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瀝青路面常見問(wèn)題的原因
來(lái)源: | 作者:education-100 | 發(fā)布時(shí)間: 2022-02-09 | 1721 次瀏覽 | 分享到:

l、瀝青路面的開裂


瀝青路面開裂直接影響路面的使用壽命,由于開裂致使路面上的雨水下滲到基層,加上行車的作用,形成唧漿現(xiàn)象,導(dǎo)致路面基層破壞,從而毀壞路面形成坑洞。導(dǎo)致路面開裂的原因大致有三種情況:一是瀝青本身材質(zhì)的影響,如瀝青含蠟量大、易老化;二是路基不均勻沉降導(dǎo)致路面開裂,如修筑在軟土地基和路面常出現(xiàn)這種情況;三是路面基層的反射裂縫,由于路面基層的裂縫,反射到路面面層,導(dǎo)致面層開裂的一種情況。


2、瀝青路面的泛油、油包、車轍、推擁 瀝青路面出現(xiàn)泛油、油包、推擁、車轍的原因主要是:


瀝青路面施工規(guī)范的缺陷


表現(xiàn)在瀝青油石比的不準(zhǔn)確,象油石比設(shè)計(jì)主要由室內(nèi)馬歇爾穩(wěn)定度控制,如滿足流值、穩(wěn)定度、空隙率三大主要指標(biāo)后,確定油石比,缺乏象日本、美國(guó)增加的動(dòng)穩(wěn)定度指標(biāo)、確定油石比和集料配合比。


透層油、粘層油對(duì)油石比的影響


為了保證層與層之間具有良好的粘結(jié)力,往往采用灑透層油和粘層油的設(shè)計(jì)方案,由于這些粘層油和透層油對(duì)未來(lái)油石比的影響往往被人忽視,因此,很容易導(dǎo)致油石比偏大出現(xiàn)泛油現(xiàn)象,下面我們不妨計(jì)算一下:


假定粘層油為乳化瀝青,設(shè)計(jì)為O.8kg/m2,瀝青加乳化劑和水的比例為50:50,瀝青砼表層4cm,密度按2.42g/cm3,由于粘層油的灑布,每平方米增加瀝青量0.4kg,而每平方米瀝青砼總重量為100×100×4×2.42g/cm3=96800g.


油石比增加量為400÷96800=0.4%


規(guī)范要求實(shí)際瀝青用量只能在最佳瀝青用量±0.3%之內(nèi),可見實(shí)際油石比已經(jīng)超過(guò)了規(guī)定值。


此外,由于路面基層不可能十分平整,有坑洼現(xiàn)象,而瀝青粘層油,則為流動(dòng)的液體,因此,往往在低洼處粘層油過(guò)量集中,這也是導(dǎo)致局部路面泛油嚴(yán)重?fù)戆闹饕蛑弧?/span>


路面平整度差衰減速度快的原因


密實(shí)度的影響


一方面路基密實(shí)度不夠,導(dǎo)致路基不均勻沉降,引起局部下沉,另一方面是瀝青砼本身壓實(shí)度不夠,隨著車載作用次數(shù)的增加,導(dǎo)致路面局部下沉,是影響路面平整度的原因之一。


瀝青配合比的影響


瀝青配合比是指油石比與集料配合比不當(dāng)導(dǎo)致油石比大、穩(wěn)定度小,路面出現(xiàn)泛油、車轍、擁包,這是平整度衰減的一個(gè)主要原因。


氣溫的影響


由于人類對(duì)大自然的污染破壞,南極臭氧層的減少,全球相繼出現(xiàn)“厄爾尼諾”現(xiàn)象,特別是1997年夏天在華東地區(qū),氣溫在35℃以上,持續(xù)將近40天,屬歷史罕見現(xiàn)象,這種情況的出現(xiàn),如果仍采用以往的瀝青標(biāo)號(hào),顯然沒有適應(yīng)環(huán)境的變化,這說(shuō)明近幾年,路面泛油大、穩(wěn)定度變差、路面產(chǎn)生變形,是加快平整度衰減的一個(gè)重要原因。


