APP下载

半刚性基层沥青路面水损坏防治技术研究

2012-03-23段发琰

城市建设理论研究 2012年4期
关键词:防治对策沥青路面

段发琰

摘 要:本文探讨了半刚性基层沥青路面水损坏的特点、表观形式以及成因,从原材料控制、沥青混合料配合比设计、施工压实工艺、结构排水及预防性养护和控制交通等各个方面对防治沥青路面水损坏提出了相应的技术措施及建议。

关键词:半刚性基层;沥青路面;水损坏;防治对策

Abstract: This paper discusses the characteristics, apparent in the form and causes of semi-rigid asphalt pavement water damage, put forward technical measures and recommendations in all aspects of Combat asphalt pavement water damage to the from raw material control, asphalt mixture design, construction and compaction process, structure, drainage, and preventive maintenance and control of traffic.Key words: semi-rigid base; asphalt pavement; water damage; Control Measures

中图分类号:U416.217文献标识码: A 文章编号:

沥青路面因具有行车舒适,维护方便等特点而被应广泛用。由于历史的原因,采用较薄沥青层的半刚性基层沥青路面是我国高等级公路及城市道路的主要路面结构形式。由于这种复合路面结构的自身缺陷加之严重的超限超载车辆的双重作用,沥青路面出现了大量的早期水损坏,有的路面在通车后的短时间内发生的损坏还相当严重。尤其是多雨潮湿地区的沥青路面在春融季节,梅雨季节及雨季,表现尤其突出,水损坏已经成为了半刚性基层沥青路面早期损坏的一种主要形式之一。

1.半刚性基层沥青路面水损坏形式及特点

传统的水损坏是一种自上而下的表面层水损坏,一般病害发生较轻,其主要表现形式为路面坑槽,较传统水损坏严重的是自下而上的水损坏,其主要表现形式为路面唧浆,病害发生严重。重点是如何对第二种类型的水损坏进行了预防和防治。这种水损坏与半刚性基层本身特性有关,基层强度较高,细粉料含量多,本身非常致密,这样的半刚性基层容易产生收缩裂缝,同时沥青路面也易发生反射裂缝,同时基层本身不透水或透水性很差,也就是说基层不能排水,易诱发水损坏发生。另外,水损坏发生在行车道的破坏程度远远大于超车道,这说明种类水损坏与重车超限超载有直接关系。

造成半刚性基层沥青路面水损坏的原因是非常复杂的。为此,防治措施应该主要从原材料质量控制、混合料组成设计与施工工艺控制,养护以及交通环境等诸多方面进行分析,采取行之有效的技术措施。一是解决沥青混合料本身的抗水损坏能力不足;二是解决路面离析现场空隙率过大,路面渗水严重;三是对路面结构形式进一步优化问题;另外,还要强调养护技术和交通“治超”问题。

2.提高混合料的抗水破坏能力

沥青混合料水稳性不足,抗水破坏能力不够,是头等重要的大事,首先要从原材料选择,质量控制入手加以解决。

1)沥青的选择

选择沥青时,如果沥青中含有大量的地沥青酸和地沥青酸酐等极性大的组分,沥青就具有极强的表面活性,且呈酸性,与矿料中的碱性矿物就能形成很强的粘结力。大量的工程实践表明,沥青的针入度小,粘度会很大,与石料的粘附性也就越大;采用改性沥青是改善沥青混合料水稳性非常有效的途径。因此建议,沥青混合料中面层和表面层应该采用改性沥青,下面层可以使用针入度小的重交通沥青。

2)集料的选择

尽可能选择与沥青粘附性好的集料,这是最根本、最简单、也是最有效的方法。也就是通常说的碱性石料,即SiO2含量<52%的石料,通常从颜色上看比较深,如:石灰岩、安山岩和一部分玄武岩。石屑按新修订的《公路沥青路面施工技术规范》(以下简称《规范》)要求,必须减小石屑的含泥量,要大力推广使用机制砂,并限制天然沙的用量,因为机制砂棱角好,含粉量少。强调加工机制砂的石料也应该选用碱性石料,并严格工艺操作,成品材料要有水洗工艺流程。矿粉作为重要的填料必须是石灰岩矿粉,决不能使用酸料石料的石屑代替。

