半剛性基層瀝青路面綜合抗裂技術(shù)分析

杜綠艷

摘 ?要：半剛性基層瀝青路面是公路施工中常見方式，具有穩(wěn)定性強(qiáng)、抗壓性好、強(qiáng)度高等特點(diǎn)，在自然因素的影響下，會(huì)出現(xiàn)一定程度的裂縫，需要采取相關(guān)措施進(jìn)行解決。因此，應(yīng)詳細(xì)分析裂縫的類型、形成原因、技術(shù)試驗(yàn)等，在此基礎(chǔ)上，采取針對(duì)性的措施進(jìn)行修復(fù)，提升路面的平整性，保證車輛的穩(wěn)定通行。

關(guān)鍵詞：半剛性基層;瀝青路面;抗裂技術(shù)

中圖分類號(hào)： U416 ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

瀝青路面的綜合性能顯著，具有較好的抗滑性、耐磨性、持久性，能夠減震、降噪、提高行車的舒適性，其中，基層主要采用半剛性基層，能夠提高路面的荷載，滿足車輛的運(yùn)行要求，保障交通的順利通行，此種特殊的路面結(jié)構(gòu)在施工中應(yīng)用廣泛。但是，由于受技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、自然等因素的影響，瀝青路面會(huì)造成一定的損害，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些裂縫，影響了路面的質(zhì)量，縮短了使用壽命，必須引起高度重視。應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，詳細(xì)研究相關(guān)的裂縫問題，使用合適的抗裂技術(shù)，做好各個(gè)環(huán)節(jié)的施工，并加強(qiáng)質(zhì)量控制，保證公路的最終質(zhì)量，促進(jìn)公路事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

1 半剛性基層瀝青路面工藝方面存在的問題

現(xiàn)階段，半剛性基層在我國很多瀝青路面中采用，能夠有效抵御行車過程中產(chǎn)生的豎向荷載，在重型車輛碾壓下，基層和面層間的剪切應(yīng)力加大，容易出現(xiàn)滑移現(xiàn)象。對(duì)于半剛性基層來講，溫度以及干燥收縮是產(chǎn)生裂縫的主要原因，在外界溫度出現(xiàn)較大變化的情況下，基層會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的附加應(yīng)力，一旦超過了極限拉應(yīng)力值，裂縫將產(chǎn)生在路面上。使用傳統(tǒng)工藝，在瀝青路面施工中，鋪筑半剛性基層鋪筑之后，要保濕大約7 d，澆透透層油之后，鋪筑瀝青層，其中4個(gè)問題。1）在灑水養(yǎng)護(hù)過程中，基層含水量的變化幅度較為明顯，呈現(xiàn)劇烈的變動(dòng)，在這種情況下，細(xì)小的干縮裂縫極易產(chǎn)生。2）透油層的灑布不均勻，養(yǎng)護(hù)不到位，或者在其他因素的影響下，粘結(jié)現(xiàn)象出現(xiàn)在基層和面層之間。3）養(yǎng)護(hù)間隔了較長的時(shí)間，在風(fēng)吹日曬下，工程質(zhì)量降低。較大的溫差嚴(yán)重影響了長期暴露在外的基層，從而引發(fā)收縮裂縫。4）由于施工周期較長，會(huì)出現(xiàn)搶修和改造等臨時(shí)工程，正常交通受到阻礙，管理難度較大[1]。

2 半剛性基層瀝青路面連續(xù)施工

2.1 半剛性基層瀝青路面連續(xù)施工原理

對(duì)于半剛性基層瀝青路面，采取連續(xù)施工的方法，能夠有效改善傳統(tǒng)瀝青路面由于分層攤鋪和碾壓而出現(xiàn)的病害。在基層混合料中加入抗裂縫劑，材料的力學(xué)性能得到了明顯改善，基層混合料的凝結(jié)時(shí)間能夠延長。完成碾壓操作后，在基層混合料終凝之前，可以鋪筑瀝青面層。初凝的基層會(huì)嵌入經(jīng)過振動(dòng)與碾壓瀝青面層骨料，嵌鎖的基層和面層，接觸面在交錯(cuò)下會(huì)形成一定的摩擦力，接觸的表面也有效交錯(cuò)，因此不用澆灑透油層，也可以省去灑水養(yǎng)護(hù)操作。采取這樣的施工方式，不僅能夠減少施工工期，還能在控制成本的基礎(chǔ)上，解決施工中存在的污染問題。

