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中图分类号:TU535文献标识码: A
前 言
沥青路面作为我国高速公路所采用的主要路面建设方式,其在交通运输行业,对促进和推动我国经济社会发展,起到了重要作用。特别是随着我国加大基础设施建设投资,高速公路通车里程的急剧增加,沥青路面在实现其服务经济社会发展职能的同时,由于对沥青路面的养护不完善、施工质量保障性欠佳、自然环境侵害等多种因素的存在,沥青路面养护技术及其施工方案,屡次受到业内人士关注。本文结合沥青路面施工作业实际,将沥青路面主要问题表征及养护与施工技术,进行概要性总结和评述分析。
一、沥青路面主要破坏类型
沥青路面的破坏类型和成因较为复杂,表现形式多样。目前,国内通常将沥青路面的破坏类型,简单分为裂缝类、松散类、变形类和其他几个主要路面损坏类型。在裂缝类沥青路面破坏中,根据破坏成因、破坏程度,分为龟裂(多为无散落微小裂缝)、纵裂(平行于车行方向)、横裂(垂直于车行方向)和不规则裂缝等几种。裂缝类沥青路面破坏,主要由路面结构强度差、基层施工质量不足等原因造成。松散类沥青路面破坏主要由于路面材料剥落、出现坑槽和松散等情况造成,其成因源自沥青与石子等路面材料间缺乏粘附性,导致沥青从混合料中剥离,产生的松散剥落现象,同时,过高的施工混合料加热温度,也会导致沥青料的老化和粘性降低。
沥青路面变形的表现形式更为多样,主要有车辙、沉陷和波浪拥包等几种路面损坏现象。由于沥青路面上车辆较为集中通过的区域,容易产生车辙导致的纵向变形,随着车辙深度的加剧,容易引发汽车行驶打滑,发生交通事故。拥包多指由于路表材料稳定度偏低,导致路基面层与基层间粘结性能变差,产生的推挤拥包现象。其他类型的路面损害主要有水损害和泛油损害,前者源于路面排水系统不合理,路面压实不够而产生路面离析,后者是由于沥青混合料配比不合理,引起路面呈现沥青膜和发亮现象。
二、沥青路面常见养护技术及施工方案
1、稀浆封层技术及其施工
稀浆封层技术,是提高沥青路面质量、增加沥青路面使用寿命的重要预防性施工技术,随着沥青材质的提升,进一步发展出微表封层新技术,具有更高应用和推广价值。稀浆封层技术主要用于增加路面康华阻力和抗磨耐久性,它是将破碎的集料、矿粉、添加剂,通过水和乳化沥青进行混合处理,在搅拌均匀后,采用专用施工机械,摊铺到原有沥青路面,所形成的沥青路面新养护层可以与原路面牢固结合。由乳化沥青稀浆封层发展出来的慢裂快凝高分子聚合物改性乳化沥青,更能够将稀浆封层厚度增加到10-15mm,是对稀浆封层技术的改善和强化。稀浆封层技术的施工机械主要包括自卸车、装载机和稀浆封层机械,在路面稀浆封层施工作业过程中,通过自卸车运送材料、稀浆封层机接斗完成物料输送和稀浆封层施工过程。
2、路面裂缝填封技术及其施工
沥青路面养护中,采用路面裂缝填封技术具有防患于未然的重要作用。根据裂缝宽度情况,将沥青路面专用密封胶灌入路面罅隙中,予以填缝作业,同时,在进行填缝作业中,根据温缩裂缝或宽度较大裂缝情况,选择春秋雨季较少的时候予以操作,效果最佳。填缝作业的前提是尚未呈现结构性裂缝或裂缝较少的情形下,才具有更高的经济性。进行填缝操作,应采用先进的裂缝填封作业设备和专用材料,才能进一步提高填缝和封缝作业的工作效率。
3、薄层罩面技术及其施工作业
薄层罩面技术优缺点较为明显,其优点主要是提高沥青路面形成舒适性,延长沥青路面使用寿命,其施工缺点在于治理路面破坏中,因罩面过薄,无法采用振动式压实机械对路面压实度予以提高。在具体施工作业中,薄层罩面有热薄层罩面和温薄层罩面两种。薄层罩面技术因为主要用于对高等级沥青公路的微病害养护和预防矫正性养护作业施工,在具体施工过程中,通过改装的摊铺机,可以同步完成乳化沥青与热沥青混合料的路面摊铺施工。以一般高速公路6年以上的使用寿命做参考,经过薄层罩面施工养护过的沥青路面,其磨耗层使用寿命可以增长30%以上。在经过薄层罩面养护的路面使用中,其路面的降噪、抗滑和防渗水性能,均有提高,具有提高路面综合利用价值的效果。
4、沥青路面再生技术及其施工作业
沥青路面再生技术,顾名思义,即通过将旧沥青路面经过铣刨机翻挖、回收,沥青混合料在加热、破碎和筛分,通过加注再生剂、新沥青混合料,根据一定配比,形成提高和满足路况需要的新沥青摊铺料,再进行路面铺筑施工的一项施工技术程序。沥青路面再生技术根据施工温度要求分为冷再生技术和热再生技术,目前在国内的运用方面,主要有沥青表层加热再生、铣刨摊铺和就地冷再生三种。沥青路面厂拌热再生技术,指通过对沥青路面混凝土的铣刨回收加工,重新摊铺,目前更多采用的就地热再生技术,在施工现场进行路面加热、翻松流程,一次性实现沥青路面以旧换新的新技术方式。沥青路面冷再生技术,其施工过程中的沥青路面混合料拌合是在常温下进行的,也分为场拌冷再生和就地冷再生两种方式。对冷再生技术的一种深度发展是全深式再生技术,其余就地冷再生的主要区别在于施工厚度范围,涉及到基层部分。目前,国内的全深式再生施工混合料主要采用水泥混凝土料,个别采用乳化沥青。
5、温拌沥青再生技术及其施工作业
温拌沥青再生技术有别于热拌沥青混合料和冷拌沥青混合料技术,其温度范围既不想热拌混合料温度那么高,达150度以上,也不像冷拌沥青混合料仅有不足40度的常温拌合,常取介于两者之间的合理温度范围。其用于施工的沥青混合料性能与热拌沥青混合料相仿,综合效用价值要更优。主要体现在,节省能源消耗和降低沥青烟雾对施工人员身体的侵害,同时,温拌沥青施工还可以有效缩短沥青料老化周期,从而起到延长沥青路面使用寿命的作用。
三、小结
随着对沥青路面破坏病害研究的不断深入,预防、治理沥青路面病害技术的不断发展完善,目前国内沥青路面养护施工作业的发展,在施工技术优化提高、沥青路面使用寿命延长、沥青混合料性能提升、综合能耗与环保标准的提高等方面,正在朝着社会综合价值提升的方向,加以拓展和延伸。沥青路面养护治理技术,沿着预防为主、防治结合的养护理念,不断提升沥青路面使用寿命。
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【关键词】市政沥青路面;质量问题;质量控制
0 引言
当前,在世界各国已建市政道路当中,沥青道路占据了绝对的份额。利用各种矿物材料与路用沥青材料按照一定比例混合用以铺筑面层的道路即为沥青路面道路。沥青混合料能够显著增强铺路粒料抵抗车辆荷载、恶劣气候等不利因素影响的能力,具有平整度高、路面积尘少、防水性好、耐久性高以及适应性好等优点,是现代城市交通工程的重要组成部分。但是,施工控制水平的良莠不齐、施工技术人员素质的差异以及关键施工工艺的管理缺陷等逐渐对城市沥青道路的质量以及使用性能产生不利的影响,进而不能为使用者创造较好的行车条件,甚至还可能降低行车的安全性。
基于此,本文在对国内市政沥青路面现状以及常见问题分析总结的基础上,有针对性的提出了沥青路面施工过程中需要采取的控制措施,以期能为沥青路面整体施工质量水平的提升尽点微薄之力。
1 我国市政沥青路面现状
目前,我国国内大部分市政沥青路面在建成投入使用后都能保持一个较好的运行状态。但是,不能忽视的是仍然有多条市政沥青路面在较短的使用期内就出现包括开裂、拥包、剥落、泛油以及车辙等在内的多种早期破坏,对行车的安全性以及舒适度产生了很大的负面影响。
