淺談瀝青路面早期病害原因及防治措施
2015-07-06
近年來(lái)，隨著國(guó)家對(duì)公路建設(shè)投資力度的加大，公路丁程建設(shè)進(jìn)展迅速。但是，公路建成并投入運(yùn)營(yíng)后，瀝青路面早期病害也越來(lái)越引起業(yè)內(nèi)人士的普遍關(guān)注。
瀝青路面的早期病害有泛油、波浪、擁包、裂縫、坑槽、局部沉陷、松散、車(chē)轍等，這些病害對(duì)公路的正常使用有嚴(yán)重影響。雖然造成瀝青路面病害的原因很多，�綜合起來(lái)主要有路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量控制、投入運(yùn)營(yíng)后超載車(chē)輛管理等幾方面。
1路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題
1.1瀝青面層結(jié)構(gòu)選用及混合料類(lèi)型選擇
瀝青面層結(jié)構(gòu)選用及混合料類(lèi)型選擇是決定路面質(zhì)量的關(guān)鍵。根據(jù)《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD50－2006)，瀝青面層除應(yīng)滿足車(chē)輛的使用要求外，還應(yīng)滿足不滲雨水的要求。因此，宜選用粒徑較小，空隙也小的級(jí)配混合料，盡量采用小粒徑瀝青混凝土，以提高瀝青路面面層的防滲性。對(duì)于選用中粗粒瀝青混凝土或開(kāi)級(jí)配或半開(kāi)級(jí)配瀝青碎石的瀝青路面，必須在瀝青面層下設(shè)下封層，防止雨水滲入基層。
路面厚度設(shè)計(jì)的依據(jù)是設(shè)計(jì)年限內(nèi)的累計(jì)當(dāng)量軸次。設(shè)計(jì)單位為了計(jì)算方便，一般將設(shè)計(jì)公路的交通量劃分為一定車(chē)型的標(biāo)準(zhǔn)車(chē)交通量與另一定型的非標(biāo)準(zhǔn)車(chē)交通量，然后將確定車(chē)型的非標(biāo)準(zhǔn)車(chē)的軸次，換算成標(biāo)準(zhǔn)車(chē)軸載的當(dāng)量軸次，最后用設(shè)計(jì)年限內(nèi)的當(dāng)量軸次，計(jì)算路面設(shè)計(jì)彎沉及結(jié)構(gòu)厚度。
經(jīng)大量觀察發(fā)現(xiàn)，公路建成投入運(yùn)營(yíng)后，車(chē)輛實(shí)際軸載遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)軸載(貨運(yùn)車(chē)輛絕大多數(shù)為超載運(yùn)輸)。而由當(dāng)量軸次的計(jì)算公式知，當(dāng)量軸次與軸載的4.35次方成正比。由此得知，路面實(shí)際承受的當(dāng)量軸次遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于作為設(shè)計(jì)依據(jù)的設(shè)計(jì)年限內(nèi)的累計(jì)當(dāng)量軸次，即現(xiàn)階段新建公路路面在短期內(nèi)(如1年～2年)就已達(dá)到設(shè)計(jì)年限的累計(jì)當(dāng)量軸次。這是造成路面早期破壞的重要原因之一。
1.2瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)
瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)按規(guī)范要求應(yīng)經(jīng)過(guò)4個(gè)階段，即目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)配合比驗(yàn)證和試拌試鋪階段，各階段都要達(dá)到預(yù)期的目的。施工時(shí)，有的單位壓縮2個(gè)～3個(gè)階段，有的直接憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行施工，從而導(dǎo)致瀝青混合料質(zhì)量低。另一方面，許多地區(qū)由于公路建設(shè)丁期較短、標(biāo)價(jià)偏低、碎石料場(chǎng)不規(guī)范、料場(chǎng)分散、設(shè)備落后、管理較亂、材料的均質(zhì)性、質(zhì)量穩(wěn)定性均較差。雖然大部分單位在開(kāi)工前都取樣做了篩分分析，并在施工過(guò)程中也檢測(cè)并調(diào)整了配合比，但由于準(zhǔn)確性差，油石比、級(jí)配都在變化，導(dǎo)致路面巾現(xiàn)早期病害。
