摘要:本文从施工、养护过程中的设备因素运用角度分析了高速公路沥青砼路面早期破损的原因,并提出了防治措施。
关键词:沥青路面;早期破损;设备因素;原因分析;防治措施
高速公路沥青砼路面破坏的原因包括内因(材料、结构工艺)与外因(荷载、自然气候、水文地质)及施工工艺等多种因素。在不同的 条件下,各种因素不同程度的交叉组合使路面破坏的原因复杂多变。调查发现,沥青路面破坏常发生在多雨季节,集中在沥青路面透水严重和路基路面排水不良的路段。
一、高速公路沥青路面早期破损的原因分析
1.1 高速公路沥青混合料拌和设备技术含量低
为保证拌制的沥青混凝土混合料成品符合规定的质量,必须要进行工前、工后和运转中对原材料的质量、成品料的质量及设备本身三方面的检查。沥青混合料应在拌和场制备,在拌制一种新配合比的混合料之前,或者中断了一段时间后,应根据室内配合比进行试拌。通过试拌及抽样实验确定施工质量控制指标。在拌和工序,要注意材料的检验,保证所用矿料符合质量要求。2004年以前,酒泉公路总段只有一个实验室,配备实验员15人,主要为工程处承接的高速公路建设做配套服务,养护单位在养护作业施工时主要靠技术人员的经验,材料是否级配、矿料是否符合质量要求,没有科学的检测手段,导致养护质量难以有大的提升。2004年,酒泉总段投资10多万元,购置实验检测仪器、培训实验员6名,在6个养护单位建立起了基层实验室,较好地解决了砂石材料的级配和油路三大指标的检测难题,养护质量得以大幅度提高。目前,我们在养护上仍然使用的HB20型拌和机,级配、温度控制、混合料计量、拌和时间控制等关键部分技术含量低,难以满足提高养护质量对拌和设备的要求,建议局里逐步配 备新型拌和设备,彻底解决拌和设备技术含量低的问题。
1.2 高速公路沥青路面施工环节控制不严
路面施工过程是公路工程整体质量形成的关键环节。
1.2.1 混合料面层施工中的设备因素
压实度不足,沥青面层空隙率过大受水浸入而产生破损。
压实是沥青混凝土面层施工的最后一道工序,其目的是提高混合料的强度、稳定性以及抗疲劳特性。压实质量的检测要按照有关技术规范的规定进行。压实质量主要检测项目有压实度、厚度、平整度、粗糙度,并要求面层外观密实均匀。沥青混凝土混合料碾压成型后,其缺陷一般很难修整。对一些较大缺陷,如厚度不足,平整度太差、松散、泛油等应及时返工,即使是已成型变硬也要返工。对松散、泛油往往是局部返工;厚度不足或平整度太差则要求全面返工。返工所造成的经济损失较大,因此现场压实过程中,压实后质量的检查及出现问题后的及时补救是十分重要的,这可将缺陷率降低到最低限度,尽量避免返工现象。实践证明,沥青面层破损的一个很重要的原因是水引起的。沥青面层中水的来源有地表水和地下 水,但主要是地表水。在汽车荷载及温度变化作用下,沥青面层产生早期破损。
沥青面层颗粒离析。集料大小颗粒组成不均匀以及在运输和摊铺过程中造成粗细颗粒离析。沥青面层集料大小颗粒离析使局部粗集料偏多,细集料偏小,不易压实,导致矿料与沥青的粘结力偏小,抗剪强度降低,容易使沥青路面出现松散。局部细集料偏多,粗集料偏少,使沥青路面热稳定性差,在高温季节容易出现车辙、拥包等病害。
1.2.2 基层施工中的设备因素
基层是承担面层传递荷载的主要承重层,基层质量的好坏,直接影响着沥青路面的使用质量。在施工各个环节中,稍有疏忽,会给沥青路面的使用质量造成隐患。
①拌和与摊铺过程中粗细集料集中引起基层材料的不均匀,进而造成基层强度的稳定性的不均匀。
②选用的基层材料塑性指数或含泥量偏大
由于水份的进入使基层含水量增加,基层强度大幅度降低,从而导致沥青路面早期破损。
③施工中不注意控制细集料的含量(小于0.075毫米)。
④压实度不足。虽然在施工中,严格按最大干密度控制施工压实度,但却忽略了基层的压实度与混合料中粗细集料的比例特 征,特别是粗集料的比例特征密切相关,当测定点的粗粒料含量偏大时,即使压实度达到100%,并不表示该基层密实,致使沥青路面产生坑槽、松散等病害。
1.3 养护管理及其他原因
(1)日常养护中压实设备及压实工艺的影响
在目前的养护作业中,受资金因素影响,压实设备没有配套 成龙,初压、复压、终压三个工序在养护实践中难以实现,达到 压实混合料的必需的压实度的压实设备条件不具备,是造成路面早期损坏的一大原因。同时,由于养护中施工面积小,难以碾压 密实,用油量不好控制。沥青含量低会使空隙率更大,表面水容 易下渗。一下雨就会前功尽弃。沥青含量高就形成油包、车辙等病害。因此,现在养护单位很少采用贯入式,而多是采用拌和法。但在拌和法修补路面病害时大多数人员凭经验,不注意混合料是否级配,而盲目修补,压实又难以达到要求,所以前补后坏 现象是必然发生的。
(2)排水设施排水不畅
混合交通量的公路一般都是穿村过镇,村镇街道大多排水不畅,每次降雨,都使大量地表水积聚在公路路面及路基范围内,使公路成了排水沟,导致大量水进入路面结构层和路基中,使路面结构和路基处于潮湿或过分潮湿状态,在行车荷载作用下,致使沥青路面早期破损。
(3)超限运输
引起沥青路面早期破坏的后天原因中最主要的原因是超限运输。超限运输亦称为公路“杀手”,现在超限车辆的增加对公路的路面破坏程度以几何级数增长,使沥青面层的使用年限缩短50-60%.
二、高速公路沥青路面破损防治
(1)不论是基层还是面层,设计时结构型式、结构厚度要因地制宜、符合当地的气候、水文地质,合理选用。
(2)材料的各项指标都要达标,且要选用恰当。
(3)水是破坏沥青路面的重要原因,因此应提高沥青面层压实标准。在沥青混合料中加入抗剥落剂,以防沥青与石料的剥落。
(4)要严格按规范要求控制沥青路面施工环节,减少施工造成的先天病害。
小结:避免沥青路面早期破损的现象,延长沥青路面使用年限,提高投资效益,需要设计、施工、养护管理等各方面的共同努力,按照规范和标准,结合工程所处地理位置,沿线的水文地质及筑路材料等情况,严格履行各自职能,是保证路面使用寿命的根本要求。同时,超限运输对路面的损坏不容忽视,值得关注,应加强对超限运输的综合治理。而选择合理的机械组合方式及正确的设备操作、调试、维修保养对预防路面早期损坏的作用不容忽视,应该引起我们的高度重视。
参考文献:
1、《高速公路沥青路面早期损坏与防治及路面设计、材料设计、施工和验收规范标准及国家强制性条文实务全书》作者: 徐清山出版社:中国交通出版社
2、《交通科技丛书-高速公路沥青路面早期损坏分析与防治对策》