市政道路沥青路面早期破坏的原因及防治措施分析

市政道路沥青路面早期破坏的原因及防治措施分析

摘要:造成市政道路沥青混凝土路面早期破坏病害的因素很多,但综合起来主要有原材料原因、现场施工质量控制不严、投入运营后超载车辆管理不严、气候条件影响等四个方面。本文主要对市政道路沥青路面早期破坏的原因及防治对策进行了探讨。

关键词:市政道路;沥青混凝土路面;早期病害;原因;防治对策

前言

由于沥青路面具有行车舒适、平整无接缝、开放交通快、噪音低、养护简单,等优势,因此在公路、机场及城市道路等基础设施的路面处理中得到广泛应用。路面施工过程是其质量形成的关键环节。造成市政道路沥青混凝土路面早期破坏病害的原因是多方面的,要从施工阶段就开始重视。在施工中根据其成因采取有效的措施,同时建立健全有效的质量保证体系,强化施工管理,完善施工工艺和施工方法,提高施工质量,才能从根本上解决问题,减少沥青路面早期病害的发生。

1.市政道路沥青路面早期病害原因分析

1.1原材料原因

(1)所使用的沥青性能不过关。市政道路沥青路面铺筑要求沥青材料具有优良的粘结力、抗老化性能、高低温稳定性能。另外,随着国民经济的蓬勃发展,公路运输超、重载现象严重,对沥青材料的性能提出更高的要求,普通沥青已不能完全适应形势发展的需要。

(2)碎石的压碎值、磨耗值不符合要求,或使用酸性矿料,造成沥青混合料的稳定度偏低,引起沥青路面早期的剥落。

(3)矿粉(填料)的细度对沥青混合料质量至关重要,沥青与矿粉的交互作用影响沥青混合料的抗剪强度。矿粉粒度小,比表面积大,其比表面积约占矿料比表面积的80%,当矿粉较目标配合比时的矿粉平均粒径增大一倍时,则矿粉比表面积是原比表面积的1/4。这样,就会有较多的沥青不能直接与矿粉表面交互作用形成结构沥青,而形成了较多的自由沥青,降低了沥青与矿料之间的粘结力,在行车荷载的作用下形成泛油,因此控制矿粉的质量十分重要。

1.2施工方面的原因

(1)地基沉降。

公路建设中,不可避免地有部分路段要穿过水田、沼泽、淤泥地段等软土地基,路基修筑在软土地基上时,对软基的处理不彻底,或软基地段处理后没有沉降稳定就修筑沥青路面,往往就会发生路基失稳量难以保证,半刚性基层没有合理的龄期,或基层施工粗糙,使得基层(底基层)质量低劣或过量沉陷,从而导致沥青路面破坏或不能正常使用。

(2)路基压实不足。

路基压实是路基施工过程中的重要工序,亦是提高路基路面强度与稳定性技术的技术措施之一。如果在路基施工中没有按照规范要求分层填筑,逐层压实,导致路基压实度不足,出现不均匀沉陷,则会导致沥青路面出现纵向裂缝和横向裂缝。在所通车的高速公路中,“桥头跳车”是一个普遍存在的质量通病,就主要是由于桥台与路基衔接处压路机碾压不到位,造成局部路段路基压实度不足而出现路面坑洞、横裂,从而出现桥头沉陷、跳车等现象。

(3)路面基层施工质量低劣。

由于抢工期、赶进度,造成料源紧缺,原材料质,造成基层网状开裂破坏,若反射到面层,即为面层出现网状开裂。水从裂缝处下渗到路基中。在行车荷载作用下会出现唧泥,造成沥青面层的早期破损。

(4)沥青面层颗粒离析。

在施工中运输和摊铺过程都很容易造成沥青面层集料粗细颗粒离析。局部粗集料偏多,细集料偏少,则不易压实,矿料与沥青的粘结力小,抗剪强度低,容易出现松散。局部细集料偏多,粗集料偏少,热稳定性差,则容易出现车辙、拥包等破坏。

