楊雷雷
摘要:本文在充分了解車轍病害形成機(jī)理的基礎(chǔ)上,結(jié)合具體案例,采用超薄磨耗層處治路面車轍病害,以期更好地解決車轍病害,延長路面使用壽命。
關(guān)鍵詞:超薄磨耗層;車轍病害;工程概況
一、公路工程車轍病害產(chǎn)生機(jī)理
當(dāng)前,在我國瀝青路面病害中,車轍病害多為流動性車轍類型,這種車轍病害的產(chǎn)生往往是由多方面因素引起的,而非一個單方面??梢哉J(rèn)為是外部環(huán)境與內(nèi)部材料共同作用下引發(fā)的病害。其中最主要的原因可歸結(jié)為以下幾點:
(一)瀝青混合料杭剪強(qiáng)度低。作為一種柔性路面,瀝青路面中車轍是其主要破壞形式。在行車荷載長期反復(fù)作用下,瀝青路面將受到反復(fù)剪力作用,若與材料自身抗剪強(qiáng)度相比,受到的反復(fù)剪力過大,則瀝青會流向兩側(cè),甚至出現(xiàn)變形,伴隨時間的推移,將會產(chǎn)生車轍。對瀝青混合料抗剪強(qiáng)度影響較大的因素包括:瀝青用量過多、級配不當(dāng)、礦粉用量不準(zhǔn)確、設(shè)計方法有問題等。
(二)重載交通和氣候。形成車轍的外部因素主要為重載交通、夏季高溫等。在氣溫逐步升高的過程中,瀝青混合料的剛度會隨之下降,此時其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度也會因此而降低,同時,加之超載超重車輛的反復(fù)碾壓,將會出現(xiàn)較為嚴(yán)重的渠化現(xiàn)象,進(jìn)而加重車轍病害。
(三)層間結(jié)合處理不合理。在路面設(shè)計過程中,界面條件滿足完全連續(xù)是最理想的狀態(tài)。若反之,則路面會出現(xiàn)分層情況,且各層間的極限拉伸應(yīng)力、應(yīng)變都會有所不同,這種情況下,將會增加路面被損壞的幾率。
(四)施工不均勻性。在基層質(zhì)量不錯的情況下,于半剛性基層瀝青路面而言,若處于高溫條件下,瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度、面層厚度均是影響路面抗車轍能力的主要因素。經(jīng)室內(nèi)研究表明,瀝青混合料的抗車轍能力一般用動穩(wěn)定度表示,在長期車轍試驗研究中發(fā)現(xiàn),在級配、油石比較為良好的條件下,若混合料拌和不均勻,或裝料成型不均勻,那么,必定會影響動穩(wěn)定度結(jié)果,甚至?xí)霈F(xiàn)20%以上的偏差。但實際施工中,這種影響更大。無論是混合料的拌和、還是攤鋪,或是碾壓等,所有施工環(huán)節(jié)均會對路面質(zhì)量均勻性造成影響。若施工存有不均勻性,則會影響整個施工質(zhì)量控制,甚至?xí)霈F(xiàn)路面局部溫度不足、壓實不足等一系列問題,最終出現(xiàn)水損害,或產(chǎn)生車轍病害。
二、工程概況
某公路工程全長74.5km,路面總厚度為73cm,按照從上到下的順序,路面結(jié)構(gòu)形式為4cmAK-13A細(xì)粒式瀝青混凝土+5cmAC-20I細(xì)粒式瀝青混凝土+6CmAC-251粗粒式瀝青混凝土+40cm水泥穩(wěn)定碎石+18cm水泥穩(wěn)定碎石。本公路通車運營多年,少數(shù)路段出現(xiàn)了病害問題,如車轍、擁包等,且隨著使用年限的增加,病害持續(xù)發(fā)展,進(jìn)而對路面正常行車功能造成了嚴(yán)重影響,基于此,決定對路面進(jìn)行大范圍養(yǎng)護(hù)維修。經(jīng)切槽觀測可見,本路段多為失穩(wěn)型車轍病害,多存于路面中上面層,而并未發(fā)展到半剛性基層。此外,車轍部位的路面上面層厚度僅為3.1cm,十分薄,這種情況下,如面層厚度不足,則會大大降低抗剪強(qiáng)度,在重載交通長期反復(fù)作用下承壓能力將備受影響。而其中面層部位,經(jīng)發(fā)現(xiàn)空隙率大幅增加,混合料密實度不足,此時,中面層強(qiáng)度有所下降,在車載作用下,極易補充壓實。針對這種問題,經(jīng)多方商議,決定采用超薄磨耗層處治路面車轍病害。
三、公路工程車轍病害處治措施
(一)舊路面病害處理
經(jīng)上述分析,本路段主要為車轍病害,針對此病害,可分三種不同情況做出處理。若車轍深度在1.5cm以下,則無需處理;車轍深度在1.5~2.5cm之間時,則需先銑刨掉車轍波峰,隨后進(jìn)行超薄磨耗層鋪設(shè);車轍深度在2.5cm以上,則要銑刨掉整個車轍處,隨后采用AC-13瀝青混合料進(jìn)行處理。