3)掺加消石灰

一般情况下建议集料采用碱性石料,但有些时候,某一地区只产质地坚硬的酸性石料,如:花岗岩、石英岩、一部分玄武岩等等,如果跨地区远运集料,势必造成建设成本的增加,结合新《规范》中规定的三种抗剥离措施,以及国外所采用的抗剥离技术,我们首选是掺加干燥的磨细消石灰粉技术。这主要是因为施工方法简单,易操作,最优效果(重要的是长期的效果)。并且经济性最好。一般沥青混合料掺加量为1.5%~2%。在我国制约了磨细消石灰粉应用的因素主要是2个方面,一是目前市场上没有消石灰粉成品供应;二是现有的沥青混合料拌合设备一般只有1个外加粉料仓,即矿粉仓,没有专门的消石灰粉料仓和计量装置。这两个问题实际上并不难解决,关键还是认识问题。

3.完善混合料组成设计和施工工艺

1)沥青混合料组成设计

沥青混合料组成设计,一是矿料级配的选择,二是设计空隙率的确定。要想使沥青混合料自身具有良好的抗水损坏的能力,完善现有密级配沥青混合料组成设计是很有必要的。据研究表明:对于密级配沥青混合料,现场空隙率在8%以上是不利的,因为空隙率大于8%,水容易进入路面,产生水损坏。同时我们还必须要认识到现场空隙率和渗水率是两个不同的概念,即使相同的空隙率,渗水情况却差异很大。因此,设计沥青混合料时要采用合理的设计空隙率,不能一味的规定4%,应有一个范围,对一般情况为3%~5%,对重载交通路段应考虑4%~6%,现场空隙率与压实工艺有直接关系,不能只重视平整度、构造深度而忽视了压实,而导致压实不足,致使现场空隙率太大,而产生渗水损坏。综合上述问题,我们既要兼顾泌水性,又要考虑构造深度,我们推荐“S”型矿料级配,即适当减少最大公称粒径附近的粗集料通过率,减少0.6mm以下部分细分的用量,使中等粒径粗集料较多的级配曲线,这种“S”型级配的沥青混合料属于嵌挤密实型结构,具有适宜的空隙率,渗水性小,同时高温稳定性,即抗车辙能力较好,同时表面還有较大的构造深度。但必须注意,这种类型的混合料要特别加强压实工艺质量控制才行。同时强调矿料级配的范围宜窄不宜宽,过宽的矿料级配范围不能从技术上保证沥青混合料的应有性质。

2)沥青混合料的施工

沥青混合料配合比设计的再完美,最终还要通过施工工艺来保证,在这个阶段,为保证施工质量,一是控制混合料离析;二是加强压实工艺控制;三是加强层间结合,保证路面的受力状态。施工是我们建议采用多冷料仓和多热料仓间歇式沥青拌合站,加强拌合的均匀性。同时建议采用2台或多台沥青摊铺机梯队联合作业。每台摊铺宽度应小于6m,虽然这样施工成本会比使用1台摊铺机宽幅作业增加,但相比施工质量而言,是值得的。这是解决集料离析最有效的技术措施。对温度离析,推荐使用带二次搅拌功能的沥青混合料转运车,该种措施在国外应用普遍,尤其是美国,目前国内如三一重工、徐工等厂家也已开始生产自己的沥青混合料转运车。

猜你喜欢

防治对策沥青路面
雾封层技术在沥青路面养护中的应用
长寿命沥青路面结构研究
沥青路面就地热再生技术在高速公路养护中的应用研究
自融雪沥青路面抗凝冰剂的设计与施工探讨
透水沥青路面淤塞问题分析
重载交通沥青路面荷载图式探讨
浅析露天煤矿开采环境问题及防治对策