日益增加的重、超重车辆以及温度、湿度等因素是导致上述问题产生的主要原因。然而,更需要注意的是由于我国在市政沥青道路建设方面起步相对较晚,积累的技术知识以及相应的实践经验还不够充分,特别是在沥青路面施工过程中各单位施工控制水平以及控制力度上良莠不齐,这也在一定程度上导致了沥青路面质量问题的产生。因此,客观认识问题并有意识的加强对沥青路面施工质量的控制有利于沥青路面建设社会效益、工程效益以及经济效益的有机统一。
2 沥青路面常见质量问题
通过对实际工程中沥青路面破坏形式和破坏特征的调查分析,现将沥青路面常见质量问题总结如下:
2.1 路面沉陷
作为路面变形中最为常见的一种形式,沉陷变形常出现在道路挖方段以及填、挖方界限处。这种变形一旦产生,其影响范围较大且均牵涉到相对较深的结构层次。产生这种问题的主要原因有:
(1)日益增长的交通负荷超越了沥青路面设计强度,最终使得路面出现了疲劳破坏;
(2)路面以下基层强度不足或填挖路基强度存在较大差异,加之车辆荷载的作用最终会导致基层出现结构性破坏;
(3)道路与桥梁接头处路面及其基层差异沉降导致路面与桥面的错位沉陷;
(4)位于道路路基下部的土质路堑处积水过多,路基材料因为含水量过大且不均匀极易导致路面发生局部沉陷。
2.2 路面裂缝
(1)裂缝在沥青路面中普遍存在,其形式呈现多样化,但总的可以表现为横向、纵向和网状三种形式;
(2)初始产生的裂缝对于沥青路面的使用性能影响很小,但是裂缝会加剧地表雨水向路面深处以及路基内的渗入,长期以往路面强度不断降低。伴随着行车荷载的不断作用,路面结构极易发生破坏。
2.3 路面车辙
沥青道路在经过施工阶段压实并投入使用以后,大量行车荷载的长期反复作用对土基和路面结构层进行了二次压实,在这个过程中结构层材料向两侧发生位移,这种变形逐渐累积便形成了所谓的路面车辙。
2.4 路面松散
对于沥青路面松散问题应当引起足够重视,否则可能会引起较为严重的安全事故。下述各种情况均会导致这类问题的产生:
(1)选用的碎石料风化颗粒成分超标,一旦水分浸入,沥青面层就会出现剥离;
(2)在行车荷载反复作用下,局部道路路基和面层出现差异沉降;
(3)随着沥青路面使用期的不断增加,混合料中沥青结合料的粘结性不断下降。在车轮的反复作用下,沥青含量因为磨损而逐渐降低,相应的路面细骨料也逐渐散失殆尽;
(4)沥青路面中,施工时机械操作不当产生的损害以及各类油质污染损害也是产生路面松散的常见原因。
2.5 路面水损害
由于沥青路面在行车反复荷载以及温度作用下会产生不同程度的胀缩,此时路面若有水分存在,则路面沥青膜会由于水动力影响而逐渐与骨料剥离。这时候水分对二者的不断浸入会严重降低沥青与骨料之间的粘结作用,严重的会使路面发生粘结力缺失性破坏。
3 沥青路面质量部分控制措施
3.1 加强对原材料质量的控制管理
(1)沥青作为沥青路面混合料中最重要的组成材料,其质量的好坏直接关系到路面质量的好坏。因此,应在材料供应站实施严格的质量抽检,确保所有出厂的沥青材料都能符合设计的规定要求;
(2)在沥青材料的整个生产过程当中,应按时保质的进行材料的质量检查,及时发现并替换失效劣质材料;
(3)高耐久性部位所用的材料,应按照相关规范和规定的要求对原材料质量进行控制,确保做到百分百合格;
(4)应该严格按照实际工程的要求进行各种混合料的配合比设计,同时还应加强对生产过程的控制和管理。此外,还应注意以下几个方面问题:
①应着力做好对沥青混合料中油石比和矿料级配的控制,出现问题立即予以调整;
②应控制好半刚性基层及底基层混合料中水泥及石灰等材料的用量,确保道路基层相应部位的强度符合设计要求;
③对于工程中使用的生石灰应通过充分消解、逐层过筛等措施防止生石灰残留,一旦道路材料中有残余生石灰存在,路面极易起拱。
3.2 加强对施工机械的控制管理
(1)施工机械配备
施工过程中,应综合工程实际、施工机械的性能、工作效率等因素来确定所需施工机械的种类和数目。一般城市中快速路以及主干道拌合摊铺沥青路面时,施工机械设备的选择应遵循下述基本原则:
①建议采用间歇式搅拌机进行拌合作业;
②为能够实现路面摊铺梯队作业,应保证现场有不少于两台摊铺机进行联合作业,选用的摊铺机应具备摊铺效率高、自动调平与调厚以及初步振实与熨平等功能;
③应采取双钢轮振动压路机与轮胎压路机机动配合、协同压实的方式进行压实作业;
(2)加强施工机械管理
①严格做到“操作人员人人有证,施工作业步步合规”;
②无论是混合料拌和厂,还是施工现场均应配置相应的机械维修人员,同时还要配套保障易损零部件与维修养护机具的充足供应;
③杜绝存在漏油问题的施工机械进入现场,避免污染路面。
4 结语
沥青路面在市政道路路面中占据了很大的份额,其质量的好坏不仅关系到市容市貌,还对人民群众的出行安全有着重要的影响。因此,明确常见的问题及其相应的原因,并有针对性的提出控制措施对于提升市政沥青道路质量有着重要的意义。
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[3]上官路东.浅谈沥青混凝土路面病害及其处治方法[J].山西建筑,2009(09).
关键词:城市道路;沥青路面;常见病害;养护
前言
如果将城市比作一个“人”的话,城市中的各条道路就可以看作组成“人体”的各条血管。做好城市各条“血管”的顺畅运行,离不开良好的城市道路沥青路面养护工作。在现今的城市发展中,对于城市道路主要采用的是沥青路面。随着城市的不断发展城市道路沥青路面养护面临着着极大的压力与挑战。在城市道路沥青路面的使用过程中会出现各种不同的病害,为保障城市道路的正常运行,需要加强对于城市道路沥青路面的养护。通过合理、有效的举措,从根本上降低城市道路沥青路面病害发生的机率,保障城市道路沥青路面的正常运行。
1 城市道路沥青路面使用中常见病害分析
1.1 城市道路沥青路面推移
路面推移指的是城市道路沥青路面在使用的过程中沿着城市道路沥青路面的纵向所产生的一段位移。造成城市道路沥青路面出现路面推移的主要原因,是由于城市道路的基层结构强度存在一定的缺陷。当周边环境温度较高时,城市道路沥青路面受到行驶在其上的车辆的作用而产生的。当城市道路沥青路面出现沥青路面灾害时,将会对城市道路沥青路面的使用寿命产生一定的影响。
1.2 泛油
城市道路沥青路面出现泛油缺陷的主要原因是城市道路沥青路面沥青表层中的沥青在受到烈日暴晒后,导致路面沥青在高温下产生热膨胀。而当夜间温度下降沥青凝固时,沥青层中所含有的油性物质将无法重新进入到沥青层中,其将会在城市道路沥青路面上形成一层具有一定光泽的沥青膜。现今,城市道路沥青路面泛油主要指的是城市道路沥青路面表层的积水渗入到了城市道路沥青路面的沥青表层中,其在长时间的滞留过程中受到车辆持续碾压力的作用,使得城市道路沥青路面沥青混合料中的沥青逐渐变为了自由沥青。自由沥青随着城市道路沥青路面沥青层中水的作用而逐渐流动到城市道路沥青路面的沥青表层中,并在表层上泛出的现象。
1.3 城市道路沥青路面裂缝灾害
现今,城市道路沥青路面在长期的使用过程中受到多种复杂因素的作用,导致城市道路沥青路面上出现了许多的线状或是带状的裂口,这些裂口被称之为城市道路沥青路面裂缝灾害。形成这些城市道路沥青路面裂缝的原因众多,比如城市道路路基处理不到位,从而导致路基沉降、积水等,这些都会导致城市道路沥青路面裂缝的产生。一般来说,城市道路沥青路面裂缝主要表现为龟裂、横向裂缝、裂缝交错等的现象。当城市道路沥青路面出现裂缝灾害时,如未能及时采取相应的养护措施,将会导致城市道路沥青路面上的裂缝持续延长、增宽并最终导致城市道路沥青路面路面脱皮,从而影响城市道路的正常使用。因此,需要加强对于城市道路沥青路面裂缝的B护,确保城市道路的使用性。
