劉海霞 盧來(lái)運(yùn) 郭在清
(1.河南鵬程路橋建設(shè)有限公司,河南 焦作454000;2.焦作市公路管理局,河南 焦作 454000)
省道S104鄭常線是焦作市通往省會(huì)鄭州的唯一干線公路,也是晉東南等晉煤外運(yùn)直達(dá)鄭州及我國(guó)東南地區(qū)最便捷的大通道,日交通量達(dá)一萬(wàn)多,其中很大比例是大型煤炭運(yùn)輸車輛,超載、超限車輛比比皆是,一百多噸的煤炭,水洗砂重載車輛屢見(jiàn)不鮮,道路損壞現(xiàn)象十分嚴(yán)重,屢修屢壞,嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展及外部形象。
瀝青路面產(chǎn)生推移破壞的因素是各方面的,我們跨越從內(nèi)因外因兩個(gè)方面著手進(jìn)行分析[1]。
1.1 重載、超載車輛對(duì)瀝青路面推移破壞的影響
標(biāo)準(zhǔn)軸重100KN的輪胎壓力為0.7MPa,軸重達(dá)到180KN時(shí),輪胎壓力達(dá)到1.26MPa,路面輪隙彎沉增大了1.8倍。車流量中含有20%的輪胎壓力為1.0MPa重車時(shí),將造成路面彎沉增加1.43倍,面層疲勞壽命縮短80%,車轍量增加2.3倍,路表彎沉對(duì)車輛軸載變化是相當(dāng)敏感的,輪重增加一點(diǎn),需大幅增加路面結(jié)構(gòu)層厚度與整體剛度以保證彎沉。在瀝青路面運(yùn)行早期,瀝青混合料中的顆粒構(gòu)成尚不穩(wěn)定,處于微移階段,瀝青路面結(jié)構(gòu)層的抗彎拉強(qiáng)度及抗沖擊強(qiáng)度均沒(méi)有達(dá)到最佳值[2]。而早期重型車的通行使結(jié)構(gòu)層的拉應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于瀝青面層的抗彎拉強(qiáng)度,推移破壞便不可避免的發(fā)生了。
1.2 行車過(guò)程對(duì)路面推移破壞的影響
現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查表明,推移病害大多出現(xiàn)在路口及車道變窄處,在這些路段,減速、剎車、起步交替出現(xiàn),反復(fù)作用在路面上,導(dǎo)致路面剪切力偏大,當(dāng)剪切力大于路面結(jié)構(gòu)層的黏結(jié)力時(shí),推移破壞就會(huì)嚴(yán)重。
1.3 路面基層對(duì)路面的影響
1.3.1 路面基層強(qiáng)度對(duì)路面的影響
路面基層強(qiáng)度越高,則剛度也越高。從彈性模量看,雖然瀝青面層彈性模量大于基層彈性模量,但由于瀝青面層比基層薄得多,導(dǎo)致瀝青面層的結(jié)構(gòu)剛度小于基層的結(jié)構(gòu)剛度,形成了倒掛現(xiàn)象,面層越薄,剛度差越大,結(jié)構(gòu)越不穩(wěn)定,當(dāng)然路面基層的強(qiáng)度也不能過(guò)低,如果路基強(qiáng)度越低,路基的彎沉值較大,在有重載車輛通過(guò)時(shí),由于路基強(qiáng)度不足,路床剛度小于重車作用于基層、底基層所產(chǎn)生的極限應(yīng)變,從而使基層、底基層板體遭到破壞,使面層產(chǎn)生過(guò)大的下沉變形,若此時(shí)遇到制動(dòng)剎車情況,瀝青路面很容易產(chǎn)生推移破壞。
1.3.2 路面基層表面質(zhì)量對(duì)路面的影響
