市政道路沥青路面质量通病防控

2022-04-03 09:39:35 | 浏览次数:

摘 要:随着道路施工技术及施工要求的提高,各种沥青混凝土路面被广泛应用到现代市政道路建设领域。与普通混凝土路面相比较,沥青路面具有坚实、耐磨、施工期短、表面平整、噪声低、养护维修简便、适宜分期修建、行车舒适等诸多优点。但因受到施工技术、行车密度、超载现象等各种因素的影响,沥青路面质量病害越来越成为社会关注的焦点。考虑到沥青路面质量病害对道路使用寿命及行车安全等方面的不良影响,业内工作者纷纷投身到道路沥青路面质量通病防控的研究。本文主要对市政道路沥青路面质量病害的防控展开论述,以控制市政道路沥青路面质量通病。

关键词:市政道路;沥青路面;防控

中图分类号:U416.217 文献标识码:A 文章编号:1671-3362(2013)11-0203-02

1 研究背景

众所周知,道路工程由路面、基层、路基3大部分组成,其中基层与路基的稳定性与强度均需满足工程设计要求。与路基相比较,路面更容易受到阳光、水流、气温、降水、各类腐蚀性物质等外界因素的影响,此外路面与行车荷载直接接触,此时必须把路面的稳定性、强度、耐久性、刚度、平整度等特性提升到既定高度。沥青路面质量病害存在十分显著的阶段性:第一阶段路面产生波浪式皱纹,此时路面平整度并未发生任何显著变化;第二阶段路面产生直接约5~20cm的连续性小疙瘩,此时路面平整度下降较明显;第三阶段属开裂、推移阶段,即路面出现与路面中线呈20°~50°夹角的横裂缝,路面边缘出现隆起带。

例如:某市政道路主要路段全线长5.9km,路面宽28m,设计行车速度50km/h。该市政道路工程全部采用16cm厚的沥青混凝土路面,其中上层采用4cm厚的AC-13C型细粒式沥青混凝土;中层采用5cm厚的AC-20C调整型细粒式沥青混凝土;下层采用7cm厚的AC-25C调整型细粒式沥青混凝土;道路基层采用48cm厚的水泥稳定级配碎石。2009年该市政道路工程建成通车,但通车后2a间,该道路工程沥青路面便出现不同程度、不同形式的病害,如拥包、裂缝、坑槽等。根据该市政道路工程沥青路面质量病害的具体情况,本文认为对沥青路面病害必须做到“病害发现要及时、病害原因应透彻、病害处理有重点”3方面要求。因此,以下针对这几方面病害进行相应论述。

2 市政道路沥青路面拥包病害的成因与防控

2.1 沥青路面推移拥包病害的成因

沥青路面推移拥包病害主要由沥青面层材料的抗剪强度不足所致,其影响因素主要包括车辆超载情况、交通量的大小、沥青路面结构层设计、沥青路面施工工艺、沥青路面材料、沥青混合料矿料级配等。结合自身多年工作经验,主要从以下3个方面对沥青路面推移拥包的成因展开论述。

2.1.1 车辆超载的影响

据相关研究数据表明,车辆超载30%所对应的换算系数是满载的3.131倍;车辆超载60%所对应的换算系数是满载的7.725倍;车辆超载100%所对应的换算系数是满载的20.393倍。研究证实,沥青路面运行早期的沥青混合料颗粒并不具备稳定的结构,其尚处在微推移阶段,此时路面结构层的抗冲击强度与抗弯拉强度皆未达到既定标准。但期间重型车辆必然使路面结构层的拉应力比抗弯拉强度大,即沥青路面一旦受到重型车轮的反复碾压,其必然形成车辙,进而发展成推移拥包,由此使得沥青路面的稳定性下降。

2.1.2 路面基层强度的影响

2.1.3 沥青路面施工质量的影响

大量试验数据表明,沥青路面的整体强度受到路面结构层材料均匀性的影响非常明显,其中沥青混合料内矿粉的掺量、沥青的含量、矿料的配比组合皆对沥青混合料及沥青原材的流值、稳定度、孔隙率等指标造成直接性的影响,进而对沥青路面的使用性能造成直接性的影响。据调查资料表明,若沥青路面结构层施工质量控制较差,其弯拉强度仅占均匀材料弯拉强度的1/2。由此可见,矿料级配控制、沥青含量控制、混合料从摊铺到碾压皆应严格执行有关规范,同时必须加强对各施工环节的检测力度,进而确保沥青路面材料施工的均匀性。

