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0引言“公路通,百业兴,财路通”,一语道出了公路基础设施在国民经济发展中所发挥出的重要作用。在经济社会快速发展的情况下,建设高质量的高速公路,改善交通条件是大势所趋。在公路建设工程中,沥青混凝土路面应用范围非常广,其施工工艺、施工技术等快速发展,但裂缝、松散、坑槽、车辙、泛油等病害对公路工程质量造成了严重影响,降低了公路的使用寿命。对此,我们要构建全过程的、全员参与的、动态的工程质量控制体系,加强施工工艺监管,提高病害现象防治能力,以保证公路质量,促进公路建设工程施工水平的全面提高,为国民经济发展奠定坚实的物质基础。这些研究探讨对加强沥青混凝土路面质量控制有着巨大的现实意义。
1沥青混凝土路面的常见病害现象及其发生原因
根据调查,高速公路沥青混凝土路面的常见病害主要表现为三种类型:裂缝,松散、坑槽,车辙、泛油。
1.1裂缝
高速公路沥青混凝土路面的早期裂缝是普遍存在的,有温度型裂缝、荷载型裂缝和结构型裂缝等,之所以有不同类型的裂缝,主要与当地环境、荷载以及路面结构强度有关。在高温条件下,沥青层会吸收辐射热量,以致出现高温软化,加之车辆荷载作用,进而产生永久变形;在低温条件下,沥青层会变得较脆弱,导致抗变形力变差,从而产生温缩裂缝。在荷载作用下,沥青混凝土路面结构层间出现粘结状态的改变,由连续变为滑动,从而引发路面基层产生疲劳剪切裂缝。再随着荷载的反复作用,裂缝快速扩展,逐渐由基层向上反射,导致路面开裂。在沥青混凝土路面设计中,沥青混合料是均匀的,然而实际施工中常常出现混合料不均匀问题,以致出现集料离析现象,出现路面密度差异,最终导致路面结构不稳定,在车辆荷载、温度胀缩等反复作用下极容易出现结构型裂缝。
1.2松散、坑槽
水损害是高速公路路面出现质量问题的主要原因之一。在沥青混凝土路面设计中,现有的工艺已经考虑到了水损害的破坏影响,基本不会出现早期的水损害,然后经受车辆反复荷载、温度胀缩后,路面会出现裂缝、车辙等,雨季到来,在水循环作用下,水逐渐侵蚀沥青膜,降低沥青粘附性,使其逐渐剥离矿料,结构强度降低,进而出现松散、坑槽等现象。此外,沥青混合料配比不当、现场施工工艺监管不力等导致路面密度不均匀,以及老化等都会引起沥青混凝土路面出现松散、坑槽等现象。
1.3车辙、泛油
车辙是在车辆荷载反复作用下产生的,而泛油是由沥青混凝土的设计空隙率过小,油石比偏大造成的。在高温条件下,沥青混凝土受热膨胀,由于设计空隙率小,溢出路表面而形成泛油。此外,沥青混合料配合比设计不当,施工经验不足等也会提高泛油现象发生的可能性。
2沥青混凝土路面施工质量的控制措施
裂缝,松散、坑槽,车辙、泛油等病害现象的出现既影响了车辆顺利通行,又给国家经济带来了一定损失。尤其在我国经济社会快速发展的情况下,交通量迅速增长,车辆大型化和渠道化,不可避免的增加了道路负担,无疑对公路路面质量提出了更高要求以及更严峻的挑战。对此,施工单位在总结以往施工成功经验的基础上,针对沥青混凝土路面病害现场的发生原因构建全过程的、动态的、全员参与的质量控制体系,严格监管各个施工环节,采取可行的路面病害防治措施,以延缓损坏进程,保证路面质量。
2.1沥青材料的准备和控制
