定時的進行,因為路面的使用情況不同,不同區域的施工程度也不一樣,以此需要定期檢查,對有必要的地方一定要進行養護施工,避免出現裂縫或者是塌陷等病害現象。
最后,采取措施應對自然環境的制約,加大控制力度,消除人為因素的消極影響。自然因素對于瀝青路面施工的影響是不可避免的,但是施工者可以通過有效的措施進行控制,將自然因素的影響降低到最小,如合理的控制好溫度,采取先進的施工工藝,提升施工質量,確保瀝青路面的質量。對于人為因素的控制,則需要通過強制性手段進行協助。相關部門需要根據瀝青路面的承載能力設置汽車最高荷載量,嚴格的控制超載違規現象給路面帶來的影響,對于違反規定者給予嚴格的懲罰,通過這種措施來有效的制止人為因素的影響。
結束語:近年來,我國的交通運輸業獲得了飛速的發展,人們對于交通通達度和路面質量的要求也越來越嚴格,施工者和相關者需要采取恰當的措施進行管理,避免瀝青路面病害現象的發生,創造良好的交通運輸環境。本文以此為中心,通過分析瀝青路面病害成因,指出了防治病害的三點舉措,希望通過本文的論述能夠對今后的病害防治工作提供一定的幫助,進一步提升瀝青路面的質量,創造良好的交通運輸環境。
參考文獻:
[1] 梁法強 陳柳江 丁林祥 淺談瀝青路面病害的原因及其根治方法 價值工程,2010年第9期
[2] 管建軍 淺談瀝青混凝土路面病害產生原因和防治方法 山西建筑,2007年第24期
[3] 李衛平 瀝青路面病害形成原因分析及建議 科技與生活,2010年第12期
[關鍵詞]瀝青路面;水損害;防治
Abstract: Early water damage problems in asphalt pavement has become a focus problems needing to solve urgently. This kind of damage is early, wide and serious, causing great losses to the road of China. Considering the analysis of the causes,this paper puts forward the prevention and control measures for asphalt pavement.
Key words: asphalt pavement; water damage; prevention and control
中圖分類號:TU57+1文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2012)
瀝青路面的水損害問題已越來越引起道路工作者的重視,我國許多公路,尤其是處于多雨潮濕地區的,水損害已成為公路通車后最引人注目的早期損壞,普遍將之排在我國公路瀝青路面早期損壞模式中的第一位。
水損壞是公路瀝青路面的主要破壞形式之一。水損壞是路面在水及車輛荷載的作用下發生的唧漿、坑槽、松散、龜裂等破壞,一般主要發生在行車道上,無論表面層瀝青混凝土是密實式的還是半開式的,都曾產生過這類面層水破壞。
一、 水損害的主要類型
水的存在是瀝青路面水損害的內因和先決條件,交通荷載是其損害的外部條件。一般把水損害分為兩種類型:一種是自上而下局限于表面的水損壞,另一種是自下而上的水損壞。
1、自上而下局限于表面的水損壞
大多數初期的水損壞是從上往下發生的,且往往局限于在表面層發生松散和坑槽。雨水首先滲入并滯留在表面層瀝青混凝土的孔隙中,在大量高速行車的作用下,反復產生的動水壓力逐漸使瀝青從集料表面剝離,局部瀝青混凝土變成松散,碎石被車輪甩出,路面產生坑槽。這種水損壞是國際上通稱的經典的水損壞。
2、自下而上的水損壞
當半剛性基層瀝青路面的瀝青層較薄時,瀝青路面的水損壞經常是自下而上發展的。因此,這種類型的水損壞基本上是這樣一個過程:
(1)表面的水從裂縫和孔隙較大的裂隙中進入路面。
(2)由于半剛性基層過分致密,不能迅速將水排除時,將滯留在瀝青層和基層的界面上;
(3)在汽車荷載的作用下,下面層瀝青混合料的粗集料對基層造成損壞,并形成灰漿。
(4)這些灰漿又從上下連通的孔隙中被荷載擠出,成為唧漿。