1.4 水侵蚀灾害
城市道路沥青路面在使用的过程中会受到各种恶劣自然环境的侵蚀,尤其是夏季雨水多发季节。如雨水无法及时排出而是堆积在城市道路上,将会渗透进城市道路的路基中。其在受到行驶车辆的持续碾压作用下,将会导致城市道路沥青路面中的沥青之间逐渐丧失粘结性,从而容易脱落。在北方寒冷季节时,堆积的积水在城市道路沥青路面上无法及时排出。在昼夜温差的作用下,渗入沥青路面的积水会在城市道路沥青路面中形成一定体积的冰晶。其在冻胀和消融间持续变换交替,从而使得沥青集料的粘结性逐渐消失,并最终引起城市道路沥青路面的开裂严重影响城市道路沥青路面的正常使用。
2 城市道路沥青路面养护技术的应用
2.1 城市道路沥青路面碎石封层养护技术
此项技术在应用的过程中,首先应当使用鼓风机对城市道路沥青路面中凸起的部分进行清理,去除其表面所存在的松散材料,保持城市道路沥青路面灾害区域边缘和露肩部分的干净,而后在其上喷洒稀释的、乳化的沥青并马上布撒碎石,喷洒的稀释乳化沥青的温度应当控制在70-80℃之间,沥青撒布器与石料撒布器两者之间的距离应当保持在50m的范围内。完成了对于沥青和石料的撒布5min后,需要沿着道路的行车方向进行多次碾压。完成了对于沥青的碾压成型后,应当保留有一定的成型时间,确保沥青路面的养护效果。
2.2 雾封层预防性养护技术在道路养护中的应用
雾封层预防性养护技术是一种在沥青路面养护中较为先进的预防性技术。在雾封层预防性养护技术的应用过程中将不再使用集料,而是在施工时直接将少量、稀释过的改性乳化沥青直接喷洒在沥青路面上。通过喷洒乳化沥青能够有效地增强沥青路面的防渗水性,改善沥青路面的性能并提高沥青路面的路况质量。雾封层预防性养护技术能够在沥青路面的贫油、裂缝和细颗粒脱落等的沥青路面缺陷中发挥出较为良好的效果。现今,雾封层预防性养护技术多应用于沥青路面的裂缝预处理中,有效地降低裂缝所造成的危害。但是在雾封层预防性养护技术的实际应用中,其也存在着一定的缺陷。当在沥青路面上应用雾封层预防性养护技术时,将会使得沥青路面的摩擦系数大为降低。因此,在一些对于摩擦系数要求较为严格的路段,则不宜应用雾封层预防性养护技术对沥青路面进行养护作业。
2.3 沥青稀浆封层养护技术在沥青路面养护中的应用
沥青稀浆封层养护技术在沥青路面的养护施工中通过将粗骨料、乳化沥青、添加剂以及水等的施工原材料按照一定的比例混合并按照一定的厚度铺筑在公路沥青路面上,在铺筑后需要及时对缺陷的部分进行找平作业,对铺设时大颗粒所造成的划痕及时进行清理修复。此外,在对公路沥青路面修复的过程中,为最大限度地降低公路养护施工作业对城市交通所造成的影响,可以在完成沥青稀浆封层养护后的2h后开放养护路段。采用沥青稀浆封层养护技术对路面进行养护施工,具有施工造价低、施工速度快等的特点。
2.4 灌封技术在沥青路面养护施工中的应用
灌封技术现今主要应用于沥青路面裂缝渗水的防治养护施工中。在其应用的过程中,要求公路路基的结构良好且表面裂缝缺陷处于可修复的范围内,比如横、纵裂缝及沥青路面上一些较为细小的松散裂缝。此外,在灌封技术的应用过程中要注意做好对于密封剂的选择,对于灌封技术需要应用品质和施工工艺较强的施工材料,以便能够取得较为良好的施工效果。
2.5 路面翻修、重修养护
当沥青路面出现较为严重地损坏时,对损坏路面进行养护施工时首先应当将损坏的沥青路面铣刨后,再重新进行铺筑作业,在修复作业时可以采用路面再生技术。当沥青路面出现结构损坏需要重建施工时,可以采用路面铣刨重铺和全深式再生施工技术,用以使沥青路面重新恢复使用性。
3 结束语
沥青路面具有表面平整、行驶舒适、施工时间短、方便养护等的特点,因此此种施工方式在公路建设中被广为使用。做好公路建设质量和养护的把控对于确保公路的使用寿命有着极为重要的意义。本文在分析公路沥青路面常见灾害的基础上,对常用沥青路面养护技术进行了分析介绍。
参考文献
[1]黄颂昌,徐剑,秦永春.我国沥青路面养护技术现状与发展展望[J].公路交通科技,2006(8):11-13+16.
关键词:沥青路面;路面设计;路面病害;公路事业;交通运输
1沥青路面设计的含义
公路工程建设是一项十分复杂的工程项目,其中沥青路面设计是整个公路工程建设的准备阶段,其主要是采用科学的管理方式在设计的过程中尽量避免路面病害的产生,同时对出现的各种病害现象进行分析和研究,提出最为科学的病害处理方法,保证沥青路面设计能够满足工程质量的实际需求。沥青路面是公路建设的重要组成部分,必须全方位、多层次的开展设计工作,尽可量地实现一次达到质量标准,提高沥青路面工程的整体质量,延长路面的使用周期。
2沥青路面设计的方法及价值
2.1国外沥青路面设计方法
国外常见的沥青路面设计方法就是基于力学和经验的设计方法,主要是通过分析沥青路面结构在环境、车辆荷载等相关作用下所发生的有关于位移、应变、应力等相关力学反应量,结合调查分析资料显示,构建各种路面性能在力学反应量之间的性能模型,设计出合理的路面结构,而后将其应用于实践中。经验设计方法就是观测使用道路或试验路段的路面情况,建立路面性能、轴载大小等荷载作用以及材料性质、路面厚度等经验关系,为经验法提供更多的参数验证,而后通过观察并计算数据,得出更有效的设计方案。
2.2国内沥青路面设计方法
我国的沥青路面设计方法主要是参考英荷壳牌法设计理论,由于沥青路面的主要破损原因是由于路基土、粒料层的过量永久变形以及沥青面层的疲劳开裂造成的,因此我国研究者将沥青路面看成一种多层弹性体系,层面使用沥青混凝土材料,基层采用粒料材料,将材料性质保持同向同质性,遵循层底拉应力等效原则、原规范弯沉等效原则,结合多层弹性理论分析拉应力,计算出相应参数,设计出刚度大、整体性强的设计方案。
2.3沥青路面设计的价值
2.3.1质量价值。沥青路面设计是整个路面工程的基础阶段,对后续工程的正常开展具有重要的影响。所以为了保证工程建设的质量,必须最好沥青路面设计工作。在设计之前进行地质勘查研究并记录好相关的数据,总结设计出最佳的路面施工方案,保证沥青路面的各种性能都符合工程需要,提高公路工程的整体质量。2.3.2技术价值。科学的沥青路面设计能够进一步提高路面工程的施工技术,通过计算出的沥青路面各种应力值,能够使施工人员选择最为科学的施工技术来开展工程建设,能够使沥青路面更符合当前交通运输的需求,减少路面病害的发生几率,提高了路面的整体性能,具有一定的技术价值。2.3.3安全价值。沥青路面设计具有严谨性,在实际勘查路面情况时,通过分析行驶过程中驾驶员的舒适度来计算出相应的数据,并设计出更加安全的出行方案,进而保证整个公路建设的顺利进行,同时促进公路建设事业的蓬勃发展。
3沥青路面病害
3.1沥青路面常见病害类型
在沥青路面工程中经常会出现很多种病害,其中最为常见的病害是裂缝、车辙以及沉陷等,这些病害的存在势必会影响到整个路面工程的质量,影响到交通的正常运行,所以必须对病害的成因进行分析,并提出相应的解决措施,进一步减少这些病害产生的几率,提高路面工程的整体质量。
3.2沥青路面病害成因
