論瀝青路面早期破損成因及預防措施

2021-08-18 19:27:30 字數 3774 閱讀 4804

瀝青路面具有表面平整、堅實、無接縫、行車舒適、耐磨、雜訊低、施工期短、養護維修簡便且適宜於分期修建等優點,在公路與城市道路修建中已廣泛應用。雖然瀝青路面設計是建立在層狀彈性理論基礎上的耐久性設計,但瀝青路面仍然存在設計年限內發生的早期破損現象。瀝青路面的早期破損是指,在設計壽命期前1/4~1/3期間內,瀝青路面所發生如開裂、鬆散、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輸的正常執行,又造成巨大的經濟損失。 瀝青路面早期破壞的成因比較複雜,涉及設計、施工、養護、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,以及根據成因應採取的預防及改善措施。

一、 施工方面的原因

1、地基沉降

道路建設中,不可避免地有部分路段要穿過水田、沼澤、淤泥地段等軟土地基,路基修築在軟土地基上時,對軟基的處理不徹底,或軟基地段處理後沒有沉降穩定就進行修築瀝青路面,往往就會發生路基失穩或過量沉陷,從而導致瀝青路面破壞或不能正常使用。

2、路基壓實不足

路基壓實是路基施工過程中的重要工序,亦是提高路基路面強度與穩定性技術的技術措施之一。土是三相體,土粒為骨架,顆粒之間的孔隙為水分和氣體所佔據。壓實的目的在於使土粒重新組合,彼此擠緊,孔隙縮小,土的密度提高,形成密實整體,最終導致強度增加,穩定性提高。

由於路基壓實度不足,出現不均勻沉陷,則會導致瀝青路面出現縱向裂縫和橫向裂縫(區域性路段壓實不足)。在所通車的各級公路中,「橋頭跳車」是乙個普遍存在的質量通病,就主要是由於橋台與路基銜接處壓路機碾壓不到位,造成區域性路段路基壓實度不足而出現路面坑洞、橫裂,從而出現橋頭沉陷、跳車等現象。

3、路面基層施工質量低劣

由於搶工期、趕進度、造成料源緊缺,原材料質量難以保證,半剛性基層沒有合理的齡期,或基層施工粗糙,使得基層(底基層)質量低劣,造成基層網狀開裂破壞,若反射到面層,即為面層出現網狀開裂。水從裂縫處下滲到路基中,在行車荷載作用下會出現唧泥,造成瀝青面層的早期破損。

4、瀝青面層本身的破壞

這是造成瀝青面層早期破損的主要原因,根據影響因素又分以下幾種情況

(1)由於水產生的破壞。瀝青面層破壞的乙個很重要的原因是水。瀝青面層中水的**有地面降水和路基中擠上來的水,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,瀝青面層容易產生破壞。

同時由於施工時壓實度達不到要求,使瀝青混合料空隙率過大,瀝青面層中的水無法排出,瀝青混合料在飽水後石料與瀝青粘附力降低,易發生剝落、鬆散、從而降低瀝青路面的抗剪強度。

(2)由於瀝青面層顆粒離析。瀝青面層集料大小顆粒離析區域性粗集料偏多,細集料偏少,則不易壓實,礦料與瀝青的粘結力小,抗剪強度低,容易出現鬆散。區域性細集料偏多,粗集料偏少,熱穩定性差,則容易出現車轍、擁包等破壞。

而在施工中運輸和攤鋪過程都很容易造成粗細顆粒離析。熱拌瀝青混合料特別是粗粒式瀝青混合料,從拌和機向運料汽車上放料時,由於落高大,易出現瀝青混合料離析。瀝青混合料從運料車上倒入攤鋪機受料斗時,還可能會再次出現離析。

(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,有的設計橋面鋪裝層厚度偏薄,有的厚度小於5cm;加上其層間不按規定均勻灑佈粘層油,使得汽車高速行駛時,輪胎後產生真空吸力,在行車荷載作用下,容易出現坑洞。

(4)瀝青被油溶解。在施工過程中由於施工機械在路面上停留而漏油,會造成瀝青被柴油溶解,使瀝青與礦料之間粘結力降低,使路面產生剝離、鬆散、出現坑洞。

(5)瀝青面層的壓實度偏低。瀝青面層的壓實度對瀝青路面的耐久性影響非常重要,壓實度的大小直接影響著瀝青路面的使用質量。有些單位在施工時對壓實度的重要性認識不足,片面追求平整度,而放鬆了對壓實度的控制。