瀝青混合料攤鋪、碾壓先天不足


因?yàn)閿備仚C(jī)具落后或路面基層影響,瀝青路面施工時(shí)就不平整,瀝青砼攤鋪溫度過(guò)低。碾壓機(jī)具配套或不及時(shí),同樣對(duì)平整度產(chǎn)生較大影響,這些因素將構(gòu)成瀝青砼路面平整度先天不足。


3、瀝青混凝土路面松散、剝落、坑洞原因


瀝青材質(zhì)問(wèn)題


有些路面使用一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)大面積表層松散,其主要原因是使用了不合格瀝青,這種瀝青延度、針入度沒有達(dá)到規(guī)范要求,因此,過(guò)一段時(shí)間后,混合料就失去粘結(jié)力,從而形成松散現(xiàn)象。


瀝青混合料拌和溫度過(guò)高


有時(shí),由于瀝青混合料拌合時(shí)溫度過(guò)高,瀝青被燒糊使瀝青失去了強(qiáng)有力的粘結(jié)力和裹附力,因此,造成路面松散、局部脫落。


瀝青混合料酸堿結(jié)合不好


瀝青一般情況下呈酸性,而用的石料如果呈堿性則可以達(dá)到較好的組合,如果遇到的是酸性骨料相互之間的粘結(jié)力將降低,也將產(chǎn)生路面剝落,形成坑洞。


層與層之間的連接受到嚴(yán)重污染


在路基整修與瀝青混合料攤鋪同時(shí)進(jìn)行,或者層與層之間施工持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),在鋪筑上一層時(shí),對(duì)下層的污染沒有進(jìn)行有效處理,使兩層之間形成一層薄薄的污染夾層,這樣下承層與上承層之間缺少有效的粘結(jié)力,從而導(dǎo)致瀝青路面剝落,局部形成空洞。


三、進(jìn)一步提高瀝青路面施工質(zhì)量


以上情況,在我國(guó)次等級(jí)路面、高級(jí)路面時(shí)有出現(xiàn),輕則局部返修,重則大面積返修,既造成經(jīng)濟(jì)損失又對(duì)行車安全帶來(lái)嚴(yán)重影響,產(chǎn)生不良社會(huì)后果,而如何進(jìn)一步搞好瀝青混合料工程質(zhì)量,使之達(dá)到設(shè)計(jì)要求的壽命,爭(zhēng)創(chuàng)更大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益,則是每位工程技術(shù)人員都十分關(guān)心的問(wèn)題,在瀝青混合料施工方面本人平時(shí)也注意觀察和收集這方面的資料,下面就如何進(jìn)一步搞好瀝青路面施工質(zhì)量,談?wù)剛€(gè)人的看法。


1、加強(qiáng)瀝青混合料原材料的選擇


瀝青混合料的選擇特別重要,特別是對(duì)于重交通量道路,要首選優(yōu)質(zhì)瀝青,瀝青表層更應(yīng)如此,如進(jìn)口瀝青采用殼牌、埃索、阿爾巴尼亞瀝青,而盡可能少采用韓國(guó)進(jìn)口瀝青,2001年104國(guó)道溫州段過(guò)境公路使用的就是韓國(guó)瀝青,取樣做各種試驗(yàn)均滿足施工技術(shù)規(guī)范要求但鋪筑使用不到一年就出現(xiàn)松散、剝落現(xiàn)象,而殼牌、埃索等瀝青經(jīng)歷了金麗溫、甬臺(tái)溫、杭金衢高速公路的驗(yàn)證,效果很好。