3.2.1裂缝成因。在公路路面的基层中由于受到非荷载以及温度的影响,很容易出现裂缝。在具体的路面施工中,基层水泥的剂量高并产生了水化作用,导致路面各层之间的温度存在差异,继而出现裂缝。其中自然原因有路面工程所处地区的地质条件、含水量以及温度等,除此之外,施工管理不到位、施工技术不合格以及路面结构的承载力等可能导致裂缝的产生。3.2.2车辙成因。在车辆通过的过程中车辆本身的荷载会导致沥青路面留下车辙,而且这些车辙将会是永久性的。造成这一问题的主要原因是沥青路面的支撑力度以及抗压能力比较弱,选择的施工材料不符合相关的标准。所以施工单位必须保证沥青路面所承受的荷载力高于交通的承载力,这也是保证交通安全的重要方面。3.2.3沉降成因。路面出现沉降问题主要是因为沥青路面的分布不均匀、车辆荷载的长期作用等因素。沉降虽然不会影响到通车,但是却会影响到路面的美观。正常情况下,沥青路面会因地制宜的选择施工材料,保证路面的受力均衡,能够保证车辆的正常通行。但是沥青路面是刚性结构,而路基则是柔性结构,二者之间的差异势必会造成结构偏差,使得承受荷载的能力变弱。一旦路面出现沉降,随着时间的增长,就可能导致路面破损,所以施工人员不应该忽视沉降问题,而是应该及早地解决路面沉降问题。
4沥青路面病害的应对措施
4.1裂缝病害的治理
根据裂缝的不同情况我们可以选择不同的治理方式,例如如果出现了比较严重的纵向裂缝就需要采用铣刨处理方法,如果在路面的上部基层出现了局部的横向裂缝则可以采取灌缝处理方式,在采用此种处理方式时需要先冲刷裂缝,保证裂缝中没有杂物,然后使用配比相同的沥青进行灌缝。如果裂缝的宽度比较大,那么就需要把灌缝和铺设玻纤隔栅相结合,进而保证裂缝的处理效果达到相关标准。此外,为了提高沥青路面的承载力,可以使用水热化较低的水泥来做好沥青砼的配制,增加路面的厚度。
4.2车辙病害的治理
由于沥青路面的车辙病害属于永久性变形,所以必须尽量避免车辙病害的出现。在进行沥青路面设计时就应该考虑到路面的抗车辙能力,通过采用最新的施工技术并结合当时当地的公路情况进行针对性调整沥青混合料的配比,进一步提高沥青混合料的质量。除了使用抗车辙剂之外,还需要选择使用粘稠度高的沥青来控制车辙病害的发生几率,提高沥青路面的整体性能。
4.3沉降病害的治理
为了减少沉陷病害产生的几率,在进行沥青路面设计时就应该严格地按照工程施工要求选择填料,并对填料的质量加以有效管理,在实际填料的过程中还应该保证压实度,在确定了沥青厚度的前提下控制好基底的厚度,这也是影响沥青路面刚度的重要方面,施工人员应该做好路基基底的处理工作,保证路面基底的承载能力高于车辆的荷载量,有效地保证了沥青路面的稳定性。一旦沥青路面的局部密实度不高,再加上雨水的侵蚀和车辆荷载的反复作用,就会导致沉降现象加重,所以应该做好沥青路面的排水工作,做好路面排水设计,尽量保持路面干爽。
5结束语
综上所述,沥青路面是当前最为重要的一种路面形式,其质量的好坏直接关系到整个道路的质量,所以必须引起相关单位的高度重视。在进行沥青路面设计时必须做到高质量、高效率,其设计的是否科学决定着沥青路面的后期建造水平。通过总结路面勘查数据以及路面的实际情况制定出合理的路面设计方案,做好路面施工质量以及病害的防治,进一步保证路面的施工质量。施工人员也应该结合自身的专业水平,不断优化设计方案,对可能出现的路面病害提前做好措施,保证沥青路面的质量满足工程要求。
参考文献
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关键词 现场热再生 工厂热再生 现场冷再生 工厂冷再生
中图分类号:U416.217 文献标识码:A
1988年沪嘉高速公路建成通车标志着我国正式进入高速公路时代,经过20多年快速发展,目前高等级公路通车总里程接近10万公里,成绩举世瞩目。高等级公路建设已从初期的建设为主,逐渐转变为建养并重,未来将进入以养为主阶段。
国外对沥青路面的再生研究,最早是美国于1915年开始的,目前其再生利用率已高达80%以上;西欧一些国家也非常重视这项技术,德国、荷兰等国再生利用率也已高达90%以上。我国交通运输部于1982年将沥青路面再生作为重点项目,并在河北、河南等省份进行了试验研究,取得一系列结果。随着社会的不断发展和进步,沥青路面再生技术在我国将迎来更加广阔的发展空间。
1沥青路面再生技术和特点
目前国内外沥青路面的常用再生技术主要有四种:现场热再生技术、工厂热再生技术、现场冷再生技术和工厂冷再生技术。
2.1 沥青路面现场热再生
2.1.1 现场热再生
现场热再生技术是一种修复破损路面的过程,首先加热路面使路面软化,然后对路面铣刨、破碎,再加入新的沥青胶结料和骨料拌合,最后将再生料铺在原来的路面上。
2.1.2 现场热再生特点
采用现场热再生对沥青路面进行再生处理时,综合起来具有以下特点:
(1)节约原材料,可就地修复路面;
(2)经济,降低运输、能源和原材料费用;
(3)加热时间短,混合料不会被过度加热而老化;
(4)道路占道作业时间短,对交通影响小。
2.2 沥青路面工厂热再生
2.2.1 工厂热再生
工厂热再生是将旧沥青混凝土路面铣刨后运送到沥青混合料拌和厂,通过破碎、筛分,并根据旧料中沥青和集料级配等情况,掺入一定数量新的集料、沥青和再生剂等进行热态拌和,使混合料达到规定的各项指标,并按热拌沥青混合料的施工工艺重新铺筑路面。
2.2.2 工厂热再生特点
采用工厂热再生技术对旧沥青路面再生,具有如下优点:
(1)可以重复使用旧沥青路面材料,经济性高;
(2)可修复路面的绝大多数破坏,如松散、泛油、堆积、磨光、车辙、裂缝等;
相比现场热再生,工厂热再生存在以下缺点:
(1)回收的混沥青合料(RAP)用量较少;
(2)混合料生产效率低、工期长;
(3)施工对交通干扰较大、运输费用较高;
(4)出料温度低,再生混合料比热拌合料硬,可供碾压的时间略有减少。
国外多年的实践证明,通过工厂热法再生,可以修复沥青路面表层病害,恢复甚至改善沥青路面混合料的路用性能。
2.3 沥青路面现场冷再生
2.3.1 现场冷再生
现场冷再生是指充分利用现有旧的铺层材料,加入部分新骨料和一定量的添加剂,在自然环境温度下现场连续地完成材料的铣刨、破碎、拌和、摊铺及压实过程,然后再进行沥青面层表面处理。
2.3.2 现场冷再生特点
采用现场冷再生技术对旧沥青路面再生,具有以下优点:
(1)比较彻底的解决各种路面病害;
(2)旧料利用率高,节约运输成本,降低工程造价;
(3)一般采用乳化沥青作为再生剂,无需加热混合料,节约能源,减少污染。
与此同时,现场冷再生也存在以下缺陷:
(1)现场质量控制和质量保证不可靠;
(2)施工气候要求条件高;
(3)再生后的路面通常需要经过一段时间的养护。
2.4 沥青路面工厂冷再生
2.4.1 工厂冷再生
工厂冷再生技术是将旧沥青路面铣刨后运到沥青混合料拌和厂,通过破碎、筛分, 掺入一定量的新集料、再生结合料及再生剂进行常温拌和,使混合料达到规定的各项指标,按常温沥青混凝土的施工工艺铺筑,形成路面基层或者下面层的一种技术。
2.4.2 工厂冷再生特点
采用工厂冷再生技术对旧沥青路面再生,具有以下优点:
(1)可用于修复面层和基层的病害;
(2)生产率高,RAP材料用量大;
(3)节约能源,减少污染。
但其又有以下缺点:
(1)主要用作基层或底基层;
(2)需要考虑沥青与旧料的配伍性;
(3)施工对交通干扰较大,运输费用高。
这项技术适用于各等级公路旧沥青路面材料的再生利用。
3结语
综上所述,沥青路面的再生利用能够节约大量的沥青和砂石材料,节省大量的堆积、填埋场地,具有显著的经济效益和社会环境效益。同时,沥青路面再生技术已经基本成熟,我国现有路面也基本满足再生条件,随着我国高等沥青路面日益增多,今后必将面临更多的旧路再生技术。可以预见,沥青再生技术将在我国公路建设中具有很好的应用前景。
参考文献
[1] 国外沥青现场热再生方法的讨论[A].公路运输文摘,2002(3):22.
