沥青路面早期破坏的防治措施

2010-08-15刘芳

黑龙江交通科技 2010年7期

关键词：矿料油石交通量

刘芳

(衡水公路工程总公司)

1 引言

有些沥青混凝土路面在使用初期就出现裂缝、松散及变形破坏,严重影响了公路运营和路面的服务质量,在经济上造成了浪费,在社会上造成了较坏影响。

2 沥青混凝土路面早期破坏的机理分析

2.1 设计交通量与实际交通量严重不符

一是改革开放后,经济增长迅猛,年增长率一般都在8%以上,而设计交通量的增长率一般都不超过 6%;二是区域经济的快速增长,加大了某路段的交通量;三是某路段施工断交,造成相邻路线交通量猛增。

2.2 超载车辆的超大轴载,加大了当量轴次

沥青路面设计是按各种不同的轴载换算成BZZ-100的标准轴载,设计规范规定“换算公式仅适用轴载小于130kN的各种车型”。实际上,不少超载车的轴载达到200kN以上,个别的接近 300kN。因此,只能用原柔性路面设计规范进行换算。一是按与标准车相同的轮胎尺寸,用实际轴载换算成BZZ-100的标准轴载;二是按实际轴载的轮胎压力与标准轴载的轮胎压力之比的五次方进行计算。标准轴载和最大超载车的轮胎压力分别是 0.7MPa和1.7MPa,(1.7/0.7)5=85;三是超载车的大轴载所产生的弯沉值远远超过路面的设计允许弯沉值,使路面产生结构性破坏。

2.3 路面材料的不均匀性

(1)油石比的不均匀性。沥青用量偏大或偏小时,路面易出现油包、搓板,或产生渗水、出现松散、坑槽等破坏。

(2)面层集料级配的不均匀性。细集料偏多的地方强度不足,粗集料偏多的地方孔隙大、渗水严重,水分冲刷油石界面,造成油石分离,产生松散。

(3)基层胶结材料的不均匀性。胶结材料用量偏少时,基层的水稳性和抗冻融性较低,在车辆荷载作用下路面易出现龟裂、唧浆、松散、坑槽等病害。

2.4 压实度的不均匀性

路面面层、路面基层及路基压实度不足,易导致路面面层渗水、沉陷、松散、龟裂、平整度下降、出现波浪等。

3 防治沥青路面早期破坏的对策

3.1 路面设计

(1)交通量。要准确地调查和推算交通量,过大的交通量容易使路面出现早期破坏,对超载车的换算最好按原柔性路面设计规范的公式进行计算。

(2)材料的选择。要根据路面的等级、交通量、车辆组成选择材料,包括面层沥青类别、石料类别、基层粒料类别及其胶结材料等。高等级公路的基层必须是半刚性基层材料,要确保其强度和稳定性,减少低温收缩裂纹。

(3)结构层厚度。各结构层的厚度应与公路等级、气候条件、建筑材料、交通量相适应。一是材料模量最好使用低值,二是材料强度也采用低值。

3.2 严格控制施工,确保工程质量

(1)路基施工。严格控制接头部位、边缘路段、半填半挖和大填大挖路段的压实,除采用机械压实外,隔一定的厚度用强夯夯实一次,夯实效果较明显。

(2)路面底基层、基层施工。底基层用石灰做胶结材料的较多,常用路拌法施工。要严格检测材料的质量、拌和的质量,拌和是否均匀,是否拌和到底。

路面基层是主要承重层,重点要控制好基层材料拌和的均匀性,拌和中要设专人检查,发现问题及时解决。洒水养生要及时,最好用塑料薄膜覆盖养生。

在二灰碎石施工中,一是尽量不用0.075mm以下的粉料;二是防止表面粉料多,形成软层。在摊铺好的二灰碎石上喷洒水泥浆或水泥粉,其用量控制在1.5kg/m2左右,使表面形成硬壳。对表面粗骨料过多的路段,要撒铺一层细骨料。

(3)沥青混凝土面层施工。

①油石比。油石比的均匀性主要是由拌和温度、拌和时间决定的。拌和温度要按规范要求执行,拌和时间根据沥青的品种决定,如使用改性沥青时的拌和时间不少于 45s,加纤维的沥青玛蹄脂碎石不少于 50s,一般沥青不少于 30s。

②矿料。矿料应是级配型的,要满足马歇尔试验各项指标。在摊铺中对表面粗集料过多处,要筛选细料撒在上面,这样可减少空隙率,防止路面透水。上面层矿料的最大粒径可为厚度的 1/3,下面层在 1/2.5～1/2之间,提高抗车辙和抗裂缝能力。利用 II型结构时,可调整到 I型结构的孔隙率,两者兼顾。

③提高面层平整度。标准规定高速公路和一级公路σ≤1.2mm,此标准不能满足业主要求,河北省一般要求σ≤0.8mm,所以必须从路面基层起层层搞好控制。首先应计算出每层平整度的内控指标,然后逐层控制。一般在使用较好的摊铺机时,第一次摊铺的平整度为第二次的 0.65倍。

基层平整度用钢丝法或穿靴法、面层用浮动基准梁法控制。高速公路和一级公路用ABG摊铺机,其平整度σ可达到 0.4mm。对于施工温度,一般沥青混合料的终压温度不低于 70℃,改性沥青混合料的终压温度不低于 100℃。

④提高上面层的防水性能。上面层的主要特点是防水、防滑、防噪音等,防滑和防噪音是矿料级配和选型决定的。矿料级配决定了孔隙率,孔隙率的大小决定了防水能力。路面上面层应尽量按密级配设计,高速公路和一级公路一般为间断级配型。为提高它的功能:一是选择优质粗集料,提高嵌挤力,减少变形;二是适当增加粉料,减少孔隙率;三是提高压实度;四是适当延长拌和时间,提高油石的均匀性;五是选择优质沥青,提高沥青与矿料的粘附性。如在矿料中加入2%的生石灰粉或加入抗剥落剂,可减少油石分离。