材料是决定工程质量好与坏的根本性因素,也是施工质量控制的源头,所以要准备好沥青混凝土需要的各种材料。拟选的材料要送到质检机关检测,合格后方可确定,同时进场的材料要进行随机质检,再次确保其符合工程设计标准和质量设计需求。对科学配比的沥青混合料,要考核其密度、粘附性、磨耗值、压碎值等是否符合质量设计技术要求,同时实验检测其结构的稳定性、耐久性、耐磨性以及感温性能、塑性、脆性等指标是否达标,了解材料性能和沥青混合料结构性能的实际情况后,再决定添加剂、矿粉的用量。
2.2沥青混合料配合比设计
在沥青混合料配合比设计中,要遵循现行的法规规范执行,按照质量设计要求确定各种沥青混合料类型的级配曲线,然后选择与之相符合的各种矿粉,之后根据矿粉的颗粒组成用图表法或试算法确定符合级配曲线要求的各种矿料的配合比例,最后用马歇尔试验等方法确定出最佳沥青用量。在确定最佳沥青用量实验时,要确保误差在规定范围,切忌不能过多,一旦确定了即可进行生产配合比验证,如采用车辙试验、水稳性检测,或铺筑试验路段等方式验证配合比设计是否满足质量设计要求。
2.3沥青混合料的拌制与运输
沥青混合料拌制一般要选择一个专门的场地,与施工现场的距离不宜太远,交通路面要平整,忌堵塞,否则运输过程中易出现混合料离析现象,影响到混凝土结构性能。在搅拌厂拌制沥青混合料前应进行必要的油石比和矿料配合比检测,如不符合要求需及时改正。正式搅拌前要了解周围环境温度,观察材料干湿情况,以此为据调整冷仓转速和燃烧器油门,使温度符合搅拌需求,同时精确称量各种材料,确保精确性。搅拌过程中要时刻注意周围温度变化,搅拌至无花白料,无结块成团,混合料均匀一致,搅拌过程中一旦出现离析现象,必须废弃材料。
2.4沥青混凝土路面铺筑
在进行混凝土路面铺筑作业前,要检查路基的平整度,骨料是否存在局部集中或松散等情况,路基符合要求后方可进行实际的摊铺作业。在铺筑作业中,根据既定的松铺厚度在摊铺机熨平板及平衡梁后滑靴下垫上相同厚度的木板,摊铺机启动后要拿掉一些木板,以保证符合压实标准。摊铺机速度从零开始,一般控制在2m/min~4m/min范围内,中途不得随意变更速度,或停止作业,避免造成混凝土推移,确保不出现离析现象。摊铺中,布料器要均匀向两侧供料,避免时快时慢,熨平板温度要保持高于100℃,避免出现拉毛现象。同时,还要及时清理干净路基,不允许出现杂物。遇到方向调转时,要求操作者集中精力,不能出现操作失误。遇到停工时要设置横缝,保证路面平整度,符合渗水、结构稳定性等要求。
2.5沥青混凝土路面碾压
路面碾压作业关系着路面的平整度、稳定性、厚度等性能,如果作业不标准,造成压实度不达标,路面就可能出现裂缝、坑槽等现象。为此,进行碾压作业时要与路面摊铺保持一致速度,碾压遍数遵循“先静压一遍、振动两遍、结束前静压两遍”原则,同时过程中要处理好粘轮和水如何隔离的问题,不可过度用水,避免导致混合料温度下降,可采用食用油稀释后喷洒以保持湿度。完成碾压工作后,要做好为期一个月的养护工作,避免出现早期质量病害现象。
3结语
沥青混凝土路面在反复荷载、温度及结构稳定性等因素影响下经常出现裂缝等质量病害现象,对此,应建立从沥青混合料选购到摊铺、碾压压实,再到养护的全过程的动态质量控制体系,严格控制每一道施工工序,使施工工艺符合工程质量设计要求,防治离析现象、注意离析补修,以确保路面平整度、厚度和压实度。同时,施工中要求全员参与到质量控制工作中来,减少作业失误,尽量保证工程的施工质量。
作者:崔宁 单位:山西省公路工程监理技术咨询公司