瀝青路面早期破壞的防治措施

劉 芳

(衡水公路工程總公司)

1 引 言

有些瀝青混凝土路面在使用初期就出現(xiàn)裂縫、松散及變形破壞,嚴(yán)重影響了公路運(yùn)營(yíng)和路面的服務(wù)質(zhì)量,在經(jīng)濟(jì)上造成了浪費(fèi),在社會(huì)上造成了較壞影響。

2 瀝青混凝土路面早期破壞的機(jī)理分析

2.1 設(shè)計(jì)交通量與實(shí)際交通量嚴(yán)重不符

一是改革開放后,經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)迅猛,年增長(zhǎng)率一般都在8%以上,而設(shè)計(jì)交通量的增長(zhǎng)率一般都不超過 6%;二是區(qū)域經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng),加大了某路段的交通量;三是某路段施工斷交,造成相鄰路線交通量猛增。

2.2 超載車輛的超大軸載,加大了當(dāng)量軸次

瀝青路面設(shè)計(jì)是按各種不同的軸載換算成BZZ-100的標(biāo)準(zhǔn)軸載,設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定“換算公式僅適用軸載小于130kN的各種車型”。實(shí)際上,不少超載車的軸載達(dá)到200kN以上,個(gè)別的接近 300kN。因此,只能用原柔性路面設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行換算。一是按與標(biāo)準(zhǔn)車相同的輪胎尺寸,用實(shí)際軸載換算成BZZ-100的標(biāo)準(zhǔn)軸載;二是按實(shí)際軸載的輪胎壓力與標(biāo)準(zhǔn)軸載的輪胎壓力之比的五次方進(jìn)行計(jì)算。標(biāo)準(zhǔn)軸載和最大超載車的輪胎壓力分別是 0.7MPa和1.7MPa,(1.7/0.7)5=85;三是超載車的大軸載所產(chǎn)生的彎沉值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過路面的設(shè)計(jì)允許彎沉值,使路面產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性破壞。

2.3 路面材料的不均勻性

(1)油石比的不均勻性。瀝青用量偏大或偏小時(shí),路面易出現(xiàn)油包、搓板,或產(chǎn)生滲水、出現(xiàn)松散、坑槽等破壞。

(2)面層集料級(jí)配的不均勻性。細(xì)集料偏多的地方強(qiáng)度不足,粗集料偏多的地方孔隙大、滲水嚴(yán)重,水分沖刷油石界面,造成油石分離,產(chǎn)生松散。

(3)基層膠結(jié)材料的不均勻性。膠結(jié)材料用量偏少時(shí),基層的水穩(wěn)性和抗凍融性較低,在車輛荷載作用下路面易出現(xiàn)龜裂、唧漿、松散、坑槽等病害。

2.4 壓實(shí)度的不均勻性

路面面層、路面基層及路基壓實(shí)度不足,易導(dǎo)致路面面層滲水、沉陷、松散、龜裂、平整度下降、出現(xiàn)波浪等。

3 防治瀝青路面早期破壞的對(duì)策

3.1 路面設(shè)計(jì)

(1)交通量。要準(zhǔn)確地調(diào)查和推算交通量,過大的交通量容易使路面出現(xiàn)早期破壞,對(duì)超載車的換算最好按原柔性路面設(shè)計(jì)規(guī)范的公式進(jìn)行計(jì)算。

(2)材料的選擇。要根據(jù)路面的等級(jí)、交通量、車輛組成選擇材料,包括面層瀝青類別、石料類別、基層粒料類別及其膠結(jié)材料等。高等級(jí)公路的基層必須是半剛性基層材料,要確保其強(qiáng)度和穩(wěn)定性,減少低溫收縮裂紋。

(3)結(jié)構(gòu)層厚度。各結(jié)構(gòu)層的厚度應(yīng)與公路等級(jí)、氣候條件、建筑材料、交通量相適應(yīng)。一是材料模量最好使用低值,二是材料強(qiáng)度也采用低值。