由于進(jìn)口瀝青比較貴,使路面工程造價(jià)增大,近幾年一些高等級(jí)公路也選用了一些國(guó)產(chǎn)瀝青,特別象克拉瑪依、單家寺、歡喜嶺等相繼在滬嘉高速、沈大高速、唐津高速得到了應(yīng)用,達(dá)到了預(yù)期效果,但由于國(guó)產(chǎn)瀝青技術(shù)指標(biāo)不穩(wěn)定,含蠟量普遍偏高,抗老化能力差。因此,選定時(shí)要加強(qiáng)試驗(yàn)檢測(cè),防止不合格瀝青混入。目前國(guó)內(nèi)許多業(yè)主普遍作法是瀝青表面層采用進(jìn)口瀝青,而底面層、中面層則挑選國(guó)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)瀝青,既滿足了重交通質(zhì)量要求,又降低了路面造價(jià)。


對(duì)于溫室效應(yīng)的影響,在寒區(qū)和溫區(qū)建議采用規(guī)范規(guī)定的瀝青標(biāo)號(hào)的低標(biāo)號(hào)瀝青,提高瀝青混合料熱穩(wěn)定性。


集料的選定,主要是要判定粗集料、細(xì)集料酸堿性,對(duì)于有些礦石材料象玄武巖、石英巖、花崗巖等本身就帶酸性,由于瀝青含有瀝青酸顯酸性,如果兩種酸性物質(zhì)結(jié)合在一起大大降低了互相之間的化學(xué)吸附力,因此瀝青與集料容易剝離。在這種情況下應(yīng)采用石灰?guī)r、礦碴磨成礦粉或者直接加入一定的抗剝離劑,增強(qiáng)瀝青混合料的化學(xué)吸附力。


此外,對(duì)粗集料的壓碎值應(yīng)有較高的要求,高等級(jí)路面一般不能高于28%,保證路面具有一定的抗壓和抗滑能力。


2、瀝青混合料的組成設(shè)計(jì)


瀝青混合料的組成設(shè)計(jì)系瀝青路面成功與失敗之關(guān)鍵,要求試驗(yàn)人員必須有較高的理論知識(shí)水平和豐富的實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn),才能配制出優(yōu)質(zhì)的瀝青混合料最佳級(jí)配,從組成設(shè)計(jì)角度來(lái)看,瀝青混合料的配比應(yīng)特別注意下列幾個(gè)方面的內(nèi)容。


骨料中和最大粒徑的確定


級(jí)配中的粗集料粒徑大小與瀝青混合料的抗疲勞強(qiáng)度和抗車轍能力有密切關(guān)系,從國(guó)內(nèi)有關(guān)科研資料研究表明,當(dāng)瀝青混合料厚h與最大粒徑D的比值,大于2時(shí),抗疲勞強(qiáng)度顯著提高,但抗車轍能力明顯下降,而h/D小于2時(shí)抗車轍能力增強(qiáng),而抗疲勞力減弱,應(yīng)該說(shuō)這是一個(gè)矛盾指標(biāo),為了中和一般情況下取h/D接近2時(shí)較理想,即骨料最大粒徑取接近厚度的一半,相對(duì)而言,上面層瀝青混合料粒徑略為偏粗一點(diǎn),且應(yīng)采用開級(jí)配,本人在查看了有關(guān)澳大利亞瀝青路面設(shè)計(jì)與施工資料,受益匪淺,澳國(guó)瀝青上面層均采用大粒徑開級(jí)配,這樣做有三個(gè)方面的好處:


第一、粒徑較大,棱角分明,增強(qiáng)了汽車輪胎與路面的附著力,提高了抗滑性;第二、粒徑偏大提高了路面抗車轍能力,有效地降低了路面平整度衰減;第三、在雨天由于開級(jí)配其內(nèi)部有大量空隙,表面水可以在內(nèi)部流動(dòng),減少路面懸浮水,減少車輛高速行駛的漂滑現(xiàn)象,更重要的是表面層可以為輪胎與路面之間的水分提供一個(gè)消力槽,很大程度上改善了路面在潮濕狀態(tài)時(shí)的抗滑能力。


因此,本人主張表面層h/D接近2,并且4.75mm以上粒徑應(yīng)在70%以上,這樣的設(shè)計(jì)能達(dá)到提高路面抗車轍能力和抗滑性,減少路面平整度的衰減。


中面層的設(shè)計(jì)