2.2 沥青路面推移拥包病害的防控

结合《公路工程技术标准》及沥青路面推移拥包病害的具体情况,本文认为沥青路面推移拥包病害的防控应从以下几方面入手。

立足源头,对进场原材料的质量与规格进行严格控制;选用温度稳定性较高的改性沥青或沥青,对各施工部分的试验检测及沥青用量控制进行重点把控;对拌合配比调试进行严格把关,由此优化各料仓运转技术状态与计量控制装置,进而提高沥青混合料的生产质量;接料之前,必须把隔离剂用喷雾器均匀喷洒到运料汽车的车帮与车底部位,由此提高汽车卸料的整体性,以免沥青混合料发生离析现象;使用摊铺机摊铺之前,必须确保摊铺机及其找平装置具有良好的工作状态;同时结合试铺效果对摊铺机进行调整,由此确保路面摊铺的平整度等。

3 市政道路沥青路面裂缝的成因与防控

裂缝问题是市政道路沥青路面的最主要破坏形式,其不仅对路面结构造成直接性的影响,同时会衍生出其他病害。沥青路面裂缝病害的影响因素与表现形式皆呈现出多样化,由此可见,加强对沥青路面裂缝病害成因与防控的分析具有现实意义。

3.1 沥青路面裂缝的成因

市政道路沥青路面裂缝的影响因素众多,其中包括设计质量问题、原材料质量问题、路基均匀度不够、施工质量问题等。若沥青路面设计方面未对路面的荷载情况进行考虑,或路面结构设计不合理,其必然导致沥青路面强度与车辆长期碾压之间不相协调,此外若未准确估量出道路使用年限期间总的行车数量(估量数据较实际数据小),其必然导致沥青路面强度不能达到实际使用强度。这样以来,持续攀升的交通流量必然使强度较低的沥青路面产生裂缝。若路基产生不均匀沉降,车辆对路基的反复荷载作用必然导致沥青路面出现裂缝问题。此外,道路改建阶段未正确处理路基,即路基局部压实度不够,同样也会导致沥青路面产生裂缝。与此同时,工程施工阶段未采取封闭式施工方式,其亦可能给沥青路面裂缝的产生埋下隐患。

3.2 沥青路面裂缝病害的防控

由前文可知,沥青路面裂缝病害的成因涉及设计方面、原材料选购方面、施工质量方面等。基于此,本小节主要从如下方面展开论述。

3.2.1 沥青路面设计环节

完善对路面防水功能的设计,由此确保沥青路面的快速排水,以免地表水深入基层;消除中间层应力,即传递结构层选用柔性的基层;沥青面层与基层之间设置一定的聚酯纤维网格,由此提高两者间的弹性模量。

3.2.2 沥青路面所用材料

必须严格按照设计要求进行采购,其中必须加强对进场材料质量与规格的检查,针对某些特殊的材料,必须事先进行相关试验。

3.2.3 施工环节的控制

施工环节的控制是沥青路面裂缝防控的关键,路基填土过程必须确保土质的均匀性,不得夹杂淤泥或腐殖土;路基施工阶段碾压采用重型的压实标准,同时必定把边坡压实与分层压筑工作控制到位;沥青混合料的压实作业必须确保其具备最佳的含水量,同时采用更加先进的碾压方式,以免湿度温度对基层顶面造成不良影响;施工活动的安排应科学有序,最好采用全幅摊铺方式或2台摊铺机衔接摊铺作业,以避免冷接缝,无法避免时,冷缝工作必须严格执行有关标准,即把压实的摊铺边缘压实整齐,同时把浮料清除干净,涂刷粘层油,随后敷压一定的沥青热混合料,以免沥青路面因外力作用产生裂缝病害。