2 現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量控制問(wèn)題
路面施下過(guò)程是面層質(zhì)量形成的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。直接影響面層質(zhì)量的施工環(huán)節(jié)主要是面層本身的施工、基層施工及相關(guān)聯(lián)結(jié)層施工。
2.1面層施工質(zhì)量控制
如瀝青混合料的配合比控制不好，特別是礦粉和瀝青用量不準(zhǔn)，會(huì)使瀝青路面早期出現(xiàn)推擁、油包、松散、露骨、坑槽等，施丁機(jī)械設(shè)備陳舊、不配套，會(huì)使計(jì)量、拌和均勻性、壓實(shí)度、平整度等受到影響。在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)瀝青混合料的溫度控制。規(guī)范要求瀝青混合料拌和出廠溫度應(yīng)在120℃～165℃之間，而實(shí)際上是時(shí)高時(shí)低，很不穩(wěn)定，有時(shí)瀝青混合料運(yùn)到下地后還將近180℃，而有時(shí)又不足110℃。溫度過(guò)高可能導(dǎo)致瀝青老化，黏性降低使瀝青混合料松散；溫度過(guò)低，則瀝青混合料拌和不勻，出現(xiàn)花白料，影響級(jí)配，碾壓溫度過(guò)高，混合料就不能壓實(shí)，還會(huì)出現(xiàn)推移，發(fā)生微裂，壓實(shí)度難以達(dá)到規(guī)范要求。
2.2施工過(guò)程中的路面污染
目前，許多公路投標(biāo)項(xiàng)目劃分太細(xì)，路基、橋涵、路面、交通丁程施丁都嚴(yán)重影響路面平整度。同一路段上施丁單位較多，加上丁期較緊。平行作業(yè)，相互影響。如在高速公路施丁中，攤鋪瀝青混合料底面層和中面層時(shí)，路基施丁單位要刷邊坡、挖邊溝，其他路段的車(chē)輛也要通行，導(dǎo)致路面污染嚴(yán)重，層與層之間的黏結(jié)受到影響。特別是當(dāng)瀝青面層較薄時(shí)，在車(chē)輛高速行駛荷載作用下，瀝青路面產(chǎn)生脫落、推擁，出現(xiàn)扭曲裂縫。常見(jiàn)的橋面鋪裝被拉裂就是這方面原因所致。此外，路面鋪設(shè)完后其他作業(yè)工序(包括交通工程、中央分隔帶、路基填土)的機(jī)械，有些在路面上停留，灑漏柴油使路面污染，嚴(yán)重的還會(huì)造成路面局部松散、剝落。
2.3基層施工
基層是承擔(dān)面層傳遞車(chē)輛荷載的主要承重層，基層的強(qiáng)度和穩(wěn)定性直接影響面層的強(qiáng)度和穩(wěn)定性?；鶎邮┒〉闹饕獑?wèn)題是基層、底基層表面清除不干凈。在鋪筑上一結(jié)構(gòu)層前，若路面結(jié)構(gòu)層及路基表面的浮土、浮灰、浮砂清除不干凈，在雨水作用下，浮層細(xì)料變軟被行車(chē)擠壓造成高壓水流沖刷成漿，進(jìn)而波及到瀝青面層表面。引起瀝青層產(chǎn)生網(wǎng)裂、松散、坑槽等破壞。在最大干密度確定的情況下，基層壓實(shí)度與混合料中粗、細(xì)集料的比例特別是粗粒料的含量密切相關(guān)。當(dāng)粗粒含量很大時(shí)，即使壓實(shí)度超過(guò)100％，也不能確保該基層已經(jīng)密實(shí)。因此，要適當(dāng)增大碾壓噸位。增加碾壓遍數(shù)，確?；鶎舆_(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度。
3 投入運(yùn)營(yíng)后超載車(chē)輛管理不嚴(yán)