(5)與此同時,瀝青層和基層的界面條件惡化,可能很快轉變為滑動的界面條件,瀝青層底部承受很大的拉應力,反復荷載的疲勞作用同時發生,并發生拉應變最終導致極限而開裂;
(6)下面層粒徑較大,離析也較嚴重,水集中在孔隙較大的部位,受高速汽車荷載的抽吸作用,瀝青從集料表面剝離,瀝青膜逐漸被水乳化而喪失,集料松散,這種情況逐漸向上發展,最后頂破表面,一下子成為坑槽。
從上述可以了解到,如果這兩種類型的水損害結合起來一起作用,像唧漿、網裂、松散、坑槽就會一一的在瀝青路面上顯現出來。不僅減小道路的使用性能,還會降低道路的景觀效果。
二、瀝青路面水損壞的防治措施
造成瀝青路面早期水損壞破壞的原因很多,應該從材料、施工、設計、養護、外因等各個方面分析,采取措施。主要是從混合料空隙率、路面滲水、排水設施、壓實度、瀝青混合料抗水損壞能力、路面厚度等幾方面進行總結,從路面結構型式去解決。
1、材料
選擇與瀝青粘附性好的粗細集料,應該盡可能選擇堿值高的與瀝青粘附性好的集料,并要求集料干燥、潔凈;采用改性瀝青,加強與集料的粘結;大力推廣摻加消石灰作為抗剝落劑。
2、瀝青混合料的配合比設計
空隙率是瀝青路面使用性能最重要的指標。一般情況為3%~5%,對重載交通是4%~6%。瀝青混合料的殘余空隙率大是引起滲水和路面水損壞的最主要的原因之一,與配合比設計、壓實不足、混合料的離析等多方面有關。另外路面空隙率大也加速了瀝青混合料老化,也會導致路面損壞。因此施工過程中加強滲水性檢驗,提高密水性。
3、施工
1)、首先要控制離析。加強材料、集料的均勻性;加強材料運輸、攤鋪過程中離析的防范措施;攤鋪機必須緩慢、均勻、連續不間斷地攤鋪,不得隨意變換速度或中途停頓,均可起到減少混合料離析的效果。
2)加強瀝青路面的壓實
瀝青路面施工中最重要的一個環節是壓實。優先推薦膠輪壓路機搓揉碾壓,提高密水性,采用膠輪壓路機進行搓揉碾壓對降低路面的滲水系數特別有效。
3)杜絕施工瀝青層層間污染
瀝青層層間污染使各層不能成為一個整體,將導致瀝青路面的早期破壞。因此公路瀝青路面施工技術規范中強調瀝青面層和基層宜在同一年內連續施工,避免與可能污染瀝青層的其他工序交叉干擾,以杜絕施工和運輸污染,確保瀝青層成為整體。因此一定要合理的安排瀝青路面施工工序,防止施工交叉干擾。
4、瀝青路面的排水設計
目前主要做法是設置路邊縱向排水盲溝。深度達到包括瀝青層及基層,寬度通常為25~30cm,每隔25m左右設置一根橫向盲溝,將路面內部水排出路外。另外也有做基層設橫向排水管的做法。都取得了較好的使用效果。
5、封水措施
如果能夠將雨水封閉在進入瀝青路面之前,肯定會大大減輕水損壞的程度,近年來各種各樣的上封層和下封層開始應用于瀝青路面。一是在瀝青路面的基層上噴灑透層油以后再作下封層;二是在表面層下設置封層,大部分是改性乳化瀝青的封層,即作為粘層油,又起到封閉作用。另外,表面層作微表處封層,在新鋪路面上做一層微表處,既起到封水作用,又起到抗滑磨耗層的作用。
6、瀝青路面的結構設計
在瀝青路面結構設計方面,主要有以下幾方面建議和措施:
1)積極采用柔性基層或組合式基層的瀝青路面結構。
2)設置級配碎石過渡層作為排水層
3)強調最大集料粒徑與瀝青面層壓實層厚度匹配性,一般瀝青混合料公稱最大粒徑與厚度的關系宜為2.5~3倍。
4)適當降低半剛性基層的設計強度,水泥穩定碎石的7天抗壓強度在3~4Mpa為宜。
5)適當增加瀝青層的厚度,可有效地減少水滲入瀝青層的危害。
三、結束語
我國公路瀝青路面早期水損害除了材料、設計、施工管理等方面的原因外,還與我國瀝青路面的結構形式有一定關系。合理選擇瀝青路面的結構形式,是防止公路路面早期水損害,提高路面耐久性,延長使用壽命的重要措施之一。為確保公路瀝青路面實現更安全、更耐久、更舒適、更經濟的建設目標,我們要進一步提高我國公路瀝青路面建設質量,防止路面早期破損。
參考文獻
[1]《重交瀝青路面設計施工新理念》同濟大學 孫立軍
[2]《瀝青路面早期損害與結構設計的關系》孟書濤2004.10。
[3]《瀝青路面技術發展探討》 江蘇省交通科學研究院 符冠華
[4]交通部公路科學研究所 高速公路早期病害預防措施的研究。
[5]沈金安主編. 瀝青及瀝青混合料路用性能[M]. 北京:人民交通出版社,2001.
