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浅析路面车辙形成机理及防治措施

2019-07-11陈发祥石金山

卷宗 2019年18期
关键词:工程概况形成机理

陈发祥 石金山

摘 要:车辙是沥青路面最常见、破坏较大的病害形式,不仅会影响汽车运行的舒适性,更会减短路面使用寿命。为此,对沥青路面车辙形成机理进行研究具有重要的现实意义。本文在充分掌握车辙形成机理的基础上,结合具体工程案例,选择薄层罩面技术对沥青路面车辙病害进行处理,以此获取良好的施工效果。

关键词:车辙病害;形成机理;工程概况

1 车辙的形成机理

作为一种多相分散体,沥青混合料的主要构成成分为石质骨料与沥青胶结料,其是通过松散矿料颗粒本身互相嵌挤构成骨架,且利用沥青结合料胶结作用形成的混合体。沥青混合料在外荷载作用下,具有较为复杂的应力及应变特点,其弹性变形在低温或瞬时荷载影响下起关键作用,绝大多数情况下,粘弹性为其变形主要状态。一般沥青混合料变形特性可通过蠕变试验进行直观、形象地表述,在加载瞬间将有瞬时弹性应变与塑性应变在混合料内产生,同时在不断增加荷载作用时间的过程中,材料应变也会随之增加,但该增加应变部分可看做是粘弹性应变,可通过荷载作用将其荷载卸除,此时材料能够迅速恢复弹性,但其应变却无法彻底恢复,塑性应变与粘塑性应变则为剩余应变,也可看做是永久变形。在行车荷载长期作用下,路面永久变形将逐步增多,宏观上可称为车辙。

2 工程概况

伴随交通量的不断加大,某公路工程存在较为严重的超载超限现象,局部路段路面结构甚至产生了各类病害问题,其中最为严重的病害为车辙。为确保行车舒适度及安全性,需及时维修处理路面,进而提升其路面性能,延长使用年限。相比微表处、热再生等施工技术,薄层罩面施工技术优点如下:第一,施工简单,适用于4cm以下密压型路面车辙;第二,拌和、摊铺混凝土温度要求较低,便于施工;第三,工程成本低,相比铣刨摊铺、就地热再生微表处,薄层罩面施工成本仅为其60%—80%之间;第四,施工污染小等。

本文选取薄层罩面技术对沥青混凝土车辙病害进行处理。具体施工方案如下:铣刨行车道2.5m,随后进行场地清理,并将高粘度乳化沥青均匀洒布的施工段,且选取ECA-10密实沥青混凝土填补作业。

3 路面车辙处理原材料选择

1)沥青。按照本工程施工现场实际情况,选取PG82-22高强沥青作为薄层罩面混合料胶结料,其各项指标应满足现行施工规范规定。

2)粗集料。选取玄武岩集料作为本工程所需粗集料,其特点为石质坚硬、清洁、颗粒基本等同于立方体,粒径需控制在4.75mm以内。

3)细集料。选取级配适当的人工轧制玄武岩细集料作为施工细集料,其特点为坚硬、洁净、干燥、无风化及无杂质。

4)矿粉。选取磨细后的石灰岩碱性石料作为所需矿粉。

5)聚酯纤维。为达到混合料路用性能进一步提升的目的,需将2%聚酯纤维适当添加到沥青混合料内,且其技术要求满足施工规范规定。

6)ECA-201易密实添加剂。为达到良好压实效果,避免材料浪费,改善施工环节,需将易密实添加剂掺加到沥青混合料,要求在100~140之间控制胺值;9%以上控制固含量,6.5~8.5之间控制PH值。

7)粘层油。为确保新铺混合料能够充分黏结原沥青混合料,需在沥青混合料摊铺前,进行粘层油喷洒施工。选取快裂高粘度改性乳化沥青作为粘结层沥青材料,以全自动智能沥青洒布车作为喷洒设备。