中面層應(yīng)采用密級(jí)配,這一層是承上啟下的結(jié)構(gòu)層,一是要有良好的抗水滲透能力,防止雨水下滲到基層,破壞路面。二是具有良好的抗疲勞能力,因此h/D應(yīng)略小于2為好,應(yīng)采用密級(jí)配瀝青混合料。


下面層瀝青混合料


下面層應(yīng)該說(shuō)荷載承載層和應(yīng)力擴(kuò)散層的結(jié)合部,因此其強(qiáng)度、穩(wěn)定性、耐久性都比較重要。本人認(rèn)為h/D應(yīng)略大于或等于2,同時(shí)采用半開級(jí)配較為理想,由于中面層是一個(gè)完整的抗水層,雨水不會(huì)下滲,因此,不會(huì)有過(guò)多雨水下滲并通過(guò)下面層到路面基層,另一方面,半開級(jí)配提高了路面的熱穩(wěn)定性(由于瀝青為黑色,夏天太陽(yáng)暴曬吸熱,其內(nèi)部溫度可達(dá)50~60℃),同時(shí)半開級(jí)配有較多的瀝青及細(xì)粒填充,因此,使該層具一定的耐久性。


瀝青油石比的選擇


瀝青油石比由室內(nèi)常規(guī)馬歇爾試驗(yàn)進(jìn)行確定,通常是由瀝青混合料密實(shí)度、穩(wěn)定度、孔隙率等指標(biāo)初步確定瀝青油石比,再與規(guī)范規(guī)定的上下值要求進(jìn)行比較取值,我覺得在油石比確定應(yīng)遵循下列原則。


油石比要結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驐l件綜合考慮


在寒冷地區(qū)冬天較冷,夏天時(shí)間較短,則油石比略為偏大較好,提高瀝青混合料低溫抗裂性和抗老化能力,相反在熱帶地區(qū),夏天較長(zhǎng)溫度高,冬季時(shí)間短偏暖,則相應(yīng)油石比取低限,提高路面熱穩(wěn)定性和抗車轍能力,值得一提的是由于溫室效應(yīng)的影響,華東地區(qū),夏季高溫時(shí)間增長(zhǎng),相應(yīng)冬季變暖,低溫時(shí)間變短,因此在油石比確定方面,應(yīng)偏下限,確保瀝青路面在夏季的熱穩(wěn)定性能,近幾年華東地區(qū)建成的幾條高等級(jí)路,有的泛油嚴(yán)重、車轍現(xiàn)象明顯,這與油石比偏大、氣溫偏高持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)有直接關(guān)系。


重要的高等級(jí)路面油石比的確定應(yīng)引進(jìn)動(dòng)穩(wěn)定度試驗(yàn)


傳統(tǒng)的馬歇爾試驗(yàn)雖然能確定最佳級(jí)配,但由于目前國(guó)內(nèi)交通量發(fā)生了顯著變化,大噸位的車輛越來(lái)越多,過(guò)去的設(shè)計(jì)理論:黃河標(biāo)準(zhǔn)軸載及常規(guī)的試驗(yàn)手段已滿足不了現(xiàn)在交通量增大、車轍增重的需要,這就是為什么有的高等級(jí)路按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、施工單位按規(guī)范施工,而路面照樣出現(xiàn)問(wèn)題的一個(gè)很重要原因,因此本人主張?jiān)谲嚵髁考?、車載較大的主要干道,象能源基地、連接港口的道路、大城市之間的道路,瀝青混合料除了要進(jìn)行常規(guī)的馬歇爾試驗(yàn)外,其中最重要的是進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定度試驗(yàn),才能客觀全面地反映實(shí)際,由動(dòng)穩(wěn)定度鑒定級(jí)配和油石比是否合理,這也是國(guó)內(nèi)許多專家學(xué)者,通過(guò)對(duì)比總結(jié)的一條經(jīng)驗(yàn),目前國(guó)家也正在試推廣執(zhí)行,因此,作為施工企業(yè)應(yīng)有這方面的意識(shí),雖然目前做這種試驗(yàn)的機(jī)構(gòu)并不普及,且費(fèi)用較高,但我覺得為了確保路面質(zhì)量和使用年限,引進(jìn)動(dòng)穩(wěn)定度試驗(yàn)進(jìn)行檢測(cè)是值得的。


