公路路面主要包括有面層、基層以及底基層幾部分,面層是直接與承載車(chē)輛接觸的部分,其通常以瀝青混合料作為首選。因其相對于水泥等混合料而言柔性大、剛度小,應用于公路路面上可使其表面更平整、減少震動(dòng),利于車(chē)輛的穩定行駛,另外瀝青公路的施工及維護也較為容易,因而我國90%以上的高等公路建設主要以瀝青為主。隨著(zhù)國家經(jīng)濟的發(fā)展及人們購買(mǎi)力的提高,各瀝青公路段承載著(zhù)不同程度的重交通量,這會(huì )給公路路面的質(zhì)量帶來(lái)嚴峻的考驗,因而應對瀝青路面的施工質(zhì)量把控予以高度重視。瀝青公路在施工時(shí),路面離析是影響到路面質(zhì)量較常見(jiàn)的現象,其會(huì )嚴重影響到路面建成通車(chē)的使用性能并加快其早期損壞,大大降低路面的使用壽命,因而在實(shí)際施工時(shí)應認真對待路面的離析問(wèn)題。
瀝青路面的施工離析
瀝青路面層的施工過(guò)程
瀝青路面層是直接與車(chē)輛接觸的部分,因而其施工質(zhì)量對整個(gè)路面的影響至關(guān)重要。瀝青路面層的施工過(guò)程主要包括以下部分:
(1)對路面層瀝青混合料進(jìn)行選擇,并嚴格按照級配對混合料進(jìn)行拌和;
(2)通過(guò)運料車(chē)將混合料送至施工地點(diǎn)并卸料,然后利用攤鋪機進(jìn)行攤鋪,使用壓路機對混合料進(jìn)行壓實(shí)等。
通過(guò)完成以上工作,保障路面層的強度及穩定性滿(mǎn)足相關(guān)標準要求。
瀝青路面上的施工離析類(lèi)型
從廣義上講,瀝青路面的離析是指瀝青混合土材料在性能上旳不均勻變化,其主要體現在級配離析、溫度離析以及碾壓離析等。級配離析主要是指熱拌瀝青混合料在生產(chǎn)、運輸或鋪設過(guò)程中的失誤造成路面瀝青分布量不均,進(jìn)而難以發(fā)揮其理想級配效果;溫度離析則因熱拌瀝青混合料從混合生產(chǎn)到路面鋪設過(guò)程中,受天氣、設備等外界因素的作用,使得混合料各部分的熱量散發(fā)不同,進(jìn)而導致其各自溫度體現差異性,路面上溫度低的瀝青混合料硬度較大,施工壓實(shí)難度大,因而會(huì )增大路面的空隙率,如此便增加雨水等滲透風(fēng)險,加劇路面的損壞程度;最后是碾壓離析,其主要是由于碾壓設備在路面不同部分的不均衡的壓實(shí)力引起路面施工質(zhì)量與理想指標不同。
瀝青路面的離析特征
在瀝青路面發(fā)生施工離析時(shí),級配離析主要是在瀝青路面的不同區域,其粗、細集料明顯分離,即某個(gè)區域集中為粗集料,而另一區域則以細集料為主,進(jìn)而使得路面在使用性能上體現差異性,其受損程度也不同;溫度及碾壓離析則體現為不同壓實(shí)作用下路面承重能力的不同。
瀝青路面施工離析原因分析及早期損壞
離析產(chǎn)生原因
級配離析的產(chǎn)生與所用的瀝青混合原料粒徑變化關(guān)系緊密,若冷料粒徑頻繁改變,則會(huì )影響到混合料的級配,從而偏離理想級配效果。冷料的粒徑變化主要表現兩點(diǎn):一種為礦料粒徑在完成加工后整體偏大或偏小,進(jìn)而影響后續級配效果;而一種則是在料場(chǎng)中存在混料問(wèn)題,即混合料的某種原料粒徑不符合標準。
溫度離析主要是與混合料的散熱相關(guān),且當路面發(fā)生嚴重的級配離析問(wèn)題時(shí)也會(huì )引起溫度離析?;旌衔镌谶\輸過(guò)程中,其表面溫度會(huì )下降,進(jìn)而在卸料時(shí)熱混合料會(huì )先于冷集料滾落,導致冷集料堆積于一起,經(jīng)推鋪機后集中于路面某部分,如此路面上冷、熱集料分布不均造成溫度離析問(wèn)題。
碾壓離析主要是路面施工所用的設備,如壓路機對路面的碾壓造成的,此外其還與級配離析及溫度離析密切相關(guān)。若從集料考慮,因瀝青混合料的粗細不均勻,因而其碾壓所需壓實(shí)功相應地有差異性,從而偏離壓路機設定的壓實(shí)功,導致集料的壓實(shí)度未能符合要求;從集料溫度方面看,因其溫度的差異性使得在鋪設過(guò)程中熱、冷集料相互分離,進(jìn)而在碾壓過(guò)程中部分混合料溫度偏低,瀝青的潤滑效果較差,導致混合料的壓實(shí)效果不理想,從而引起碾壓離析作用。
路面早期損壞分析
瀝青路面的早期損壞包括坑槽、車(chē)轍等現象,其與路面施工、道路承載情況及后期維護等緊密相關(guān),其直接原因多與水相關(guān)。在瀝青道路施工過(guò)程中,若是發(fā)生路面離析,則會(huì )使得道路的使用質(zhì)量大打折扣,進(jìn)而加速其早期損壞速度。據統計,且在發(fā)生離析問(wèn)題較多的路面上,其會(huì )呈現不同程度的路面早期損壞,在輕中度離析部分路面多表現為橫裂;而在離析情況較為嚴重的區域,則不僅會(huì )有橫向裂縫,還會(huì )有較為嚴重的松散、沉陷及坑槽等損壞。