2.2 半剛性基層瀝青路面連續(xù)施工的優(yōu)勢

半剛性基層瀝青路面連續(xù)施工的優(yōu)勢。1）能夠減少瀝青路面產(chǎn)生裂縫。由于一定量的抗裂劑和緩凝劑加入到瀝青材料中，因此，在溫縮和干縮的影響下，材料的抗裂性能得到明顯提升。2）不同層之間的粘合力明顯增強(qiáng)。瀝青路面和水泥穩(wěn)定碎石基層之間有效結(jié)合在一起，形成一個(gè)完整的板體，密實(shí)性和堅(jiān)固性良好。3）節(jié)約施工時(shí)間。由于是連續(xù)施工，能同時(shí)攤鋪和碾壓基層與面層，并且只需要養(yǎng)護(hù)面層，降低了施工成本，可行性和經(jīng)濟(jì)性較強(qiáng)。

3 案例基本情況

某公路全長為22.5 km，設(shè)計(jì)為雙向八車道，瀝青路面結(jié)構(gòu)為：5 cmAC-14上面層、7 cmAC-21中面層、9 cmAC-26下面層?，F(xiàn)場勘查之后，決定使用連續(xù)施工方式，使面層和基層能夠合為一體，增強(qiáng)其板性。正式施工前，選取其中的4 km路段進(jìn)行試驗(yàn)施工，具體內(nèi)容如下所述。

4 室內(nèi)試驗(yàn)

4.1 原材料

4.1.1 水泥

基于該文的工程案例，選擇的是標(biāo)號(hào)為42.5的普通硅酸鹽水泥，初凝和終凝時(shí)間分別為286 min和380 min，28 d抗壓強(qiáng)度為48.5 MPa，具有良好的穩(wěn)定性和，綜合性能好。

4.1.2 緩凝劑

在水泥材料中摻入緩凝劑，水泥凝結(jié)時(shí)間能有效延長，早期強(qiáng)度與終凝強(qiáng)度也能得到相應(yīng)提高。根據(jù)工程的實(shí)際情況，該文選用密度為2.55 g/cm3、密度為2.55 g/cm3的磷石膏作為緩凝劑。

4.2 試驗(yàn)結(jié)果

在制備制備水泥膠漿的時(shí)候，應(yīng)摻入不同質(zhì)量占比的緩凝劑，最終確定固定水膠比為0.36。結(jié)合《水泥標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》和《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法》的內(nèi)容，對(duì)水泥凝結(jié)時(shí)間、強(qiáng)度等進(jìn)行測試，各檢測指標(biāo)見表1。

分析數(shù)據(jù)可以知道，在緩凝劑摻量增加的情況下，水泥凝結(jié)時(shí)間逐步延長，7 d抗壓強(qiáng)度緩慢下降，28 d抗壓強(qiáng)度先增后降[2]。水泥強(qiáng)度最高值，對(duì)應(yīng)的摻量為4%，達(dá)到了最佳的凝結(jié)時(shí)間，因此，具體抗裂施工中，應(yīng)選用此摻量。

5 半剛性基層瀝青路面連續(xù)施工抗裂技術(shù)

5.1 施工流程

5.1.1 拌和施工

在施工過程中，水泥穩(wěn)定碎石混合料的拌和是重要環(huán)節(jié)，必須重視水泥量、含水量和級(jí)配等參數(shù)的控制，從而保證混合料的性能達(dá)標(biāo)。嚴(yán)格遵照相關(guān)規(guī)范，定時(shí)抽樣檢查，全面控制配合比和水泥含量。緩凝劑摻量為4%，對(duì)于混合料摻量，可以調(diào)整物料齒輪來控制，含水量視實(shí)況而定，避免過高或者過低，防止后期出現(xiàn)離析和碾壓不到位的現(xiàn)象。

5.1.2 混合料運(yùn)輸

物料齒輪來控制混合料從出料運(yùn)輸?shù)戒佒┕がF(xiàn)場，確定路程大約時(shí)間，運(yùn)輸過程中，將塑料薄膜覆蓋在混合料上，避免水分蒸發(fā)。運(yùn)輸速度應(yīng)均勻穩(wěn)定，防止因振動(dòng)和顛簸等造成混合料的損失，最大限度地保證混合料性能。

5.1.3 基層攤鋪施工

攤鋪基層的時(shí)候，對(duì)于水泥初凝時(shí)間，應(yīng)嚴(yán)格控制，攤鋪系數(shù)控制在1.30～1.35，必須空出充足的時(shí)間，做好后期面層的攤鋪碾壓施工。水穩(wěn)碎石材料的攤鋪時(shí)間一般為3 h，應(yīng)連續(xù)、均勻、緩慢的進(jìn)行攤鋪，2 m/min為正常情況下的攤鋪速度，可依據(jù)現(xiàn)場情況靈活調(diào)整。