4 路面车辙处理施工工艺

4.1 配合比设计

于瀝青混合料路用性能而言,级配组成是否合理影响较大,为实现薄层罩面沥青混合料抗变形能力、抗滑能力有效提升,需合理确定薄层罩面沥青混合料目标级配。相比常用级配,薄层罩面沥青混合料目标级配增设6.7mm筛孔,该筛孔孔径条件下,级配上限为50mm,级配中值为40mm,级配下限为30mm。选取马歇尔试验确定薄层罩面沥青混合料配合比设计,其技术要求如下:击实次数:双面75次;空隙率3.5%~5.0%;矿料间隙率15%以上;沥青饱和度70%~85%;流值2~5mm。验证时以旋转压实成型为主。

4.2 混合料拌和

为达到拌和温度有效减少、混合料摊铺效果增强的目的,可将ECA-201易密实添加剂掺加到混合料内,选取专门输送设备进行施工。利用延时继电器进行喷洒量控制,根据施工规范规定比例,将易密实添加剂、沥青材料一起向拌缸内喷入,且在喷洒3s后将沥青喷入,且在10s内控制喷入时间,要求在完成喷洒沥青作业前,结束喷洒易密实添加剂施工。

拌和混合料后,需在60s以上控制单盘料拌和周期,其中3s为干拌时间,且在13s内控制沥青、易密实添加剂喷洒时间,随后进行6s添加矿粉湿拌施工及30s湿拌施工,以此避免花白料存于易密实沥青混合料内。

4.3 路面铣刨

铣刨前需做好划线施工,要求铣刨线应具有平顺特点,且与路线走向相同。因具有较薄铣刨厚度,为提高施工质量,应保证铣刨机施工精度、线性满足施工规定。除此之外,还应对用水量加以严控,避免出现浮浆问题。

4.4 坑槽清理

在施工设备清理前,可选取人工方式利用扫帚向坑槽内扫入铣刨料,防止污染车道现象产生,清扫时可选取小型清扫车施工,施工时尽可能减少洒水量,避免浮浆产生,增加清扫难度,避免对粘层油施工质量造成严重影响,或出现粘轮问题。因坑槽两个立面不易发现,可选取钢丝刷通过人工方式反复刷除,随后再选取机械进行清理。

4.5 混合料摊铺及碾压

相比普通沥青混凝土,薄层罩面沥青混合料摊铺、碾压施工具有一致性,但需做好温度控制工作,如沥青加热温度控制在165—175℃;矿料加热温度控制在160—165℃;运输温度控制在140—150℃;摊铺温度控制在130—150℃;碾压温度控制在100—150℃;碾压后温度控制在70℃。根据施工要求,必须合理控制粘层油洒布量,一般每平方米粘层油洒布量控制在0.4—0.6kg之间,如小于该值,则会产生花白问题,无法达到粘结层的功效。如高于该值,摊铺施工中极易产生粘轮、打滑问题,尤其是在施工当天气温较高的情况下,将大大增加施工困难程度。

5 结束语

综上所述,公路工程施工中,沥青混凝土路面因力学性能良好,且施工和易性强的优势得到了大量使用。随着社会经济的不断发展,交通量越来越多,道路需承受的压力也越来越大,加之道路设计、施工中存有不合理之处,导致路面损坏现象愈加严重。在市政道路沥青路面损害中,最常见的病害就是车辙,为此必须根据道路使用情况,找出病害原因,采取切实可行的防治措施进行处理,只有这样才能提高工程质量,确保行车安全及舒适性。

参考文献

[1]范志强.沥青路面车辙产生的原因和防止措施[J].标准化,2011.18.

[2]符其海.沥青路面常见病害原因及处理措施分析[J].科技创新导报,2012(31):55-56.

[3]花果,张旭.沥青路面车辙产生原因与维修技术的探讨[J].民营科技,2011(04).

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