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浅析沥青混凝土路面铺筑中病害的预防办法

 浅析沥青混凝土路面铺筑中病害的预防办法

  摘要:沥青混凝土路面在铺筑过程中即出现病害,会给将来的道路使用造成极大的隐患。针对沥青混凝土路面摊铺中易出现的病害,分析其原因,找到其防治方法,在今后的施工过程中及早予以预防,则可达到事半功倍的效果。

  关键词:沥青混凝土路面,铺筑,病害,防治方法

  我国的公路大部分是沥青混凝土路面。目前,轴载和交通量的不断增大对沥青混凝土路面提出了更高的要求,要求路面平整、无车辙、热稳定性高、弯沉值小。沥青混凝土混合料铺筑质量的优劣,直接影响着路面的使用寿命。笔者认为表面波浪、接缝不良、碾压发裂和推移是沥青混凝土路面铺筑过程中存在的主要病害。

  1 表面波浪

  在沥青混凝土混合料铺筑过程中形成表面波浪,首先导致路面平整度的降低,影响公路的服务能力和行车舒适性;其次降低了路面密实度,相应的孔隙率增大,影响路面的长期使用性能,减少了路面的使用寿命。表面波浪有长有短,形成原因也各不相同。

  1.1 形成原因。短波:①摊铺机熨平板前方混合料数量的变化,引起熨平板上反力的变化;②熨平板处于不良机械状态,如熨平板松弛或控制联结装置间隙过大等;③混合料软弱或混合料温度及组成的变化回导致混合料劲度的变化。长波:在导致形成长波的因素中,有一些因素与形成的短波相同,如熨平板前方材料总量的起伏波动和混合料的劲度变化,引起熨平板的上升和下降。①如果两个波峰之间的距离恰好是一车混合料的摊铺距离,形成原因是:由于摊铺机进料器活门安装不正确或是在每次添加混合料时,摊铺机的漏斗和刮板输送器空车运行。②混合料设计不当,造成混合料离析以及混合料温度的变化都有可能导致长波的形成。③碾压过程中压路机突然转向或倒车,压路机停在热的路面上,也可能形成表面波浪。④轮胎式摊铺机轮胎气压过低,机体随受料重量的变化上下变动,使摊铺层出现波浪。

  1.2 防治措施。防止表面波浪形成的关键因素是:保持摊铺机熨平板前方的混合料数量和劲度的一致。混合料数量的控制:①正确安装进料器活门;②在摊铺机向前移动过程中,保证刮板输送器和螺旋推运器连续输送混合料是时间不少于90%,最好是连续运转。

  2 接缝不良

  沥青混凝土路面接缝不良,会导致接缝两侧标高不一,路面倾斜,在行车作用下,易发生颠簸或造成沥青混凝土路面松散。如伴随压实不足,在重交通作用下,易造成接缝处面层过度磨损,且不良的接缝是透水的,水分经不良接缝下渗,则会给路基、路面造成更大破坏。

  2.1 纵缝。沥青混凝土路面纵向接缝不良,易导致新旧摊铺车道标高不一或接缝处混合料松散。造成纵缝不良的基本原因。①新旧摊铺车道不正确重叠,重叠太多发生隆起,重叠太少就会低于先摊铺的面层的标高。②与从原摊铺冷面层上耙平的方式有关,如果重叠量太大,又不能从纵缝处耙回多余的混合料则形成隆起;反之,如果重叠不足或耙走太多的混合料,则产生倾斜或沟槽。③不正确碾压方法。如果压实设备在接缝冷的一侧压茬太多,或是碾压时沥青混凝土混合料温度不够,则造成接缝处碾压不实。防治措施。两台摊铺机同时摊铺,达到路面全宽进行热接缝,热接缝能够得到一个良好接缝。