[6]《公路瀝青路面設計規范》(JTJ 014-97)
【關鍵詞】瀝青路面 病害 解決方案
瀝青路面具有表面平整,堅實、無接縫、施工工期短、養護維修簡便和有良好的減振性等優點,使行車平穩、舒適而低噪聲。但由于受到交通量增長、重載超載車輛的增多、溫度變化、濕度變化,冰凍功能、設計、施工、采用材料和養護管理等因素的影響,出現了多種瀝青路面病害,如瀝青路面的裂縫、車轍和水損害等。根據我們這幾年來對我省瀝青路面的實際損壞情況的調查,談談瀝青路面常見的問題和裂縫出現的原因及其預防辦法。
一、瀝青路面常見問題
瀝青路面的損壞所表現出的形式和特征是多種多樣的。經總結分析,主要有以下幾種常見問題。
1.瀝青路面的裂縫
瀝青路面建成后,都會產生各種形式的裂縫。初期產生的裂縫對瀝青路面的使用性能基本上沒有影響,但隨著表面雨水的侵入,導致路面強度下降,在大量行車荷載功能下,使瀝青路面產生結構性破壞。瀝青路面裂縫的形式是多種多樣的,裂縫從表現形式可分為橫向裂縫、縱向裂縫和網狀裂縫三種。影響裂縫的主要因素有:瀝青的品種和等級、瀝青混合料的組成、面層的厚度、基層材料的收縮性、土基和氣候條件等。
2、瀝青路面的松散
松散是直接影響行車平安的路面病害,松散可能出現在整個路面表面。也可能在局部區域出現,但由于行車功能,一般在輪跡帶比較嚴重。其產生的主要原因有:(1)局部路基和基層不均勻沉降引起路面破壞;(2)碎石中含有風化顆粒,水侵入后引起瀝青剝離;(3)隨著使用時間的增多,瀝青結合料本身的粘結性能降低,促使面層和輪胎接觸部分的瀝青磨耗,造成瀝青含量減少,細集料散失;(4)機械損害或油污染。
3、瀝青路面的水損害
瀝青路面在存在水分的條件下,經受交通荷載和溫度漲縮的反復功能,一方面水分逐步侵入到瀝青和集料的界面上,同時由于水動力的功能。瀝青膜漸漸地從集料表面剝離,并導致集料之間的粘結力喪失而發生路面破壞。瀝青路面產生水損害的原因主要有材料、設計、施工、土基和基層、超載車輛等原因。
4、瀝青路面的凍脹和翻漿
瀝青路面產生凍脹和翻漿主要是在凍融時期,因為水的侵入和路基土的水穩定性能差,由于冰凍的功能,路基上層積聚的水分凍結后引起路面脹起并開裂。道路翻漿是水、土質、溫度、路面和行車荷載五個主要因素綜合功能的結果。其中水、土、溫度構成翻漿的三個自然因素,缺少任何一個因素都不可能形成翻漿。
二、瀝青路面出現裂縫的原因分析及其預防辦法
1 原因分析
瀝青路面出現裂縫的主要原因而可以分為兩大類:一種主要是由于瀝青面層溫度變化而產生的溫度裂縫,一般稱之為非荷載型裂縫摘要:另一種是由于行車荷載的功能而產生的結構性破壞裂縫,一般稱之為荷載型裂縫。
(1)非荷載型裂縫
非荷載型裂縫主要是溫度裂縫,也有因施工不當、材料選取不當等引起的裂縫。其產生的原因有:
1)瀝青材料在較高溫度條件下,具有良好的應力松弛性能,溫度升降產生的變形不至于產生過高的溫度應力。但在冬季氣溫驟降時,土基和路面基層由于受溫度變化,冬季冰凍產生的膨脹,導致路基和基層產生裂縫并反射到瀝青面層,瀝青混合料的應力松弛趕不上溫度應力的增長,同時勁度急劇增大,超過混合料的極限強度或極限拉伸應變,便會產生開裂。此外,隨著溫度反復升降,溫度應力使混合料的極限拉伸應變變小,又加上瀝青的老化使瀝青勁度增高,應力松弛性能降低,故可能在比一次性降溫開裂溫度更高的溫度下開裂,同時裂縫是隨著路齡的增加而不斷增加。