【关键词】高速公路;沥青路面;早期损坏;预防性养护
前言
随着我国社会经济水平的不断提高,我国交通事业也取得了巨大的进步。高速公路的建设突飞猛进,随着高速公路数量的增加,对现有高速公路的养护问题逐渐受到人们的关注,尤其是对于高速公路沥青路面的养护工作。目前我国大多数高速公路的路面情况还比较好,基本上没有出现较为严重的损坏。但是也有部分高速公路的路面存在一定的损坏情况,比如坑槽、车辙等。随着高速度公路使用效率的提升,这些问题会越来越突出。我国高速公路建设起步较晚,再加上施工工艺及材料工艺的落后,高速公路沥青路面养护工作的压力还是比较大的。
1 路面的早期损坏及防治措施
1.1 两种不同类型的早期损坏
就目前我国已有的高速公路中出现的沥青路面损坏问题,进行了总结概括,了解清楚了高速公路早期损坏的主要表现及产生的原因。理论上讲,造成高速公路沥青路面早期损坏的原因有很多,就影响因素而言,主要是从设计方案、路面结构、施工材料及日后养护等方面来考虑。早期损坏主要有两种类型,其一就是在刚刚投入使用的前两年之内,出现的轻微程度损坏,比如路面车辙、路面开裂等问题。通常对于这些小范围内的损坏现象,都采用局部维修的方式来进行处理。对于另外一种早期损坏而言,不如第一类早期损坏有着明显的体现,沥青路面的使用年限的长短也是早期损坏中的组成部分。我国现阶段高速公路使用年限还没有达到国际平均水准,往往在高速公路投入使用五年或者十年之后就开始大规模的修整。这种大规模的整修行为也属于早期损坏,并且这种形式的早期损坏造成的维修成本极度浪费。
目前根据我国高速公路建设水平而言,沥青路面出现早期损坏是在所难免的,因此我们要注意第一种早期损坏的防治工作,尽量避免出现第二种早期损坏。
1.2 沥青路面早期损坏的特点
高速公路的沥青路面早期损坏的原因虽然有多种,但是通过观察高速公路沥青路面的损害情况可知,能够产生直接危害的因素主要集中在几个方面。比如高速公路早期损害问题中的车辙,就是因为沥青路面在夏季高温暴晒下,由于自身物理特性加之汽车的碾压造成的。车辙通常是出现在高速公路的上坡路段。一部分原因是由于高温,再者就是由于汽车超载行驶。汽车超载还会使高速公路出现行车路面损坏严重,超车路面则相对较轻的现象。雨水对高速公路的破坏也是较为严重的,大部分高速公路损坏严重路段基本上都与水损坏有关,并且大部分的损害都是局部小范围损坏。
1.3 早期损坏的原因分析
由于目前对于高速公路沥青路面早期损坏都是在损坏发生后进行分析,因此在分析时往往会忽略施工设计及施工质量检验方面的问题,更加注重于外在因素。比如交通条件、天气状况等。交通条件中主要是车辆超载行驶。自然天气因素主要是雨水集中出现。但是仅仅分析外因是不能合理解释高速公路沥青路面出现早期损坏的原因,内部因素才是造成损坏的关键。因此对于高速公路早期损坏,应该从施工阶段及日后养护方面进行研究。其中如果施工过程不能按照施工标准来进行,就很容易使高速公路在投入使用后出现早期损坏现象。施工材料的选择也是影响高速公路沥青路面早期损坏的主要因素。
2 高速公路沥青路面的养护
我国高速公路建设速度日益加快,高速公路沥青路面的养护工作压力逐年增加。针对日益繁重的管理工作,必须转变传统管理维护思想和手段,积极创新公路沥青路面的养护技术,提高养护效率。实现保持高速公路沥青路面避免大规模维修的目标。高速公路沥青路面的养护工作是指对其局部状况进行维修改造。
2.1 沥青路面的预防性养护
现阶段高速公路沥青路面的养护技术已经日趋完善。对于路面的处理通常是采用雾封层及微表处超薄罩面技术,主要是为了修复路面出现的坑槽,使高速公路路面保持整洁。对于路面出现的裂缝,主要是通过封水技术来实现对其的修复,避免裂缝继续破坏基层。对于路面局部出现的坑槽要及时填补,防止由于车辆碾压造成问题的严重化。另外,车辙是造成高速公路交通事故的主要因素之一,因此对于高速公路车辙的修补,能够有效提高交通安全指数。总而言之,高速公路沥青路面的日常维护主要是通过日常使用过程中的保养,积极采用预防性措施来保证其质量。尽量延长高速公路的使用年限,降低维修成本。
2.2 养护主要技术问题
在高速公路沥青路面的养护方面要注意根据具体问题,采用适合的科学的防治措施。运用经济科学的手段对高速公路沥青路面进行养护,是高速公路沥青路面养护的基本原则。其中对路面裂缝的填补是常用的养护工艺。对于填补裂缝而言,首要的是要选择优质的填缝材料。填补材料要有良好的耐久性,不会在短时间内出现硬化或者其他问题。并且还要具备一定的延展性和抗疲劳性。由于沥青路面会随着高温产生形变,因此填补材料要有一定的延展性,应对路面状况的变化。最重要的是要具备保持极强的粘接性,材料只有与路面完整牢固的粘接在一起,才能有效的实现封水的效果,从而完成对裂缝的修补。有了优质的施工材料,接下来就要考虑施工工艺方面的问题了。优质的施工材料结合高效的施工工艺,才能实现对裂缝完整的修补。其中在修补时应注意要首先对裂缝中的垃圾进行清理。保证裂缝皱襞与材料更好的粘接。再者要注意对裂缝进行加热处理,加热不仅能够将裂缝中的水分去除,还能使裂缝温度接近材料温度,以便更好的粘接。
3 沥青路面的新技术
3.1 沥青路面的热再生技术
沥青路面的再生技术最早是由西方国家开始研究,随着高速公路沥青路面的养护成本日益增加,迫使人们在研究养护工艺的同时,也在积极探索新技术来弥补沥青路面损害造成的成本浪费。我国高速公路沥青路面管理也开始进入技术维护阶段,目前主要高速公路已经使用将近十年左右,因此对于高速公路的养护工作迫在眉睫。部分高速公路建设公司已经开始进口部分现场热再生沥青路面的设备,国内也已经开始建设相关热再生材料。热再生技术主要是通过工厂生产热再生材料,将材料与传统施工材料混合使用,铺设到沥青路面上。热再生技术能够有效的降低高速公路维修成本,并符合我国科学发展观的战略思想。
3.2 沥青路面的冷再生技术
冷再生是在热再生技术的基础上改进出来的。冷再生主要是由现场冷再生与工厂冷再生两种方式。现场冷再生技术主要是通过成套的设备对出现损坏的路面进行修整,将冷再生材料与传统施工材料进行合理搭配,铺设在沥青路面上。工厂冷再生技术主要是用专业设备使加工材料形成混合材料然后铺设在路面层上。冷再生技术相对于热再生技术而言,主要优点是可以直接进行施工,环保无污染,并能够对旧材料进行重复利用。
4 总结语
随着我国公路建设速度的提高,对于高速公路沥青路面的养护工艺定会逐步的完善。高速公路是我国交通系统中的重要组成部分,每年对于高速公路的养护费用是我国交通财政投入的主要部分之一,完成对高速公路沥青路面的养护工作,就是在间接促进我国经济发展,因此我们要在现有技术的基础上,不断学习外国先进技术,创新国内自主技术,采用新材料有效地做好高速公路沥青路面的预防性养护工作。
参考文献:
【关键词】沥青混凝土路面;早期破坏;预防措施;施工
造成沥青混凝土路面出现早期破坏的原因是多方面的,如汽车超载、路面渗水、施工方法不当等等,而损坏的表现形式主要体现在出现坑槽、裂缝、车辙等,引起这些问题的主要原因是沥青路面渗水造成磨耗层以下石料上的沥青膜表面脱落,导致石料之间互相摩擦,以致造成沥青路面结构性的损坏和出现坑槽。出现的裂缝会导致雨水渗入到沥青混凝土路面的结构层,从而会引起路基的不均匀沉降,最后导致沥青路面的进一步损坏。