(二)拌和施工
在正式施工前,為避免后期施工出現(xiàn)問題,可先做試拌,主要對混合料配合比是否合理進(jìn)行驗證。要通過馬歇爾試驗,對溫度、礦料級配、瀝青含量等參數(shù)檢測出現(xiàn),若有不符,必須第一時間調(diào)整,保證滿足施工要求。
此外,還要做好材料溫度控制工作。如SBS改性瀝青加熱溫度可控制在160~175℃,礦料加熱溫度控制在190~205℃。待礦料溫度處于穩(wěn)定狀態(tài)時,可先將其放入攪拌設(shè)備,隨后將礦粉等材料投入,并進(jìn)行10s干拌,隨后投入基質(zhì)瀝青進(jìn)行45s以上濕拌。
(三)運輸施工
為避免混合料與車廂粘黏,可將一層防黏劑,如植物油等均勻涂刷到車廂內(nèi)四周與底部。同時,在規(guī)定時間及溫度要求下完成運輸工作,為做到保溫,避免水分流失過快,可覆蓋篷布。在運輸?shù)浆F(xiàn)場后,運料車與攤鋪機(jī)之間需保持安全距離,一般需控制在30cm左右。
(四)攤鋪施工
攤鋪是整個施工的重要環(huán)節(jié),通常情況下,攤鋪瀝青混合料可選擇機(jī)械法,而機(jī)械攤鋪不到的地方,可結(jié)合人工法進(jìn)行攤鋪。在整個攤鋪過程中,應(yīng)始終保持連續(xù)、勻速、緩慢的原則進(jìn)行施工,嚴(yán)禁中途停機(jī)。攤鋪可采用履帶式攤鋪機(jī)施工,攤鋪前,要充分預(yù)熱熨平板,溫度控制在100~110℃之間,同時還需做隔離劑噴灑處理。根據(jù)施工要求,可在1.17~1.25之間控制攤鋪松鋪系數(shù),并與應(yīng)力吸收層厚度結(jié)合,確定攤鋪層高程及邊樁掛鋼絲,從而為攤鋪機(jī)自動控制平整度提供方便??稍?.5~2.5m/mm之間控制攤鋪速度。
(五)碾壓施工
在混合料成型過程中碾壓極為關(guān)鍵,為此,必須合理選擇碾壓設(shè)備。緊隨攤鋪機(jī)進(jìn)行碾壓施工,按照施工要求,一般需分三個階段完成施工,初壓時,可采用鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行2~3遍靜壓,后進(jìn)行1~2遍弱振;復(fù)壓時,同樣可選擇鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行3~4遍振動碾壓,并配合膠輪壓路機(jī)進(jìn)行3~4遍揉搓碾壓。終壓時,通過鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行1~2遍靜壓收光即可,以此消除明顯輪跡,保證壓實度滿足設(shè)計要求。
(六)開放交通
待瀝青路面碾壓完,但未冷卻前,嚴(yán)禁車輛通行。若路面溫度降至50℃以下,便可允許施工車輛通行,待完成中面層施工之后,才能開放交通。
四、結(jié)束語
綜上所述,近年來,伴隨國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長,公路建設(shè)里程越來越長,規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。瀝青路面因其平整性良好、行車舒適、噪音小等優(yōu)點得到了廣泛應(yīng)用與大力推廣。在行車荷載和自然因素等多種因素影響下,路面極易出現(xiàn)大量早期病害,促使我國多數(shù)公路已步入養(yǎng)護(hù)維修階段,進(jìn)一步加大了我國公路養(yǎng)護(hù)任務(wù)。其中車轍是一種最常見的路面病害類型,若大量出現(xiàn),將對路面行車舒適性造成極大影響,甚至產(chǎn)生安全隱患。為此,如何做好車轍病害處治工作成為了關(guān)鍵。作為一種高效、低成本的車轍處治技術(shù),超薄磨耗層在大面積及較為嚴(yán)重的病害處治中相比其他維修養(yǎng)護(hù)技術(shù)更具優(yōu)勢,因此,在我國公路養(yǎng)護(hù)施工中得到了廣泛應(yīng)用與推廣。
參考文獻(xiàn):
[1]陳君燦.高速公路瀝青路面重車轍病害原因分析及處治[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計,2015(9):1089-1089.