2)瀝青的品種和等級也是影響瀝青路面開裂的重要因素。在長期的實踐經驗中,選用高粘度、低稠度的瀝青,其溫度敏感性較低,能延遲溫度裂縫的產生;瀝青未達到適合本地區氣候條件和使用要求的質量標準,低溫抗變形能力較差,致使瀝青面層在低溫下產生收縮開裂。
3)地基處理不當,路基碾壓不均勻,造成路基沉降不均勻;舊路拓寬時,新舊路基搭接部位沒有嚴格按照臺階式分層壓實處理,以及下部基層比較軟弱,或地基處理不徹底等。
(2)荷載型裂縫
荷載型裂縫即主要由于行車荷載功能而產生的裂縫,其產生的原因有:
1)隨著交通運輸的高速發展。原有的路面強度日趨不足,路面滿足不了交通量迅速增長和汽車載重明顯增大的需求,瀝青路面過早產生疲憊破壞,瀝青路面很快開裂。
2)原結構設計不合理,未充分考慮到各種不利因素,施工質量不好,瀝青路面面層厚度不足,瀝青路面原材料的品質不符合設計規范要求,路面強度明顯不能滿足行車要求。在行車功能下,非凡是超大噸位車輛的頻繁碾壓,瀝青路面很快開裂。
2 防止辦法
針對以上分析的瀝青路面病害的原因,主要從施工材料、設計、施工、養護和交通管理等5個方面采取相應的預防辦法。
(1)材料方面
合理確定瀝青路面結構,瀝青面層的裂縫主要由瀝青面層本身的低溫收縮引起的。選用低溫勁度小、延度大、溫度敏感性差、含蠟量低的優質瀝青,精選礦料,準確級配瀝青面層的礦料和合理配置瀝青混合料配合比。配制出性能優良的瀝青混合料,控制瀝青用量,保證瀝青混合料性能優良,均可有效減少裂縫。
(2)設計方面
精心設計,對地形復雜地段做好地質調查工作。要非凡注重加固地基,防止因地基軟弱而出現不均勻沉降,使用合格填料填筑路基,或對填料進行處理后再填筑路基,確保路基有足夠的強度和穩定性,以保證路面具有穩定的基礎。
(3)施工方面
精心施工,選擇先進施工工藝和機械設備,制定完善的施工方案,確保壓實度達到規范要求,嚴格按設計要求進行軟基處理,提高軟基處理的施工質量,嚴格控制半剛性基層施工碾壓時的含水量,混合料的含水量不能超過壓實需要的最佳含水量或控制在施工規范容許的范圍內;半剛性基層碾壓完成后。要及時養生,防止其產生裂縫反射到表面層,保護混合料的含水量不受損失;養生結束后,應立即噴灑透層油,并盡快鋪筑瀝青面層。
(4)養護方面
嚴格養護管理,加強路面保潔,確保排水性能良好。及時對裂縫的進行科學的處理,避免病害的進一步擴展。
(5)加強交通管理
加強交通管理,限制大型超載車通行;在夏季連續高溫時段,運營管理單位可將重車布置在夜間、凌晨路表氣溫較低時段通過摘要:禁止帶釘輪胎對路面的過度磨損或者更加嚴厲地限制使用。
三、結束語
瀝青路面中的病害給道路交通帶來各種各樣的隱患,這是一個不容忽視的新問題,但這些病害不是不可克服的,只要我們認真選材,精心設計,把握住各個施工環節,嚴格按照施工規范和操作規程進行施工,做好道路養護工作,加強變通管理,很多病害是可以避免或降低其破壞力的。
【參考文獻】
[1] 張登良, 瀝青路面,北京, 人民交通出版社. 2010
[2] 郝培文, 瀝青路面施工與維修技術, 北京,人民交通出版社, 2011