4 市政道路沥青路面坑槽病害的成因与防治

坑槽是市政道路沥青路面产生的另一典型病害,其严重影响着道路的行车安全与行车舒适度。由此可见,加强对市政道路沥青路面坑槽病害的研究具有现实意义。

4.1 沥青路面坑槽病害的成因

沥青路面坑槽病害的影响因素众多,其中包括沥青表面层质量低、路面结构层受损、路基翻浆等,此外市政道路的各个部位皆有可能出现坑槽病害。基于此,本章节主要从以下几方面对沥青路面坑槽病害的成因展开论述。

若沥青路面上面层混合料存有较大的空隙率或石料与沥青之间的粘附力较弱,路表水极易渗入沥青表面层混合料内,此时一旦受到重载车辆行车荷载的反复作用,其必然引起表面层石料表面的沥青剥落,进而导致局部沥青路面产生松散破损现象,加上车轮对散落石料的反复作用,路面必然出现坑槽现象。

沥青表面层与中间面层的坑槽主要由行车荷载作用所致。若沥青路面结构层底部的拉应力较其材料的抗拉强度大,加上行车荷载作用,沥青路面必然会出现局部沉陷(或变形)、裂缝、向外侧推挤等问题,进而衍生出粒料分离问题,此时病害部位一旦受到行车作用,坑槽病害便随之产生。

基层与底基层的坑槽主要由路基翻浆现象所致,即重载车辆的反复作用致使自由水反复冲刷基层混合料表层的细料,进而形成白色浆,此时孔隙水压力与动水压力的反复作用致使整个面层的粒料产生松散现象,同时由面层损坏表现出来,进而形成坑槽现象。

4.2 沥青路面坑槽病害的防控

结合《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F-40-2004)及沥青路面坑槽病害的成因与发病机理,本文认为应从以下几方面对沥青路面坑槽病害进行防治。

摊铺沥青路面之前,认真检查下卧层,由此确保其稳定性,同时及时处理好软弱层,做到干净无杂物;沥青面层的施工厚度必须控制到允许范围以内,由此提高上下层之间的连接效果。完善沥青路面养护措施,及时排出结构层的积水;路面结构组合与强度皆应遵循设计规范对交通荷载的具体要求,此外上基层所选材料必须具备较好的水稳定性。

针对使用阶段出现的坑槽问题,必须坑槽病害进行分类修补。

4.2.1 应急性修补

开槽成型→清除干净坑槽内的灰尘、松散物、淤泥等→灌入冷补料(松铺系数介于1.2~1.5之间)→摊铺均匀→用振动式路碾机或夯锤压实,注意深度超出6cm的坑槽需以分层方式投料夯实。若车辆行驶碾压使沥青路面下沉,则仅需把细度更高的冷补料摊铺到沉降部位,同时按照要求标准压实即可。

4.2.2 高强度辐射热加热修补

加热、耙松沥青路面→喷洒乳化沥青→加入新拌制的热沥青→用压力机压实。

4.2.3 雨天抢救性修补

针对通车年限较长的沥青路面,其往往因雨水作用而出现大范围坑槽病害,此时应采用热修补材料,对病害路段进行沿线填补,由此确保行车安全。雨天抢救性修补不要求处理原始坑槽,待热修补材料填满以后直接进行压实作业,但过后必须选择晴天对原修补坑槽接缝做加热处理。

5 结语

综上所述,沥青路面是当今市政道路工程领域应用范围最广的路面形式,其具有坚实、耐磨、施工期短、表面平整、噪声低、养护维修简便、适宜分期修建、行车舒适等诸多优点。但因受到自然环境、施工方法、行车荷载等因素的影响,沥青路面质量问题普遍存在。由此可见,必须加强对市政道路沥青路面质量病害的防控,由此确保沥青路面的行车安全、舒适度、畅通性等,同时也对延长市政道路的使用寿命发挥不可忽视的作用。

参考文献

[1] 刘玉林.沥青混凝土路面质量通病的分析与防治[J].城市建设理论研究(电子版),2011(21).

[2] 燕明.分析市政道路沥青混凝土路面通病成因论其防治方法[J].中华民居,2011(06):257-258.

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