浅析新疆公路沥青路面早期破坏原因及防治措施
2013-07-18刘品杉
刘品杉
摘 要 沥青路面出现的早期损坏,最主要有路基压实度、水稳定性因素、横向裂缝、沥青混凝土的均匀性因素、辙槽、泛油、松散、抗滑力、平整度等多个原因。
关键词 公路工程 破坏原因 防治措施
沥青路面出现的早期损坏,最主要有路基压实度、水稳定性因素、横向裂缝、沥青混凝土的均匀性因素、辙槽、泛油、松散、抗滑力、平整度等多个原因。本文主要结合上述几种现象,结合案例进行论述。
一、路基质量引起的路面早期损坏及原因
1.路基是路面的基础,与路面共同承受交通荷载的作用。路基施工质量的好坏直接影响到路面结构的安全性以及工程的经济性。(1)路基土的控制。路基一般是用自然土修筑的,施工选择取土场时,通过选择塑性指标较小的土来填筑路基。通常采用如下方法对路基土进行稳定:一是石灰稳定路基土,二是掺加粒料。(2)压实度控制,需注意两点,一是保证土的最佳含水量,二是合理选用压实机具。
2.公路施工中对构造物的处理中应注意的事项。(1)在公路施工过程中构造物的处理上,与构造物相邻接的填土路堤压实度不够以及对原地基未做适当加固处理,回填使用的水泥稳定砂砾混合料拌和的均匀性不够,使邻接构造物的路面明显下沉,产生桥头跳车,以上都是造成路面破坏的重要原因。(2)基坑回填是路基与桥台之间的基坑进行回填,回填从桥基础开始填筑填至原地面或路基现层面。路基填筑需要分层填筑,质检人员应在台背按照要求画出红线来指导施工,促使施工员按红线进行分层施工。基坑回填须用小夯进行夯实。基坑回填时应注意石块粒径,大粒径石块必须捡出或砸碎,否则会对质量造成不良影响。若基坑填筑完后,不能直接在盖板涵和涵洞顶面跑车,应垫至少20cm再跑车,防止车辆压裂盖板涵和涵洞。
3.公路施工中在软土基处理上出现的质量问题。软土地基继续沉降产生的路面(含桥头)沉陷,花高价进行处理的软土地基未得到应有效果的主要原因在于:采取处理措施后到铺筑路面前允许软土地基固结沉降的时间太短。我国公路除在构造物头上采用粉喷桩、搅拌桩、石灰粉煤灰土桩和碎石桩等桩基处理措施外,通常都采用袋装砂井或塑料排水板与砂垫层、加载预压相结合的排水固结法处理措施。造成软土地段路面大量沉陷的另一个重要原因是,袋装砂井或塑料排水板或粉喷桩、搅拌桩等没有打穿软土层,致使砂井底、排水板下端以及桩尖下部仍有一个层厚不一的软土层。当前的施工技术要将塑料排水板或袋装砂井打入深25m以上的软土层是困难的,粉喷桩的有效深度也只有约15m。
4.公路透层油和下封层施工不当对路面造成的破坏。开放交通后,在车辆荷载作用下产生滑移裂缝,并发展成松散破坏和坑洞。修补滑移裂缝的唯一办法是将由滑移裂缝的面层铲除后,重补新面层,同时注意保证新铺面层与基层良好黏结。下封层设在养生后的透层上面,与透层油结合,在基层与面层之间形成一道抵御水害(包括动水压破坏)的防护层。透层沥青材料在基层中的渗透,封闭了基层表面的开口孔隙且使无机结合料基层的亲油性得到改善,同封层材料牢固地熔合在一起。完整意义上的下封层应该是透层和封层的有机结合,而不应该把透层和封层分开。
二、水稳定性引起的沥青路面破坏
1.水损坏往往发生在雨季、春融季节、冰雪季节,尤其是表面粗糙、空隙率大的表面层或底面层,雨水、冰融水进入混合料内部一时很难排除而充满在孔隙中,在有水的条件下汽车荷载和冻融循环反复作用使沥青膜剥离,使的沥青路面从车辆轨迹带开始产生破坏。