通車後平整度迅速衰減,面層變形明顯。應該明確,平整度固然重要,但壓實度更重要,必須在確保壓實度的前提下來提高平整度。

二、原材料原因

1、所使用的瀝青效能不過關。

瀝青路面鋪築所使用的瀝青混合料主要由瀝青結合料、粗集料、細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良的粘結力、抗老化效能、高低溫穩定性能。另外,隨著國民經濟的蓬勃發展,道路運輸超、過載現象嚴重,對瀝青材料的效能提出更高的要求。

瀝青材料效能不過關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形勢發展的需要,目前修建的高等級公路及城市道路的瀝青路面已開始使用改性瀝青。

2、碎石的壓碎值、磨耗值不符合要求,或使用酸性礦料,造成瀝青混合料的穩定度偏低,引起瀝青路面早期的剝落。

3、礦粉(填料)的細度對瀝青混合料質量至關重要,瀝青與礦粉的互動作用影響瀝青混合料的抗剪強度。礦粉粒度小,比表面積大,其比表面積約佔礦料比表面積的80%,當礦粉較目標配合比時的礦粉平均粒徑增大一倍時,則礦粉比表面積是原比表面積的1/4。這樣,就會有較多的瀝青不能直接與礦粉表面互動作用形成結構瀝青,而形成了較多的自由瀝青,降低了瀝青與礦料之間的粘結力,在行車荷載的作用下形成泛油,因此控制礦粉的質量十分重要。

而目前,礦粉的質量很不穩定,往往粗細不均勻,甚至潮濕結團;或由於礦粉運至工地後,防雨防潮措施不良,造成礦粉潮濕、結團。而在拌和機內,礦粉是不加熱的,造成瀝青與礦粉拌和不均勻,影響瀝青混合料質量。

通過以上的分析,對瀝青路面早期破損可採取以下的預防措施:

一、地基沉降預防措施

軟土地基的排水固結是比較長的過程,因此,對軟土地基,一方面要根據軟基情況採用可行方案進行認真的加固整治,一方面要留有比較長的沉降時間,可將軟土地段瀝青路面施工安排在最後,特別是對採用砂墊層、插片石等方法進行軟基處理的地段,填土後要埋設沉降觀測裝置,定期進行觀測,待地基的沉降基本穩定後進行施工。

二、路基及路面基層施工的預防措施

保證路基壓實度符合規範要求,為消除橋頭沉陷,對橋頭部分填土,可用整體性好的材料如石灰土、二灰(石灰與粉煤灰)混合料、無砂大孔砼填築。確保路面基層的施工質量,半剛性基層要在足夠的齡期後才能進行瀝青面層的施工。

三、 瀝青路面施工的預防措施

(一)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。

(二)設定瀝青混合料成品料倉,控制成品料倉料位,防止卸料離析。

(三)提高面層攤鋪質量。在攤鋪混合料時,運距不能過遠,攤鋪溫度應控制在130℃~160℃為宜,攤鋪厚度均勻,保證瀝青面層的壓實度,壓實裝置數量應配套,速度控制在2m/min左右,碾壓遍數不能太少,以免混合料孔隙過大;一般不能進行補料,尤其是下面層;基層雨後潮濕未乾,不得攤鋪,更不得冒雨攤鋪;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。

(四)對橋面鋪裝層應按正常路段的上面層與中面層厚度進行設計,在水泥混凝土橋面上加鋪瀝青混凝土鋪裝層時,按規定灑佈粘層瀝青外還應該在混凝土鋪裝層施工時注意表面的粗糙度。

四、原材料及管理措施

(一)加強原材料的檢驗工作,對質量不符合要求的材料,絕不能使用,並不准運入工地,已運入工地的,必須限期清除出場。同時施工單位質量保證體系對每批進場材料進行檢查,對材料的數量、****、儲存堆放進行標識清楚。

(二)混集料的骨料應選用表面粗糙、石質堅硬、耐磨性強、嵌擠作用好、與瀝青粘附效能好的集料。如果骨料呈酸性則應新增一定數量的抗剝落劑或石灰粉,確保混合料的抗剝落效能,同時應盡量降低骨料的含水量。混合料使用的礦粉要進行搭棚存放,作好防雨防潮措施。

(三)加強瀝青混合料材料配合比的控制,施工單位自檢體系要嚴格控制材料規格、用量和礦料級配組成及瀝青用量。

(四)施工前檢查裝置,在瀝青路面施工前,施工單位要配合監理對拌和廠、攤鋪、壓實等施工機械裝置的配套情況、效能、計量精度等進行嚴格檢查,對不符合要求的機械裝置,應進行更換,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,有針對性地採取一系列預防和改善措施,同時按全面質量管理的要求,建立健全有效的質量保證體系,對施工全過程,每道工序的質量進行嚴格的檢查、控制,才能減少瀝青路面早期破損的發生,從而提高瀝青路面的建設質量。

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