目前，對(duì)柔性路面，國(guó)家設(shè)計(jì)規(guī)范仍然采用彎沉值控制，使用年限采用累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)荷載次數(shù)作為控制指標(biāo)。而對(duì)重型車(chē)，特別是超重型車(chē)輛對(duì)路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度造成的影響卻沒(méi)有考慮，也沒(méi)有考慮路面承載極限能力。超出極限荷載的行駛將導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)嚴(yán)重?fù)p傷，促使路面開(kāi)裂、推擁，甚至局部下陷。公路管理部門(mén)應(yīng)按照國(guó)家《公路法》及交通部《超限運(yùn)輸車(chē)輛行駛公路規(guī)定》的要求嚴(yán)格控制超載車(chē)輛，對(duì)超載車(chē)輛實(shí)行強(qiáng)制卸載。而目前高等級(jí)公路或其他等級(jí)的公路，超重型車(chē)輛、特重型車(chē)輛隨處可見(jiàn)，這對(duì)瀝青路面的損害非常大。
4 防治措施
瀝青路面病害的防治首先應(yīng)當(dāng)通過(guò)鉆芯取樣試驗(yàn)、檢測(cè)彎沉和摩擦系數(shù)、平整度等進(jìn)行分析，對(duì)癥下藥，方能收到成效。
4.1病害處理
(1)根據(jù)泛油的輕重程度，鋪撒粗粒礦料。
(2)波浪變形處置較為閑難，輕微波浪可在熱季強(qiáng)行壓平。嚴(yán)重波浪則需用熱拌瀝青混合料填平。
(3)由于所用的瀝青稠度偏低，用量偏多，或因混合料中礦料級(jí)配不好，細(xì)料偏多；或因面層較薄，以及面層與基層的黏結(jié)較差，產(chǎn)生推擠、擁包，最好的是鏟子推擠、擁包部分。
(4)對(duì)較小的縱縫和橫縫，一般用灌人熱瀝青材料加以封閉處理。對(duì)較大的裂縫，則用填塞瀝青石屑混合料的方法處理，對(duì)于大面積的龜裂、網(wǎng)裂。通常采用加鋪封層或?yàn)r青表面處治。龜裂、網(wǎng)裂嚴(yán)重的，則應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)或徹底翻修。
(5)坑槽處治的方法是將坑槽范圍挖成矩形，槽壁應(yīng)垂直，在四周涂刷瀝青后，從基層到面層用與原結(jié)構(gòu)相同的材料填補(bǔ)，并夯實(shí)。
(6)對(duì)于瀝青路面使用初期出現(xiàn)的松散病害，處治辦法是：基層濕軟，應(yīng)清除松散的瀝青面層后，重新壓實(shí)，待基層干燥后再鋪面層。
(7)對(duì)于啃邊病害的處治方法是設(shè)置路緣石，加寬路面，加固路肩。有條件時(shí)可設(shè)法加寬路面基層至面層寬度外20cm～30cm。
4.2限制車(chē)輛荷載
瀝青路面采用雙圓垂直均布荷載作用下的多層彈性連續(xù)體系理論設(shè)計(jì)，當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值為指標(biāo)及瀝青層拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)，凡軸載大于25kN、小于130kN的各級(jí)軸載作用次數(shù)，均應(yīng)按規(guī)范公式換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載BZZ－100的當(dāng)量作用次數(shù)。當(dāng)單軸大于130 kN時(shí)，換算公式不能成立，說(shuō)明行駛車(chē)輛軸載一般要小于130 kN，但與實(shí)際情況不相匹配?，F(xiàn)在交通部頒布了《超限運(yùn)輸車(chē)輛行駛公路管理規(guī)定》。對(duì)超限車(chē)輛運(yùn)輸進(jìn)行限制，這將使瀝青路面的使用壽命得到延長(zhǎng)。
4.3采用新技術(shù)
采用和探索先進(jìn)的材料和施工工藝，將會(huì)更好地提高瀝青路面的使用性能。其途徑一是改善礦料級(jí)配，采用瀝青瑪蹄脂碎石混合料；二是改善瀝青結(jié)合料，采用改性瀝青。
5 結(jié)束語(yǔ)
總之，瀝青路面早期病害的產(chǎn)生有各種各樣的因素，無(wú)論設(shè)計(jì)方面，還是施工方面都存在缺陷。鑒于目前瀝青路面病害早期化的特點(diǎn)，在優(yōu)化設(shè)計(jì)的同時(shí)，更為重要的是應(yīng)該加強(qiáng)施工管理、提高現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量，規(guī)范施工，盡量在提高瀝青路面使用性能的同時(shí)，延長(zhǎng)使用壽命，提高投資效益。