2.在选择沥青混合料时,尽量使用吸水率小的集料,以减小路面混合料的空隙率,加强压实,减少沥青与空气的接触,同时采用耐老化性能好的沥青材料。另外,沥青层必须有一定的厚度与集料粒径相匹配。
3.在沥青路面施工过程中,如在雨天、寒冷、潮湿的气候条件下施工,有一部分水分经碾压被封闭在沥青混合料中,严重影响集料与沥青的黏结,导致沥青路面裂缝、坑槽,影响混合料的水稳定性。
4.施工工艺对混合料的水稳定性的影响集中体现在压实上,水损坏的现象主要有表面层产生坑洞、表面层和中面层同时产生坑洞以及局部表面产生网裂和形变、唧浆、网裂、坑洞同时发生。
三、 横向裂缝和纵向裂缝引起沥青路面破坏的原因
1.温度收缩裂缝。横向裂缝主要是沥青路面的温度收缩裂缝,低温收缩裂缝是新疆地区特有的一种沥青混合料路面破坏形势。优质沥青会明显减少温度裂缝,特别是减少早期温度裂缝,沥青较稀、黏度较高有利于减少温度裂缝。
2.反射裂缝。反射裂缝是形成横向裂缝的主要原因。为了减少半刚性基层收缩裂缝的反裂缝应注意:沥青面层必须有一定的厚度,能对基层起到足够的保温作用;半刚性基层的组成中应有足够数量的粗集料,这样半刚性基层材料的收缩性将大为减少;半刚性基层施工时含水量不能太高,并具有良好的养生,沥青面层在当年基层尚未开裂之前必须铺上。
四、沥青混凝土的均匀性造成路面早期破坏
沥青混凝土的均匀性愈好,其强度就愈均匀,面层表面的薄弱处也就愈少,温度裂缝的数量也会愈少。首先,从不同碎石场采购来的名义上同规格的碎石颗粒组成却变异性很大,这是导致路面不均匀的原因。另外,摊铺机操作不当、沥青混合料的设计等任何细小差错都能产生不均匀的表面。因此,应对上述问题予以重视。
五、辙槽的定义及路面损坏原因
辙槽常被定义为沥青路面轨迹带的凹陷。造成公路沥青路辙槽的原因及影响因素有:一是车的数量及其轴重和轮胎压力;二为行车速度。用于上坡路段上的沥青混凝土需要有较大的抗辙槽力。
例如,昌吉市312国道“头屯街到石油大厦”段,在2009年之前,那条路上的车辙现象特别严重,最深的达到10 cm,在2010年对那条路上的沥青表层车辙进行了铲除,对下面的水稳层重新处理后,又摊铺了一层沥青混合料,目前此道路的平整、舒适度再不会像以前那样颠簸了。
对于连续长度不超过30 m、辙槽深度小于8 mm、行车有小摆动感觉的,可通过对路面烘烤、耙松、添加适当新料后压实即可。当沥青面层磨损、横向推移时,应清除不稳定层,用铣刨机拉毛,重铺面层。
当基层或土基不稳定时,应先进行补强处理后,再修复面层。对于因基层施工质量差引起的车辙、推移,在重新摊铺面层前应先行处理好软弱基层。
六、平整度
公路开放交通后,沥青路面的平整度一般都比较差。在行车荷载反复作用下,面层的压密形变也不同,这就导致表面出现不平整。只有提高标面层以下各层的平整度,使沥青混面层的厚度误差小,才能保持竣工时表面层良好的平整度维持较长的时间。此外,沥青混合料本身的不均匀,包括矿料级配的变化、压实度或空隙率的差异等也会导致表面平整度变差。
七、科学的公路运营管理有助于延长其使用年限
为了防治沥青路面的早期破坏,沥青路面的设计和施工还需解决以下的问题:路面要有足够的承载能力、路面结构的抗永久变形能力强、面层表面泛油现象。
八、结束语
总之,只有在实际工作中,层层重视、层层控制、层层落实,才能从根本上减少沥青路面破损现象的发生, 使城市道路建设质量全面提高, 更上新台阶。
参考文献
[1]JTG E40-2004,中华人民共和国行业标准《公路沥青路面施工技术规范》.北京:人民交通出版社,2004年11月.