3.2 嚴(yán)格控制施工,確保工程質(zhì)量

(1)路基施工。嚴(yán)格控制接頭部位、邊緣路段、半填半挖和大填大挖路段的壓實(shí),除采用機(jī)械壓實(shí)外,隔一定的厚度用強(qiáng)夯夯實(shí)一次,夯實(shí)效果較明顯。

(2)路面底基層、基層施工。底基層用石灰做膠結(jié)材料的較多,常用路拌法施工。要嚴(yán)格檢測(cè)材料的質(zhì)量、拌和的質(zhì)量,拌和是否均勻,是否拌和到底。

路面基層是主要承重層,重點(diǎn)要控制好基層材料拌和的均勻性,拌和中要設(shè)專人檢查,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決。灑水養(yǎng)生要及時(shí),最好用塑料薄膜覆蓋養(yǎng)生。

在二灰碎石施工中,一是盡量不用0.075mm以下的粉料;二是防止表面粉料多,形成軟層。在攤鋪好的二灰碎石上噴灑水泥漿或水泥粉,其用量控制在1.5kg/m2左右,使表面形成硬殼。對(duì)表面粗骨料過多的路段,要撒鋪一層細(xì)骨料。

(3)瀝青混凝土面層施工。

①油石比。油石比的均勻性主要是由拌和溫度、拌和時(shí)間決定的。拌和溫度要按規(guī)范要求執(zhí)行,拌和時(shí)間根據(jù)瀝青的品種決定,如使用改性瀝青時(shí)的拌和時(shí)間不少于 45s,加纖維的瀝青瑪蹄脂碎石不少于 50s,一般瀝青不少于 30s。

②礦料。礦料應(yīng)是級(jí)配型的,要滿足馬歇爾試驗(yàn)各項(xiàng)指標(biāo)。在攤鋪中對(duì)表面粗集料過多處,要篩選細(xì)料撒在上面,這樣可減少空隙率,防止路面透水。上面層礦料的最大粒徑可為厚度的 1/3,下面層在 1/2.5～1/2之間,提高抗車轍和抗裂縫能力。利用 II型結(jié)構(gòu)時(shí),可調(diào)整到 I型結(jié)構(gòu)的孔隙率,兩者兼顧。

③提高面層平整度。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定高速公路和一級(jí)公路σ≤1.2mm,此標(biāo)準(zhǔn)不能滿足業(yè)主要求,河北省一般要求σ≤0.8mm,所以必須從路面基層起層層搞好控制。首先應(yīng)計(jì)算出每層平整度的內(nèi)控指標(biāo),然后逐層控制。一般在使用較好的攤鋪機(jī)時(shí),第一次攤鋪的平整度為第二次的 0.65倍。

基層平整度用鋼絲法或穿靴法、面層用浮動(dòng)基準(zhǔn)梁法控制。高速公路和一級(jí)公路用ABG攤鋪機(jī),其平整度σ可達(dá)到 0.4mm。對(duì)于施工溫度,一般瀝青混合料的終壓溫度不低于 70℃,改性瀝青混合料的終壓溫度不低于 100℃。

④提高上面層的防水性能。上面層的主要特點(diǎn)是防水、防滑、防噪音等,防滑和防噪音是礦料級(jí)配和選型決定的。礦料級(jí)配決定了孔隙率,孔隙率的大小決定了防水能力。路面上面層應(yīng)盡量按密級(jí)配設(shè)計(jì),高速公路和一級(jí)公路一般為間斷級(jí)配型。為提高它的功能:一是選擇優(yōu)質(zhì)粗集料,提高嵌擠力,減少變形;二是適當(dāng)增加粉料,減少孔隙率;三是提高壓實(shí)度;四是適當(dāng)延長(zhǎng)拌和時(shí)間,提高油石的均勻性;五是選擇優(yōu)質(zhì)瀝青,提高瀝青與礦料的粘附性。如在礦料中加入2%的生石灰粉或加入抗剝落劑,可減少油石分離。

4 結(jié) 語

對(duì)于瀝青混凝土路面的早期破壞,只要設(shè)計(jì)上合理,嚴(yán)格控制好施工質(zhì)量,就可大大減少瀝青混凝土路面的早期破壞程度。