沥青混凝土路面质量控制研究
2018-05-14于飞
【摘要】在使用过程中,沥青混凝土路面会出现裂缝、车辙、水损坏、松散、泛油、坑槽等病害,此类病害严重影响了路面使用质量和安全。为预防和减少病害的出现,延长沥青路面使用寿命,我从多个方面对沥青混凝土路面进行了分析研究,具体如下:
【关键词】沥青混凝土;方案;环节;质量控制
1、路面设计方面
1.1提高路面压实标准,减小空隙率
《公路工程质量评定标准》(JTGF80/1-2004)规定,高速公路、一级公路沥青混凝土面层的压实度最小为96%,事实上,按规范要求控制压实度时,沥青路面空隙率有相当一部分大于8%,路面处于渗水状态。将压实度标准提高至98%,除个别点外空隙率都在3%至4%,路面渗水实验80%以上渗水率60ml/min,从而有效控制了路面渗水,基本消除了路面渗水的隐患。长期积水,也会导致沥青混凝土的稳定度下降,发生冻融危害。设计空隙率小于4%时,沥青面层中的水在荷载作用下一般不会产生冻水压力,不易造成水损破坏。因此,减小沥青路面的空隙率或及时将水排出路面,可以有效阻止水对结构层的破坏。而事实上,路面空隙率较大时,渗入面层空隙的水中常常有泥沙等杂物,杂物不断沉积在空隙中,堵塞空隙,导致无法排水,从而破坏路面,因此,减小路面空隙率,才能消除水的侵害作用。
1.2优选基层结构设计方案
基层结构设计是否合理直接影响面层的质量。下承层强度不足,弯沉值达不到设计值,或设计弯沉值偏低,可直接导致沥青面层产生拥包、龟裂等,因此在面层结构设计中应考虑在路槽之间设一层垫层,基层结构可设成多层基层(2层以上)型式。
在路面结构设计中,引进柔性基层可减少沥青路面开裂和水损坏,具有较好的长期使用性能。沥青稳定碎石柔性基层不会产生反射裂缝,即使面层有渗水,也较半刚性基层材料排水能力强,在防止水损害方面较半刚性基层好。
1.3优选面层结构设计方案
路面结构上面层尽量设计为Ⅰ型密级配型式,有条件的可以设计封层,以防止水分侵入。
2、严格控制施工工艺
施工作业在公路建设中占有重要的地位,在设计合理前提下,先进优良的施工工艺左右着工程质量的优劣。在一定程度上,先进设备的产能、性能及与之配套的摊铺压实设备等直接决定工艺的先进与否,现在一般高等级公路沥青路面施工的拌和设备产能已要求到4000型以上。
2.1铺设试验段
首先,检验计划投入使用设备的可靠性,优化其施工机械设备组合和工序衔接。其次,检验选用的原材料及混合料的组成设计是否符合质量要求;第三,确定材料生产配合比以及摊铺系数;第四,确定每一作业段的合适长度和一次摊铺的合理厚度;第五,确定标准施工方法或工艺。
施工作业过程中,应完全按照成功铺筑试验段的操作工艺及技术参数进行控制,并随时注意下列问题:包括沥青、矿料、混合料、混合料储存、改性沥青制作及储存、集料加热、混合料出厂等各项温度,不得超过设计温度。
2.2确定各层混和料的最佳配合比
为取得试验段的成功,按规范要求提前做好各结构层混合料配合比试验,在大量试验数据的基础上,选定最佳配合比。沥青混凝土混合料在满足稳定度、空隙率和流值等项指标前提下,沥青用量取现行规范的中下值为宜。
2.3做好路基的交接验收
路基顶面作为交接工序,其各项检评指标是否合格格外重要。路面施工前,要对路基合同段的路基中线、宽度、弯沉、平整度、压实度和路基设计标高等进行全面检测,特别是桥梁顶面标高和构造物两头的回填质量。路基质量的好坏直接关系到路面铺设施工的优劣。
2.4控制好碾压技术环节
压路机必须在摊铺机后紧跟着,在尽可能高的温度状态下碾压,不得等候,振动压路机碾压速度大于6km/h时,面层可能产生波浪不平整现象;速度小于3km/h时,可能产生过振现象,容易导致骨料破碎和泛油问题发生。故应严格控制振动压路机碾压速度。碾压时压路机驱动轮应面向摊铺机,振动压路机振动频率要求35Hz至50Hz,振幅为0.3mm至0.8mm。面层厚度大时应相应选用大频率、大振幅。碾压倒车时,应先停车,再慢速起动以避免沥青面层产生推拥,为防压路机粘轮,可用喷雾器在轮上薄层喷涂柴油、煤油、切削油乳液或硅硐类防粘剂,轮胎压路机胎压大于0.5MPa,碾压应由低处向高处顺序进行,压轮重叠应不小于20cm。
2.5控制好工作缝技术环节
横向施工缝应采用平接缝,宜采用“切缝”方式,在接缝前端预先铺砂,在混合料未冷却结硬之前进行切缝,应特别注意横向接缝处的平整度,接缝位置应通过三米直尺测量确定。接缝时,新铺混合料应严格按基准线或松铺系数确定摊铺厚度。压路机可先采用45°辐射碾压再纵向碾压,碾压后检测平整度,需调整时用较细的混合料来填补或及时铲掉高出部分。
2.6严格控制超载
沥青混合料是一种弹性—粘塑性材料,有时仅呈现为弹性性質,有时则主要呈粘塑性性质,而大多数情况下,几乎同时综合呈现上述性质。沥青混合料的蠕变试验表明,在作用应力恒定的情况下,弹性—粘塑性材料的变形随时间的发展,取决于作用应力的大小。当作用力相当小,即低于弹性极限或屈服点时,应力作用后,一部分变形呈瞬时弹性变形,一部分变形呈滞后弹性变形,这两种变形分别在瞬间随时间增加逐渐消失。沥青混合料受力较大时,材料呈现出弹性或兼有粘弹性的性质,当作用力相当大时,在相当长时间(超过弹性变形发展时间)内,材料的变形除有瞬时弹性变形和滞后弹性变形外,还存在粘滞性塑性流动变形。应力撤除后,这部分变形不再恢复,即塑性变形。这种情况表明,沥青混合料受力相当大且受力时间较长时,材料不仅产生弹性变形,而且有随时间而发展的塑性变形。
由此可见,车辆荷载超出路面设计的弹性极限或屈服点时(即超载),将产生不可恢复的塑性变形。超载作用次数越多,不可恢复的塑性变形积累越多。长期超载,塑性变形累加,就出现车辙、拥包等不良病害,降低路面使用功能,减少路面使用寿命。严格控制超载,也是提高公路使用寿命的重要手段。
结语:
沥青混凝土路面有许多优点,但在实际应用过程中,一定要从设计、原材料质量、施工工艺、质量控制标准和质量控制方法等方面严格要求,才能达到良好的效果。
作者简介:
于飞,烟台市牟平公路管理局。