路面的早期損壞原因可從以下幾個(gè)方面考慮。
首先是瀝青路面的施工存在問(wèn)題。瀝青路面的施工首先是瀝青混合的選型,根據有關(guān)要求,瀝青路面混合料的選擇應在滿(mǎn)足行車(chē)輪胎使用需求基礎上,具備一定的防水滲人功能,宜使用粒徑、空隙都較小的密級型混合料。然而在施工過(guò)程中,若粒料的級配不合理發(fā)生級配離析,則其粒徑、空隙等已偏離理想參數值,從而影響施工質(zhì)量;其次混合料在運輸過(guò)程中,受運輸距離、運輸路況等影響,混合料表面散熱不同,進(jìn)而使得溫度不均勻,在卸料時(shí)熱、冷配料不均,形成溫度離析,影響后續鋪設、壓實(shí)等工作。
另外,瀝青路面的早期損壞與其后期維護不當緊密相關(guān)。通過(guò)對多個(gè)路段早期破壞的分析表明,瀝青路面的早期破壞多與水相關(guān),其發(fā)生常見(jiàn)于雨季天氣中。因而若瀝青路的后期維護不到位,則路面可能會(huì )因排水不暢而大量積水,路面浸在水中承載車(chē)輛的同時(shí)也面臨著(zhù)面層滲水的風(fēng)險,因而加劇路面的損壞程度。
瀝青路面離析及早期損壞防治措施
嚴控混合料級配,保證級配的一致性
級配離析是瀝青路面離析的常見(jiàn)表現之一。在實(shí)際施工時(shí),為保證級配在實(shí)際使用與實(shí)驗室設計的一致性,應嚴格把控混合原料的粒徑,在其拌和過(guò)程中,應嚴格根據設計標準控制其級配;此外,混合料的級配不應保持一成不變,其應根據各瀝青路面的施工實(shí)際情況及試驗檢測結果等對配料進(jìn)行再優(yōu)化調整,以求得出最恰當的瀝青混合料級配,保障工程各階段的施工質(zhì)量,如在工程進(jìn)行的不同階段對混合料的級配工藝要求應進(jìn)行相應地調整;為保障高溫工作性能,可將瀝青混合料的級配改用間斷級配方式。需注意的是間斷級配更容易發(fā)生離析,因而在施工時(shí)應加強試驗檢測,應對級配進(jìn)行及時(shí)改進(jìn),從而確保級配的最優(yōu)化。
提高拌和及運料技術(shù)
混合料拌和技術(shù)的高低影響著(zhù)其分布的均勻性,因而應提升混合料的拌和技術(shù),嚴格控制干、濕拌和時(shí)間,待拌和完成后,在出料口使用運料車(chē)接料,運料車(chē)的車(chē)廂高度應高于出料口的30~50cm;在運料車(chē)運料過(guò)程中,為防止集料發(fā)生溫度離析,應合理規劃運輸距離,盡量選擇平整的路段,減少車(chē)輛運行的顛簸;同時(shí)在混合料上應增加篷布或棉被等保溫用品,以減少熱量的蒸發(fā),維持混合料溫度的恒定。
完善混合料的攤鋪技術(shù)
為更好地保障瀝青混合料的髙溫性能,考慮到外界環(huán)境變化對混合料的影響,在高速公路路面層的瀝青混合料主要采用AC類(lèi)型,而這種混合料易受攤鋪機影響而發(fā)生離析,因而應合理設計攤鋪寬度,通常是以路面寬度為準,使用多臺攤鋪機以并列梯隊形式展開(kāi)攤鋪;在攤鋪工作開(kāi)展前,應合理調整螺旋布料器的位置,并調整其轉速、料門(mén)開(kāi)度與傳送料皮帶速度相等;此外,在進(jìn)行攤鋪時(shí),為避免攤鋪不當引起粗料及細料間的離析,應嚴格規范化其操作過(guò)程,合理調整攤鋪機的攏料作業(yè)與運料車(chē)卸料的時(shí)間安排,確?;旌狭瞎┙o的連續性。
加強對瀝青路面的維護
瀝青路面的后期維護工作對路面的使用壽命有著(zhù)很大的影響,在上述防離析措施的基礎上,若能加強對瀝青路面的維護則可有效減緩其早期損壞進(jìn)度,延長(cháng)路面的使用壽命。實(shí)踐表明,瀝青路面的早期損壞多與水相關(guān),尤其是下雨天。因而養路部門(mén)應定時(shí)檢查路面的排水系統,確保排水的通暢,防止地表水滲入到瀝青路面層破壞其物理強度等;此外,還應對路面上的超載車(chē)輛進(jìn)行管制,嚴格管理路面流通車(chē)輛,從而有效控制路面的承載量,延長(cháng)瀝青路面的使用壽命。
結語(yǔ)
瀝青混合料是當前公路建設的首選面層配料,其施工質(zhì)量決定著(zhù)后期公路投入使用的壽命。在瀝青路面施工過(guò)程中,離析現象是威脅到其施工質(zhì)量的重要因素,且加速瀝青路面的早期損壞進(jìn)度。因而在實(shí)際施工時(shí),應對混合料的級配、運輸、攤鋪等環(huán)節嚴格把控,盡量減少施工離析的發(fā)生;此外,在道路建成通車(chē)后還應加強對路面的定時(shí)維護工作,從而全方位地保護路面,提高其使用時(shí)限。
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