瀝青混合料的施工


瀝青路面試驗(yàn)段


瀝青混合料配合比經(jīng)過(guò)理論配比,現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證后,即可以組織瀝青混合料施工的試驗(yàn)段,試驗(yàn)段應(yīng)達(dá)到以下幾個(gè)目的:


通過(guò)試驗(yàn)段摸索技術(shù)數(shù)據(jù):級(jí)配情況、油石比偏差、密實(shí)度、馬歇爾及其它各指標(biāo)、拌和出廠溫度、最佳攤鋪碾壓溫度、路面平整度、攤鋪機(jī)虛鋪系數(shù)、厚度、寬度等方面數(shù)據(jù)。


通過(guò)試驗(yàn)段摸索出最佳人員組織:拌和站人員、運(yùn)輸人員、現(xiàn)場(chǎng)指揮人員、施工人員、技術(shù)質(zhì)量控制人員、試驗(yàn)檢測(cè)人員。保證各道工序,每道工藝有人去做,又不人浮于事,打亂仗。


通過(guò)試驗(yàn)段摸索出最佳機(jī)構(gòu)組合:拌和能力、運(yùn)輸能力、攤鋪能力。碾壓能力須相配,如拌和能力過(guò)大,攤鋪能力過(guò)小,既影響拌和站工作效力的發(fā)揮,又影響路面質(zhì)量,其他方面的機(jī)構(gòu)也是如此,通過(guò)最佳組織得出相應(yīng)的必備的各種設(shè)備。


通過(guò)試驗(yàn)段摸索材料的用量,試驗(yàn)段完成后能評(píng)估每天的生產(chǎn)總量,由瀝青混合料的配合比,計(jì)算出各種材料用量,從而確定每天的材料購(gòu)進(jìn)量,做到既不占用過(guò)大的場(chǎng)地,又不至于某種材料短缺,而影響生產(chǎn)。


通過(guò)試驗(yàn)段對(duì)瀝青混合料施工作出一個(gè)完整經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估,減少材料消耗,最大限度地提高工效和機(jī)械設(shè)備的完好率和利用率,爭(zhēng)創(chuàng)最佳經(jīng)濟(jì)效益。


瀝青混合料的施工


通過(guò)試驗(yàn)段在華東地區(qū)應(yīng)選在5~10月份,這期間溫度較高,白天日照時(shí)間長(zhǎng),比較適合瀝青路面施工,因此,施工工期盡可能安排在這一周期,如果在5月初之前或者10月底之后,必須采取一定措施,提高拌和出廠溫度,減少運(yùn)輸時(shí)間,確保攤鋪與碾壓溫度,路面成型質(zhì)量。


為了確保瀝青路面平整度,在高等級(jí)路面從中面層開始就應(yīng)用浮動(dòng)基準(zhǔn)梁,通過(guò)104線、金麗溫高速公路溫州段、甬臺(tái)溫高速公路均得到了有效的證明,在只有兩層結(jié)構(gòu)層的路面,如果路面基層平整度在2.0以內(nèi),也可以直接走浮動(dòng)基準(zhǔn)梁,有兩個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn):一是保證了瀝青混合料的厚度;二是提高路面平整度水平,建議該方法在全國(guó)推廣。