一、早期损坏的原因
沥青混凝土路面是高速公路中常见的路面形式,路面是道路与车辆直接连接的关键部位,会长期受到车辆载荷的影响,而且随着车流量的不断增多,对沥青路面的质量要求也越来越高,在已经建成的一些公路中,已经出现了不同程度的早期破坏,引起了公路各界人士的广泛关注,因此,对于早期损坏的原因需要我们进行深入探讨才行。
所谓沥青混凝土路面早期病害是指高速公路正式通车后个别工程部位承受不住环境与交通因素作用而导致的提前破损。90年代初我国修建的高速公路路面或多或少的存在一些早期损坏病害,如车辙、裂缝、泛油等。
车辙系指轮迹外的表面沉陷。沿车辙两侧,路面有可能鼓气,它是由于路面各层次或突击的永久变形产生的。产生永久变形的原因通常是因为材料受车辆荷载作用引起的固结或侧向移动所致。它也可能是因为沥青混合料在夏季产生塑性流动,或施工时压实度不够而产生的。
开裂或龟裂是重复交通荷载作用下,沥青面层或基层疲劳破坏产生的一系列相互贯通的裂缝。裂缝最先出现在沥青面层或基础底部。轮载弯拉应力或应变最大的位置。在车辆重复荷载作用下,裂缝传至表面,开始时只是一条或数条平行的纵向裂缝连同起来,形成了多边、锐角的小块,发展成为多网状或龟纹状的裂缝。有网状或龟状开裂致使路面表面逐步破碎而造成坑洼。纵向裂缝与路面中心线平行,而横向裂缝垂直中心线。形成的原因可以使沥青面层的低温收缩或沥青的硬化所引起的,或是沥青面层下裂缝所引起的反射裂缝。纵向裂缝也可能是因为接缝施工质量差所引起的。
泛油发生在路面表面,它通常很粘。泛油是因沥青含量过高或孔隙率过小而产生的。
二、施工防治方法
沥青混凝土路面施工缺陷主要有:裂纹、平整度差(小波浪、台阶)、离析、拉沟等。与这些质量缺陷相关的因素有:混合料的质量、摊铺、碾压等。
(1)确保混合料的质量。沥青混合料对路面的结构有着直接的影响,若沥青混合料的级配较差,则容易出现离析现象,离析现象容易使沥青混凝土路面表面出现裂缝等早期破坏;若沥青混合料中的矿料较大,在摊铺的过程中容易形成拉钩等;矿粉不足,细料偏少以及摊铺机的受料斗两翼板上积料过多,和受料斗两翼板翻动频繁都会引起摊铺中的离析。沥青混合料温度过高,受压路机碾压后的可塑性大,会引起压路机两旁混合料隆起,碾压后的摊铺层出现裂纹;温度过高还会造成沥青老化,降低了与矿料的料结性和低温下的变形能力,因而受不了长时间的大气作用而产生沥青老化网裂,甚至路面松散、飞石、起坑等。
(2)做好摊铺工作。摊铺机的操作机调整对摊铺质量影响很大。摊铺机速度的改变会导致摊铺厚度的变化,造成小波浪(平整度差);供料系统速度忽快忽慢;摊铺机猛烈起步和紧急制动;行走装置打滑;各部分驱动链条松紧度未调好;发动机调整未调好等,都会引起小波浪和裂纹。路面愈不平整,车辆冲击力愈大,对路面损坏愈严重。
(3)做好碾压工作。做好沥青路面的碾压工作至关重要,若压实不足,会导致裂缝、车辙等病害的出现。碾压的过程中,需要注意各种细节,如碾压的温度,遍数等,若遍数太少,压实度就达不到要求,容易导致病害的出现。若混合料的温度太低,则会造成碾压的困难,造成路面不平整。
三、沥青路面的养护工作
目前,我国沥青路面的养护工程基本上都采用冷铣刨工艺,在沥青路面铣刨以后,原来的沥青路面也会像铣刨一样整齐,使得垂直边缘会比较坚硬。施工时虽然在接茬的地方涂刷了一层粘接沥青,但考虑到冷接缝难以保证旧沥青路面与新铺沥青路面有效的结合,仍然需要继续采用加热混合。当采用红外线就地加热技术时,应当在沥青混合料进行摊铺之前对原来的沥青路面的接缝部位进行加热处理,使新铺的沥青路面和原来的沥青路面进行热接缝,确保了接缝质量。这样的施工工艺同样可以使新沥青路面混合料的横向热接缝和纵向热接缝良好。另外,要做好路面的排水工作,确保沥青路面不长期被水浸泡,影响路面和路基的质量,确保路面的使用寿命。
四、做好各项管理工作
对于沥青路面出现的各种病害,需要根据出现的情况采取不同的处理措施,在进行处理的过程中,加强施工管理是至关重要的,首先,要做好沥青路面施工的每道工序,要做好自检,确保合格后方可进行下一道工序,每道工序检查验收,必须要严格按照技术规范标准进行把关。在对沥青混凝土路面进行检测的时候,对原材料的进场,混合料的搅拌、混合料的温度等都需要控制好,确保进入施工场地的材料是合格的,通过检测,能够确保材料和施工的质量,若发现问题,可以及时进行解决。同时,在施工的过程中,还应该排除外界的各种干扰,特别是在紧急施工的时候,应该严格遵守各项规章制度,严格要求自己,一点都不能放松。其次,应该完善质量管理体系,施工工序能够按照质量管理体系进行,同时,还要提高施工管理人员的综合素质,提高现场管理人员的质量意识。施工单位在施工的现场,应该明确管理人员的职责,有专门的质检员、安全员、试验员等,做到每个岗位都有责任人负责,并且制订和完善考勤制度,加强现场工作人员的质量和安全培训工作,对于要交付监理签字的项目,施工单位应该建立起明确的责任制度。
五、总结
沥青路面出现早期损坏的原因是多方面的,有施工的原因,设计的原因,养护的原因,管理的原因等等,需要我们从多方面进行质量的控制,做好每道工序,只有这样才能确保公路的质量,延长公路的使用寿命。
参考文献
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关键词:高速公路;沥青路面;重车辙;病害原因;处治措施 文献标识码:A
中图分类号:U412 文章编号:1009-2374(2015)36-0097-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.36.047
重车辙是高速公路沥青路面的常见病害之一,然而导致路面永久性变性的综合因素有很多,渠化行车荷载、高温以及路面本身残缺等都会造成路面出现带状凹坑现象。当交通量增大,车辆超载现象严重时会导致高速公路沥青路面出现重车辙病害,使得行车颠簸,难以畅通行驶,且大大降低了高速公路的服务性能。本文根据沥青路面重车辙病害原因进行具体探究,并提出了相应的治理措施,进而改善道路通行现状,充分发挥高速道路的服务。
1 高速公路沥青路面重车辙病害的机理及类型
1.1 高速公路沥青路面重车辙的形成机理
其形成因素主要有:(1)沥青混合料的后续压实。在高速公路路面被碾压成型前,其组成物是骨料、细砂、沥青以及空气,当温度过高时,松散的混合物处于半流动状态,并且由沥青和矿粉组成胶浆被混合在矿料间隙中,碾压完成后,高速公路沥青路面在受到汽车荷载的作用下,压实效果更强,并形成微量的永久变形。按照施工技术规范,高速公路的压实度其标准密度要达到96%以上,沥青路面的厚度为15cm,在车辆行驶过程中,压实度会达到100%,并形成0.6cm的轮迹;(2)松散混合物的流动变形。受到高温以及重车荷载作用下,高速公路沥青路面重的沥青以及矿料会形成胶浆,出现流动状况,造成沥青混合料的流动变形,形成车辙现象;(3)沥青混合料的结构发生变化。道路在建设的同时,处于半固态的沥青混合料,在受到高温作用以及重车荷载作用时,首先沥青会出现流动现象,由骨料及骨架来荷载重力。随着温度的不断升高或重力荷载不断加大,在受到沥青的作用时,硬度比较大的矿料会沿着矿料之间的接触面逐渐滑动,并且沥青及胶浆会随着轮迹做法线运动,造成沥青路面出现结构失衡,路面稳定性不佳,从而形成路面重车辙现象。