5.1.4 基層碾壓施工

在碾壓水泥混凝土?xí)r，應(yīng)選擇噸位較大的鋼輪壓路機(jī)，遵循“高頻低幅、緊跟慢壓”的基本原則，分別進(jìn)行初壓、復(fù)壓和終壓施工。先靜壓1遍，再振壓4遍，最后再靜壓1遍，按照這樣的流程，有序地進(jìn)行碾壓。

5.1.5 面層攤鋪施工

選擇型號(hào)規(guī)格合適的攤鋪機(jī)械，均勻攤鋪瀝青混合料，結(jié)合水泥混合料基層的情況，在未完全硬化的時(shí)候，提前進(jìn)行攤鋪[3]。攤鋪時(shí)候，必須保持均勻穩(wěn)定的速度，與基層攤鋪稍有區(qū)別，大約為2.5 m/min。

5.1.6 面層碾壓施工

碾壓瀝青混合料面層的時(shí)候，一般選擇雙驅(qū)雙振剛輪壓路機(jī)，先用1.5 km/h～2 km/h的速度靜壓1遍，再用2.5 km/h～3 km/h的速度振壓3遍，最后用大約4 km/h的速度靜壓1遍，以此來完成初壓、復(fù)壓、終壓3個(gè)環(huán)節(jié)，保證面層的碾壓效果。

5.2 路段檢測

在檢測施工路段的時(shí)候，應(yīng)該嚴(yán)格檢測壓實(shí)度和含水量，通車一段時(shí)間后，統(tǒng)計(jì)面層的裂縫情況，具體內(nèi)容如下。

5.2.1 壓實(shí)度檢測

檢測基層初始?jí)簩?shí)度以及含水率的時(shí)候，需要借助無核密度儀完成，測得實(shí)際數(shù)值見表2。

從表1中可知，7 d以內(nèi)，初始?jí)簩?shí)度和最終壓實(shí)度的變化并不明顯，說明壓實(shí)度良好，含水率未出現(xiàn)較大變化，基本上保持平穩(wěn)趨勢，材料的干縮開裂現(xiàn)象得到有效控制[4]。

5.2.2 裂縫觀測

詳細(xì)統(tǒng)計(jì)施工路段路面裂縫，對(duì)比施工段和常規(guī)段，采取人為觀察法，相關(guān)數(shù)據(jù)見表3。

根據(jù)表3數(shù)據(jù)可以得出，施工后，半剛性基層瀝青路面的質(zhì)量得到有效提升，裂縫數(shù)量明顯減少，起到了非常明顯的施工效果。

5.3 經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益分析

經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益分析如下。1）施工進(jìn)度明顯加快，有效節(jié)約了設(shè)備臺(tái)班費(fèi)。在實(shí)際施工中，上下水泥穩(wěn)定基層鋪筑一層，與分層鋪筑相比，能夠節(jié)約一半的施工費(fèi)用，并且提高一倍的施工效率。2）節(jié)省基層養(yǎng)生費(fèi)用。常規(guī)技術(shù)需要進(jìn)行7 d的養(yǎng)護(hù)，每平方米機(jī)械人工、材料費(fèi)、養(yǎng)護(hù)為2.5元，以此推算，采用快速施工工藝，每公里可節(jié)約養(yǎng)護(hù)費(fèi)用為1000×10×2.5=2.5萬元。3）基層和面層同步施工，兩者能夠密切結(jié)合，節(jié)省了透層油工序相關(guān)費(fèi)用。傳統(tǒng)施工中，需要將透層油灑布在基層和面層上，以此來固定和聯(lián)結(jié)兩者，每公里大約可節(jié)約3萬元[5]。

6 結(jié)語

在半剛性基層瀝青路面施工中，必須重視抗裂問題，由于內(nèi)外因素的影響，路面常常出現(xiàn)不同類型的裂縫，會(huì)不同程度地降低路面的使用質(zhì)量。因此，必須結(jié)合公路的實(shí)際情況，詳細(xì)分析氣候、土壤、水文等要素，選擇合適的抗裂技術(shù)，明確施工要點(diǎn)。同時(shí)，對(duì)施工中的細(xì)節(jié)內(nèi)容進(jìn)行全面把控，實(shí)現(xiàn)預(yù)期性效果，滿足規(guī)定的施工需求，發(fā)揮出抗裂技術(shù)的最佳效果，切實(shí)提升路面的施工質(zhì)量，增強(qiáng)路面的堅(jiān)固性與穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

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