瀝青攤鋪機(jī)的選用


對(duì)于路面較寬的路段,為了縱向接縫美觀,本人認(rèn)為用兩臺(tái)或多臺(tái)同種型號(hào)前后錯(cuò)開10m左右行走比較理想,不主張12m以上的攤鋪機(jī)一次攤鋪,這是因?yàn)閿備仚C(jī)越寬,通過(guò)中央分料器距離較長(zhǎng),對(duì)混合料產(chǎn)生的離析的可能性較大,在澳大利亞及歐洲一些國(guó)家就明文規(guī)定攤鋪機(jī)不宜過(guò)寬,對(duì)于寬瀝青路面,在澳大利亞也是采用多臺(tái)攤鋪機(jī)同時(shí)攤鋪,如果瀝青混合料產(chǎn)生離析,則對(duì)瀝青路面的使用質(zhì)量將產(chǎn)生較大的影響。局部地方細(xì)料或粗料過(guò)于集中,可能導(dǎo)致在同一路段內(nèi)有的熱穩(wěn)定性差,有抗疲勞能力低的狀況。


此外,瀝青表面層建議采用帶雙夯錘攤鋪機(jī),本人在其他省市包括河北、江西等省份了解,許多路面方面的專家都認(rèn)為ABC攤鋪機(jī)明顯優(yōu)于其他攤鋪設(shè)備,這是因?yàn)锳BC本身帶雙錘振搗器,攤鋪后的瀝青初始密度比較大,便于第一遍輕型壓路機(jī)碾壓路面不容易變型,并容易達(dá)到最佳碾壓效果。


重視攤鋪時(shí)路面狀況


在鋪瀝青路面之前應(yīng)對(duì)路面基層徹底清掃,特別是土皮,雜草及其他雜物,最好在灑透層油的前一天清掃完畢,然后灑透層油,避免時(shí)間長(zhǎng)路面再一次受到污染,在瀝青混合料層與層之間也應(yīng)保持干凈,施工期間盡量避免其他非瀝青作業(yè)機(jī)械上路,以免污染,如果由于作業(yè)路段過(guò)長(zhǎng),層與層之間相隔較長(zhǎng)時(shí)間作業(yè),對(duì)于污染路面要進(jìn)行清掃或者再灑一層粘層油,而粘層油的灑入量要考慮對(duì)瀝青面層未來(lái)使用時(shí)油石比的影響,因此,在瀝青拌和時(shí),其油石比應(yīng)盡可能取下限,避油石比過(guò)大而導(dǎo)致泛油、熱穩(wěn)定性差的情況的出現(xiàn)。


瀝青混合料的表面層攤鋪


瀝青混合料面層攤鋪十分重要,它是整個(gè)道路路面質(zhì)量集中表現(xiàn),因此,在攤鋪面層時(shí),應(yīng)掌握下列原則:


集中拌和統(tǒng)一攤鋪


由于路面標(biāo)段的限制,有的4~5km一段,大都不超過(guò)10km,因此,各施工單位在拌和、攤鋪機(jī)械能力的投入上不可能太大,所以在這種情況下,相鄰標(biāo)段應(yīng)聯(lián)合起來(lái),其面層進(jìn)行統(tǒng)一攤鋪,盡可能延長(zhǎng)每天路面的攤鋪長(zhǎng)度,減少路面的橫向接縫。


瀝青混合料的縱橫縫處理


瀝青混合料面層的橫向接縫盡可能留在橋梁構(gòu)造物的伸縮縫處,這是因?yàn)閲?guó)內(nèi)伸縮縫隙目前普遍推廣采用反切割法進(jìn)行施工處理,因此,如果路面接縫留在此處,既使平整度有些偏差,也可以通過(guò)伸縮縫施工進(jìn)行處理,對(duì)于路面較寬縱縫處理本人主張采用兩臺(tái)或多臺(tái)同型號(hào)攤鋪機(jī)同時(shí)進(jìn)行攤鋪,攤鋪機(jī)前后不應(yīng)超過(guò)25m,能保證前后攤鋪機(jī)作業(yè)及運(yùn)輸設(shè)備不受干擾的最短距離為最好,既保證了瀝青混合料不離析,又保證了路面的熱接縫而不留任何痕跡。


瀝青路面在世界各國(guó)推廣采用近百年,從科研設(shè)計(jì)到施工均有一套完整的理論作為指導(dǎo),然而由于各國(guó)氣候條件、施工手段、原材料各異,使這一科學(xué)具有復(fù)雜和多變性。