1.2 沥青路面重车辙的类型
目前,高速公路路面出现重车辙现象,一般有结构性车辙、流动性车辙、磨耗损型车辙以及压密型车辙四种类型。高速公路在建设过程中,采用沥青作为路面物料,施工人员一般选择在半刚性基层上修筑,并且在施工过程中对压实度的要求比较高。在选择了基层强度和板体性能比较好的结构材料时,出现重车辙的可能性比较小。根据调查发现,高速公路沥青路面重车辙现象中失稳性车辙比较常见,本文主要对其进行具体探究,并提出了相应的治理措施,以改善道路车辙现象。
2 高速公路沥青路面重车辙病害的原因
笔者通过实践调查及自身多年实践工作经验,基于车辙形成的过程以及导致车辙形成的因素进行具体探究,由于沥青路面在受到高温以及重力荷载的作用下,导致沥青变软,其压实度、路面稳定性以及矿质骨架的约束作用明显降低,出现道路失衡。因此,表明沥青对混合料的高温性能以及荷载作用十分重要。影响重车辙形成的因素有骨架的稳定性以及细集料,当车辆在正常行驶过程中,受到剪应力比较大的路段时,车辆出现制动现象,从路面表层向下发展,形成车辙或者是其他路面磨损,最终总结了三点关于高速公路沥青路面重车辙病害的原因:
2.1 原材料方面
一般高速公路在修筑过程中,主要的材料是沥青,普遍采用70号基质沥青来铺设路面的上、中、下面层,该材料的抗车辙性能较差,很容易出现流动现象。在碎石材料中,施工人员通过提取实验研究后,针对花岗岩颗粒以及黑色的软弱颗粒进行取样分析,其结果表明:黑色软弱颗粒中含有7.10%的黑云母,其中淡云母含量为18.3%、石英含量为68.3%等,实验表明,该物质为煤质颗粒。由于沥青路面中原材料中的石灰岩碎石成分分布不均匀,从而大大降低了沥青原料与碎石颗粒的黏附性能,导致沥青路面的性能受到一定的影响,出现了沥青膜剥离现象,从而产生车辙病害。
2.2 材料配比方面
沥青混合料的配比对于整个混合料的性能有着直接的影响,良好的级配与最佳油石比是重要因素。笔者通过自身经验以及查阅相关资料发现,目标配合比设计整体偏细的是中面层AC-20C以及下面层的AC-25C。筛孔通过率偏高的是中面层4.75mm以上的位置,造成中面层级配变得更加细致,降低并减缓了抗车辙的性能;另外,干扰沥青混合料内部粒子的因素是下面层锯齿状目标级配曲线,其碾压度不足,密实性效果欠缺。实验研究发现,通过率均小于目标配合比设计,且大于1.19mm筛孔时,高速公路沥青混合物料偏粗的中面层以及下面层物料,大大降低车辆荷载力,抗车辙的能力不断下降。通过样本抽取实验中了解到:在生产物料配合比中,一般上面层油石比比较大,中面层油石比适合,而下面层油石偏差比较大,总结出:油石比偏大是导致车辙现象的主要原因。
2.3 道路施工工艺方面
高速公路路面施工工艺是影响沥青工程路面质量的主要因素。由于沥青混合料的中面层和下面层压实度不足,很容易形成车辙病害,另外,由于路面修筑过程中,对沥青路面的碾压次数偏少或者是沥青混合料的温度因素,都会导致车辙病害的形成。
3 高速公路沥青路面重车辙病害的处治措施
目前,高速公路沥青路面重车辙病害现象加剧,它直接影响着整个道路工程的发展和创新,为了提高道路施工质量,避免由于沥青路面重车辙病害导致高速公路服务性能的下降,影响道路正常运输。笔者通过自身多年实践工作经验,在查阅相关资料的基础上,提出了有关沥青路面重车辙病害的处治措施,具体有以下四点:
3.1 采用科学合理的骨架级配
道路施工中,选用科学、合理的沥青混合料中矿料级配类型,对于沥青混合料的高温性能以及重力荷载作用有着十分重要的作用。采用骨架嵌挤型结构的高温性能级配,浆粗料集中起来,以便适度增多,提高高温性能的稳定性,并且浆级配曲线调整成“S”形,在控制好关键筛孔通过率的前提下,提升沥青路面的荷载力。
3.2 控制沥青标号及用量
实验结果发现:采用低标号的沥青混合料其高温性能要优于高标号的沥青混合料,在实际应用中,可能会遇到气温相差比较大时,施工过程中却采用重交90号沥青,该现象不合理,可能会影响沥青混合料的高温性能。因此,高速公路施工中,一般要根据某地区的气温选用不同标号的沥青混合料,且沥青用量允许误差要控制在0.2%左右,另外,在修筑以及高速公路、炎热地区路段或者是山区公路坡度地段时,由于发生重车辙的可能性比较大,需要将沥青混合料的空隙率控制在最佳范围内,并且减小到0.5%,以科学合理的沥青用量,降低路面重车辙病害的发生。
3.3 将沥青混合物料的质量控制在合理范围内
配料中,通过计算,确保粗集料的针片状含量合理,一般当针片状含量过大时,车辆在正常行驶中,很容易发生级配退化现象,且加快了车辙病害的速度。因此,施工中尽可能选用强度比较好的粗集料,并且添加沥青抗剥落剂、消石灰等,增强沥青混合料与粗集料的黏附性能;而细集料的含泥量对道路路面的高温性能同样有着重大影响,当碎石加工厂没有配置除尘设备时,石屑中的稳定性就会受到影响,造成合成级配曲线出现驼峰曲线,严重降低并影响了沥青路面的车辙性能,其抗高温车辙性能也在迅速下降,这就提示施工人员在道路修筑过程中一定要对石屑进行除尘处理,并且将其控制在0.075mm通过率,坚决不能使用回收的矿粉作为原料。
3.4 控制并提升压实度
减少压密型车辙的途径是严格控制道路压实度。根据有关资料了解到,压实度标准范围为马歇尔试件标准密度的96%,且对路面的实际空隙率要控制在10%以内,在控制压实度时,必须适当增加现场空隙率,采用理论最大密度为92%进行双控,提升高温性能,降低车辙病害的形成。另外,针对沥青路面重车辙病害,已经出现结构性破坏的现象,施工人员可以选择洗刨原路面的沥青混合料,按照抗车辙类型对其进行重新铺装,增强其高温性能,另外还可以选择对原路面进行热再生处理,提升并改善沥青混合物的性能,提升道路运输的荷载力,增强沥青混合料路面的使用寿命,提升高速公路运输的通畅性和服务性。
4 结语
综上所述,通过研究高速公路沥青路面重车辙病害的原因及形成机理,其形成原因可能是车辆超载或者是沥青混合料本身因素,导致车辙病害。为了提高沥青路面荷载能力,降低并减少车辙病害的发生,要求施工人员选择性能比较好的沥青路面以及路面基层,提升高速公路的稳定性和安全性。为了彻底解决并控制这一现象的发生,还需要我国从事科研与行政管理部门共同努力,共同处治车辙病害,同时需要交通道路运输部门以及汽车制造部门的大力配合,根据目前高速公路沥青路面重车辙病害的原因提出针对性解决措施,提高道路运输的通常性和服务,改善并提升我国高速公路建设水平,并采用科学的道路施工工艺,制定并研究优化的方案做好重车辙病害的预防措施及处理工作,促进经济的快速发展,推动我国高速公路事业的不断发展。
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关键词:PDCA原理;沥青路面;裂缝控制