(5)沥青混凝土铺装层偏薄。

在水泥混凝土桥面上加铺沥青混凝土铺装层时,有的设计桥面铺装层厚度偏薄,有的厚度小于5cm。加上其层间不按规定均匀洒布粘层油,使得汽车高速行驶时,轮胎后产生真空吸力,在行车荷载作用下,容易出现坑洞。

(6)沥青被油溶解。

在施工过程中由于施工机械在路面上停留而漏油,会造成沥青被柴油溶解,使沥青与矿料之间粘结力降低,使路面产生剥离、松散、出现坑洞。

(7)沥青面层的压实度偏低。

沥青面层的压实度对沥青路面的耐久性影响非常重要,压实度的大小直接影响着沥青路面的使用质量。有些单位在施工时对压实度的重要性认识不足,片面追求平整度,而放松了对压实度的控制。通车后平整度迅速衰减,面层变形明显。

2.防治沥青路面损坏的主要对策

2.1改善沥青混合料的级配。

为减少离析,提高热稳定性,可以采用改进的AC-I型结构,主要是适当减少细集料的含量,增加中间料的含量,基本上级配曲线以规范中级配中值线为基准线,4.75mm粒径以下走中值线下线,4.75mm粒径以上走中值线上线,从室内试验结果和现场外观情况看,效果比较理想。

2.2合理提高压实度,适当减少空隙率。

将压实度控制标准从96%提高到98%。按这一标准控制的沥青路面,通车后再压密的现象比较不明显,且沥青路面实测空隙率较小,不易产生早期水损害。同时为减少实测空隙率,规定马歇尔设计空隙率测定时,采用实测密度与理论密度双控,保证理论密度不低于93%,这样使沥青砼的空隙率得到严格控制,保证3层沥青路面基本不渗水。为保证压实度达98%,要求施工单位必须配备2台25t以上轮胎压路机。经检测,沥青路面压实度的代表值超过98%,空隙率除个别点外都能控制在7%以内,保证了沥青路面基本不渗水,雨后已基本消除了水渍。

2.3严格控制沥青用量。

在沥青路面施工中,根据目标配合比设计的原则,认真进行目标配合比设计,经过生产配合比段化调整,确定最优的沥青用量。为保证混合料有足够的沥青用量,以提高沥青砼的抗水能力,将规范规定的允许误差±0.3%缩小为±0.2%~-0.1%。

2.4严格控制石料的压碎。

在渗水状态下,石料的压碎对沥青路面使用寿命的影响很大。为保证沥青混合料在摊铺和碾压过程中基本不产生压碎现象,主要采取以下措施:一是在选择石料时尽可能选择针片状含量小、压碎值小的石料,针片状含量必须严格控制在15%以下,尽可能不超过10%,石料压碎值应控制在24以下;二是改善碾压工艺,当发现石料有压碎现象时,原则上尽可能采用轮胎压路机搓柔碾压,而不采用钢轮压路机振动碾压;三是加强对石料压碎情况的检查,在终压完成后,沥青砼尚未冷确情况下,局部揭开检查,如有压碎现象,研究分析产生压碎的原因,并采取措施。

2.5加强施工过程中的质量检测。

①严格检查沥青混合料的生产、运输、碾压过程的规范化。②对沥青和石料质量进行源头和现场检测。③在施工过程中严格控制压实度、空隙率、沥青用量、级配、压实厚度、渗水量等技术指标。

2.6提高道路养护的意识。

围绕建设与养护、维修与预防的关系,随着路网的不断完善,只有长期保持良好的路面使用性能,道路建设的巨额投资才能充分发挥其投资效益,而长期保持路面良好的技术状况必须有一个强有力的养护维修支持系统来保障。从这一意义上来说,养护维修实际上是道路建设的一种延续。

4、结束语

总之,沥青路面早期破坏的成因比较复杂,涉及设计、施工,养护、管理等方面。要消灭沥青路面早期破坏这一质量通病,延长沥青路面的使用周期,提高投资效益,需要设计、施工、管理养护各方主体各负其责,按照行业规范标准,结合工程实际,严格履行各自职能,相信这一顽疾一定会得到根治。

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