  2.2 横缝。造成横缝不良的原因:①在每次摊铺开始时,接缝处混合料过量,螺旋仓中输送的混合料太多,多余的材料向上推动摊铺机的熨平板,导致熨平板升高,在路面上留下鼓包。②许多路面的倾斜(下洼)现象发生在横缝的附近。防治措施:为了铺筑一条平整的横缝,摊铺时应调整好预留高度,控制不好的可采用相应高度的垫块,摊铺机从横缝处离开向前实施摊铺之前,熨平板必须适当拉紧并放置在垫块上,使熨平板处于正确的标高位置,即可避免在接缝处产生跳车现象或形成沉降、倾斜。在摊铺过程中,摊铺机螺旋送料器应连续传动,两侧应保持有不少于送料器高度2/3的混合料,摊铺速度均匀、缓慢、连续。熨平板运行平稳,不上下浮动,铺筑的路面就不会使车辆颠簸、倾斜。摊铺机驶离横缝之后,用搂耙清除接缝范围内过量的混合料,碾压时按要求先横向碾压再纵向碾压。

  3 发裂

  发裂是指短的横向裂纹,多发生在沥青混凝土的保护层或中间层次中,这些裂纹在摊铺过程中一般是看不到的,通常出现在碾压第一遍或第二遍之后。

  3.1 导致发裂的原因及分析。①由于混凝土下面层软弱,在压实设备作用下导致下层弯曲,引起路面结构的弯沉过大,从而使新铺沥青混合料被拉开,形成了细裂缝。②沥青混凝土混合料的组成有缺陷,即使矿料级配在允许范围之内,也会出现细微发裂现象。表1为施工过程中的2种筛分结果。

  从AC—16I型2组筛分结果可以看出,2号级配基本接近于标准级配的中值,1号级配除筛孔2.36mm、1.18mm、0.15mm

  和0.075mm外,其余的接近于标准级配的中值,其中1号级配中筛孔9.5mm和0.6mm的比2号级配更接近于标准级配的中值。从总体看1号级配基本符合标准级配的要求,2号级配油石比为5%,1号级配油石比为1.49%,基本相同,最佳油石比为5.1%。但沥青混凝土混合料铺筑效果却截然不同,2号级配混合料铺筑效果很好,1号级配混合料铺筑碾压过程中出现严重发裂,边部发生侧向推移。通过分析认为造成1号级配混合料严重发裂和侧向推移的原因是:砂量过多,且主要是中间粒径的砂偏多(1.18mm),细粒径的砂偏少(0.15mm)。

  上述的情况是2006年10月施工过程中,在换料调整配合比时发生的,为了进一步查清原因我们又做了沥青混合料稳定度试验。主要数据列于表2。从表2可以明显看出1号级配混合料的稳定度明显高于2号级配,而流值明显小于2号级配,通过比较分析,1号级配混合料的骨料间隙率小于2号级配,造成稳定度增高,而沥青体积百分率小于2号级配,造成流值偏小,也说明了1号级配混合料中中间粒径砂子偏多(1.18mm左右),引起流值偏小和碾压发裂的现象。

  3.2 解决措施。处理发裂问题的方法是,改善沥青混合料的特性。沥青含量、含水量、拌和温度适宜,消除级配曲线在2.36mm、1.18mm和0.15mm筛孔的隆起现象,特别注意砂子的用量。对于软弱的混合料,必须等混合料降到适宜的温度时才能碾压,一般情况下出现发裂后很难获得足够的密度。

  4 推移

  沥青混凝土面层推移,是指混合料在道路的纵向发生位移。它可能在压实工作期间发生,也可能在交通条件下发生。推移,是由于混合料不稳定或者是混合料软弱导致的。这些因素与导致发裂的因素基本相同,在混合料中流质过量,细集料级配曲线的隆起或碾压期间混合料的温度过高。具有高马歇尔稳定度的混合料,在压实设备碾压下或者是在以后的交通荷载的作用下,仍然可能产生纵向变形推移。碾压温度在140°左右时,厚的细集料的沥青混合料产生推移现象是很普遍的。

  沥青混凝土路面在铺筑过程中出现缺陷的问题很多,但主要是摊铺机本身和混合料缺陷的因素,使用良好的混合料和摊铺及压路设备,正确适宜的操作,克服不良人为因素可取得良好的铺筑效果。

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