沥青路面是在柔性基层或半刚性基层上,铺筑一定厚度的沥青混合料作面层的路面结构。这种路面与水泥混凝土路面相比,沥青路面表面平整无接缝,行车振动小,噪音低,开放交通快,养护简便,是我国路面的重要结构形式。正是其具有上述优点,很多城市道路多采用沥青路面。然而沥青路面也比较容易形成微裂缝,导致路面破坏,影响着交通安全和行车舒适性,降低路面的使用寿命。本文基于PDCA原理对沥青路面裂缝成因进行分析,通过对路面裂缝形成因素掌控,提出相应的控制和防治措施,降低沥青路面裂缝的影响,提高路面的使用寿命。
1.PDCA原理概述
PDCA循环又叫戴明环,是美国质量管理专家戴明博士提出的,它是全面质量管理所应遵循的科学程序。全面质量管理活动的全部过程,就是质量计划的制订和组织实现的过程,这个过程就是按照PDCA循环,不停顿地周而复始地运转的。PDCA循环体系是按计划(Plan)、实施(Do)、检查(Check)、处理(Action)的科学程序进行的施工质量管理体系的一种循环,换句话说,做好一切项目的施工质量工作都必须经过4个步骤、不停地周而复始地运转[1-2]。PDCA循环原理就是采用一种模式,能使任何一项工程管理体系有效进行的一种工作程序。
PDCA主要是通过八个步骤来实现的,主要包括分析现状,找出问题、分析产生问题的原因、找出主要原因、拟定措施,制定计划,前四步为Plan;执行措施和计划,该步为Do;检查工作和调查效果,该步为Check过程;最后是总结经验,巩固成绩、遗留问题转入下一阶段,最后两步为Action。每个步骤是紧密联系在一起的,每次循环都应有新的目标和内容,通过不停运作,环环相连,不断前进,使质量管理系统不断提高。通过一个有一个的循环来提高施工质量,实现质量控制目标。
2.沥青路面裂缝类型
随着路面交通量的增加,汽车荷载的增大和高等级公路上行车速度的提高,沥青路面比较容易产生裂缝。
根据路面裂缝的表明形状,沥青路面裂缝可分为:横向裂缝、纵向裂缝、龟状裂缝和网状裂缝[3]。沥青路面裂缝成因主要从材料、设计、施工因素及交通气候条件等方面考虑。材料方面影响裂缝成因主要取决于沥青拌合料的性质、沥青级配和其劲度模量等因素,其中劲度模量影响最大,是路面开裂的根本因素。此外,沥青面层厚度对其裂缝的形成也会有一定的影响,可以减少裂缝的产生,优良的施工质量也可有效的控制裂缝的生成。
根据路面作用荷载引起沥青路面裂缝生成来分主要有两种:一种是由于非行车荷载因素引起的非荷载型裂缝。另一类是裂缝主要是由于行车荷载作用而产生的荷载型裂缝[4]。非荷载型裂缝主要为温度型裂缝是指外界环境条件引起的,比如由环境温度变化引起、或者是由于施工不当、材料选取不当等因素引起的裂缝。荷载型裂缝是在行车荷载作用下产生的裂缝,一般情况为自下而上的裂缝形式。产生荷载型裂缝的主要原因是:1)路面结构设计不合理或厚度不足,在行车荷载作用时,在基底层产生过大的应力,当该应力超过基底层材料的应力强度极限值时,将在基底层产生裂缝,这种裂缝存现鬼状裂缝;2)随路面使用年限的增长,路面材料强度下降,沥青路面回弹弯沉值慢慢增大,而路面交通量迅速增长和汽车荷载不断增大,所以容易造成路面沥青的疲劳性破坏,导致沥青路面产生开裂。
沥青路面裂缝的形式有多种多样,造成路面裂缝产生的原因多样化。无论沥青路面裂缝形式怎样,但是有一点就是路面裂缝可以控制和减少,这就要求在设计、施工等方面做好工作。比如在材料方面严格要求,确保进场材料合格,在施工方面必须牢固树立预防为主的思想,严格控制施工过程中各个阶段的施工质量;在养护方面要做到及时有效。做到事前积极预防、事中严格控制、事后及时处理的措施,最大限度降底沥青路面裂缝的形成,只有控制裂缝产生,才能提高路面的使用效益,延长沥青路面的使用寿命。
3.PDCA质量体系分析
针对上述裂缝的成因,结合PDCA原理,对沥青路面施工质量体系进行分析,主要包括下面内容:
计划是质量管理的首要环节,通过计划,确定沥青路面质量管理的方针、目标,以及实现方针、目标的措施和行动方案。要严格控制材料、技术和组织三个环节,材料方面:选择适合的道路材料和面层材料,下部结构的刚性对上部结构将会产生一定的影响,进行合理的结构刚性设计,确定合适的沥青路面厚度对控制裂缝是非常重要的;另外,面层沥青种类和等级也会影响路面质量,在长期的实践经验中,选用高粘度、低稠度的沥青,其温度敏感性较低,能延迟温度裂缝的产生。分析列出具体的控制裂缝计划,下一步就是如何实施,主要包括计划行动方案的交底、具体的施工工艺和按计划规定的方法及要求展开的施工作业技术活动。在进行沥青路面施工时,要做好基槽、基层、面层等各层的施工质量控制,每一层都要按照规定的施工计划进行。通过在实施过程中做好质量控制工作,保证工程质量按照计划执行。
检查就是对照项目实施计划,检查执行的情况和效果,通过过程控制,来及时掌握和控制实施过程中产生的偏差和问题。检查主要是掌控施工质量是否达到施工标准,然后可以对其做出相应的评价和确认。
处理是在检查的基础上,对成功的东西加以肯定,形成标准,对失败的地方,要积极改进,防止问题的再次发生。底层对路面裂缝的形成影响较大,提高基层的施工质量,可以控制裂缝的形成,比如在底层施工中,出现“弹簧土”,一定要严格处理,出现问题一定不能放过。
路面施工是一个循环作业过程,路线较长,施工分段进行,对于前期出现的问题,在施工PDCA控制过程中加以解决,使得后续工程质量得到更好的提高。
4.裂缝控制措施
根据PDCA施工质量保证体系,每一步都要严格完成,才能控制沥青路面裂缝。裂缝控制措施主要结合PDCA施工质量保证体系中的四个步骤进行的,主要包括以下内容:
(1)制定具体、详细的质量保证工作计划,包括各种工序的施工材料、施工技术和管理机构
的落实情况、
(2)施工工程是裂缝控制的最重要的一步。从路基到路面,所有工序都要按照设计要求进行施工,每一步都要严格控制,比如基层的压实度,沥青摊铺时,基础上面要保持干净等。
(3)严格检查制度,配合监理开展工作。在路面结构摊铺时,要把上层路面结构层及路基表面的浮土、浮灰、浮砂清除干净,提高层层之间的粘结力。严格控制沥青混合料进场温度,确保沥青进场温度达到135-155度,同时注意初始碾压、复压和终压沥青温度;压路机要先静后动的顺序进行碾压,禁止压路机在新压路面调头,同时碾压的速度不宜快等,严格控制路面压实度,使其达到设计标准;对于全路段摊铺时,要注意纵向接缝,纵向接头要相互搭接500mm左右,要处理好纵向接缝问题。沥青路面施工完后,要等路面温度降低至50度以下时才能开放交通。
沥青路面裂缝形成还包括其他因素,包括路面结构设计、施工过程控制、养护管理等方面,是可以防治沥青路面出现裂缝的。
5.结论
结合某条市政道路,采用PDCA原理对沥青路面进行管理,该路面裂缝控制取得了一定的成果,路面施工结束后,路面状况良好。表明把PDCA原理运用到路面施工中来,方案是可行的。PDCA循环原理主要是强调闭环控制的思想,这样才能有利于施工企业各部门或项目部,通过不断的循环来提高工程经济效益,完善管理制度和安全措施,提高项目的施工水平和施工质量,从而达到控制路面裂缝的目的。只有控制沥青路面裂缝的形成的源头,才能有效地防止路面裂缝的生成,这样才可以延长沥青路面使用寿命,提高路面的服务年限,降低沥青路面的养护费用。
参考文献:
[1] 陆愈实.现场定置管理技术[M].北京:中国工人出版社,2002
[2] 姜芳禄.建筑安全管理的PDCA循环.安全与环境工程[J].2004(1)