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高速公路瀝青混凝土路面早期病害成因
一、前言
近年來,瀝青路面因具有表面平整、堅實、無接縫,行車舒適、耐磨、噪聲低,施工期短,養(yǎng)護維修簡便,高溫抗車轍、低溫抗開裂、抗水損害以及防止雨水滲入基層的功能。并適宜于分期修建,被廣泛應(yīng)用在高速公路建設(shè)中。但隨著交通量不斷增長,很多高速路面呈現(xiàn)一定的早期破壞現(xiàn)象,如坑槽、車轍、擁包、剝落、縱向橫向開裂等。有的高速公路甚至當(dāng)年通車即發(fā)生了病害,正常維修期大大提前,直接影響了車輛的運行,也增大了養(yǎng)護管理資金的投入。本文從設(shè)計,施工,運營幾方面分析常見病害的幾點原因。
二、高速公路瀝青混凝土路面常見早期病害形成的幾點原因
1、設(shè)計原因
由于我國的高速公路起步較晚,但發(fā)展速度極快,設(shè)計工作的相對滯后是導(dǎo)致我國高速公路瀝青路面在運營期間出現(xiàn)早期破壞的原因之一。要完成一個路面工程設(shè)計,必須采集大量的相關(guān)數(shù)據(jù),包括交通量、軸載組成、原材料品質(zhì)、混合料性能、高低溫、降雨、土質(zhì)、地質(zhì)條件等。路面結(jié)構(gòu)設(shè)計合理的一個必要條件是上述各種輸入數(shù)據(jù)要準確。大量瀝青路面使用經(jīng)驗證明,由于交通量預(yù)測偏差、不良地質(zhì)條件判斷不準確、建筑材料品質(zhì)變異性較大等原因,往往造成同一條公路的不同路段路面結(jié)構(gòu)的承載能力出現(xiàn)較大差異,個別路段通車后很快出現(xiàn)病害現(xiàn)象。路面設(shè)計的另一個非常重要的內(nèi)容是結(jié)構(gòu)層混合料設(shè)計,但在實踐中還沒有得到足夠的重視。即使在高速公路瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計中,設(shè)計單位真正通過室內(nèi)外材料試驗確定材料設(shè)計參數(shù)的很少,多數(shù)采用了規(guī)范推薦取值范圍的中值進行設(shè)計。事實上,不同路段所用石料品質(zhì)、規(guī)格差異很大,所用瀝青、改性瀝青品質(zhì)、指標各不相同,簡單套用規(guī)范中值與實際情況相差較大。從目前的調(diào)查情況看,通車高速公路出現(xiàn)的種種病害,由于結(jié)構(gòu)層厚度不足引起的病害所占比例非常小,而因為面層瀝青混合料本身物理、力學(xué)性能缺陷造成的路面病害占了大多數(shù)。
2、施工原因
從原材料進場到混合料配合比設(shè)計、混合料拌和生產(chǎn),到最后碾壓成型,涉及材料、試驗、施工工藝等多個環(huán)節(jié)。另外,路面施工的人員、機械設(shè)備的水平高低也在對路面工程質(zhì)量產(chǎn)生著影響,落成高速工程很難與設(shè)計完全相符。由于項目管理分段招標,各承包商在施工過程中對施工工藝和質(zhì)量的控制參差不齊,雖然業(yè)主和監(jiān)理管理的要求是一樣的,設(shè)計標準也是相同的,但在相同的氣候和交通量的情況下,施工質(zhì)量差的路段很快就會出現(xiàn)病害。
(1)材料選?。簽榱诉_到指標,瀝青供應(yīng)商擅自在瀝青中添加某種成分,影響使用壽命;石料選取把關(guān)不嚴,以次充好,謀取利潤。嚴重影響路面使用壽命。
(2)目標配合比與生產(chǎn)配合比不符。施工單位為節(jié)約某種高價位原材,或更好的達到規(guī)范規(guī)定的主要檢測數(shù)據(jù),擅自變動生產(chǎn)配合比,從而降低路面使用壽命。
(3)拌合:瀝青混合料加熱溫度過高,瀝青和礦料拌和時,瀝青便被礦料的高溫灼焦、瀝青老化,使路面強度不足,產(chǎn)生松散、坑槽等病害。
(4)施工工藝:混合料的拌和、攤鋪和壓實是路面施工的重要環(huán)節(jié)。攤鋪質(zhì)量不好往往伴隨著裂縫、車轍等病害的發(fā)生。攤鋪過程中除嚴格按《路面施工規(guī)范》要求施工外,還應(yīng)著重控制攤鋪溫度、供料速度與前進速度相協(xié)調(diào)、防止大料滾動離析等環(huán)節(jié)。碾壓過程應(yīng)遵循少量噴水,保持高溫,梯形迭進的原則。決不能片面追求平整度,進行低溫碾壓,降低壓實度標準;低溫碾壓易造成空隙率過大,壓實度不足,使路面滲水,瀝青混合料產(chǎn)生水損壞的可能性最大。如果瀝青路面壓實度不夠,雨后在飽水狀態(tài)下承受行車荷載和動水壓力的反復(fù)作用,瀝青與石料逐漸剝離,容易造成松散,坑槽。過度碾壓易造成構(gòu)造深度偏小,甚至出現(xiàn)泛油病害,影響行車安全。碾壓過程要及時、迅速,并要保持碾壓要求。絕對不允許壓路機中途急停、轉(zhuǎn)向,一面發(fā)生推擠、擁包現(xiàn)象,從而影響平整度。
(5)路基處理不當(dāng):有些高速公路早期破壞與路基施工質(zhì)量有關(guān),特別是軟土地區(qū)。路基軟土地基不穩(wěn)定、地基換填或擠淤處理不徹底、路基填筑壓實度不足、路基填料的液限偏高、路堤不均勻沉降等都會導(dǎo)致路面的早期破壞。究其原因,大部分與施工工期短、施工單位為趕工程進度有關(guān)。
(6)基層、底基層、路面表面清除不干凈。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,浮層細料變軟被行車擠壓造成的高壓水流沖刷成漿,進而波及到瀝青面層表面。
3、高速公路落成,運營中的破壞
路面建成通車后,與車輛、氣候環(huán)境和路基又構(gòu)成了一個新的相互作用系統(tǒng)。行車荷載是造成路面車轍最主要的原因之一。特別是超重嚴重的車輛,使瀝青層產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的超負荷剪力變形。另外,行駛車輛漏油,交通事故燃油泄漏,千斤頂?shù)氖褂茫矔β访嬖斐善飘a(chǎn)生,就會迅速壞。而且一旦有破壞向周圍擴散,若養(yǎng)護工作不及時,很可能造成更大的破壞。另外有些養(yǎng)護人員,在瀝于混凝土路面上采取人工噴油(或灑布機噴油)、人工灑料方法進行養(yǎng)護,結(jié)果破壞了原路面的平整度,甚至由于噴油不夠,用油量控制不平,造成泛油、推擁、松散等病害。
三、結(jié)束語:
從上面的分析可以看出,路面工程是一個系統(tǒng)工程,其病害形成原因往往不是某一個單一因素作用的結(jié)果。因此,要準確分析路面病害問題的成因,選擇合理的處治對策和預(yù)防措施,可以延長路面的使用壽命。高速公路瀝青路面出現(xiàn)的一些病害是制約高速公路路面質(zhì)量進一步提高的主要問題,因此客觀、全面、科學(xué)分析病害現(xiàn)象的成因,研究解決的措施將對今后高速公路瀝青路面的設(shè)計、施工和使用具有廣泛而深遠的意義。