路面基層與面層結(jié)合是否緊密對(duì)面層底面拉應(yīng)力有很大影響,在相同荷載作用下,面層與基層的接觸面呈滑動(dòng)狀態(tài)時(shí)面層底面的拉應(yīng)力要比接觸面呈連續(xù)狀態(tài)時(shí)大2~3倍,在路面基層施工過(guò)程中,如果混合料含水量較大或偏細(xì),則在碾壓過(guò)程中使基層表面出現(xiàn)灰漿,形成光滑的表面層,降低了路面面層與基層之間的摩擦系數(shù),容易在行車過(guò)程中出現(xiàn)路面推移破壞。
1.4 透層油施工質(zhì)量對(duì)路面推移破壞的影響
1.4.1 透層油施工質(zhì)量
透層油噴灑施工前基層表面的浮料清掃不徹底,基層與面層之間就形成浮料夾層,增大了推移的可能性,透層油噴灑量不足或噴灑不均勻,不能起到良好的黏結(jié)作用,噴灑后不能有效控制車輛通行則容易卷起帶走已噴灑的透層油以致降低透層油的黏接質(zhì)量,也容易出現(xiàn)推移破壞。
1.4.2 透層油的質(zhì)量
黏度是透層油的重要控制指標(biāo),當(dāng)透層油黏度過(guò)小時(shí)滲透效果較好,深度可達(dá)1cm以上,但對(duì)基層表面的固結(jié)效果較差,起不到基層與面層的黏結(jié)作用,當(dāng)透層油黏度較大時(shí),則滲透效果較差,達(dá)不到規(guī)范要求的5mm滲透效果,也起不到基層與面層的黏結(jié)作用。
1.5 瀝青面層原因?qū)е碌耐埔破茐?/p>
1.5.1 瀝青混合料級(jí)配不良造成的推移破壞
瀝青混合料中瀝青含量的多少,礦粉摻量的多少以及各種礦料的配比組合直接影響瀝青混合料的穩(wěn)定度、流值、空隙率等指標(biāo),而這些指標(biāo)的變化又直接影響瀝青路面的使用性能,在瀝青混合料中礦粉用量一般只有百分之幾,但其他骨料卻能占到80%以上,礦粉用量不是導(dǎo)致地表面積減少,形成的結(jié)構(gòu)瀝青所占瀝青的比例也就越少,瀝青混合料的黏聚力也越差,從而嚴(yán)重影響了瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度,再者,瀝青混合料級(jí)配不理想,沒(méi)有形成骨架結(jié)構(gòu),抗變形能力差,使基層、面層之間摩擦系數(shù)小,抗剪強(qiáng)度較低,從而導(dǎo)致推移破壞的可能性增大。
1.5.2 瀝青面層厚度不足導(dǎo)致的推移破壞
如果瀝青面層結(jié)構(gòu)層厚度偏薄,能夠在抵抗車輛磨耗,增強(qiáng)路面防水性、平整度減少揚(yáng)塵,減小噪音等方面起到良好的作用,但在提高路面強(qiáng)度、提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性方面顯得不足,從剪應(yīng)力沿路面結(jié)構(gòu)厚度分布來(lái)看,層間剪應(yīng)力隨著面層厚度的增大而逐漸減小,面層偏薄,層間剪應(yīng)力較大,很難抵抗重交通重載車輛的剎車、起步的反復(fù)沖擊,極易撕裂推移。
1.5.3 瀝青面層施工環(huán)節(jié)導(dǎo)致的推移破壞
瀝青面層施工環(huán)節(jié)涵蓋瀝青混合料拌和、運(yùn)輸、攤鋪以及碾壓等多個(gè)工序,混合料拌和質(zhì)量的好壞是瀝青混凝土路面質(zhì)量好壞的關(guān)鍵因素之一,原材料規(guī)格不規(guī)范,生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)形同虛設(shè),混合料粗細(xì)集料及瀝青含量不均勻,細(xì)集料集中的部位空隙率小,瀝青含量高,粗集料不能直接嵌鎖形成骨架,容易導(dǎo)致路面推移破壞,瀝青混合料在運(yùn)輸、攤鋪過(guò)程中也容易造成混合料離析,粗細(xì)集料分布不均勻,為瀝青路面早期推移破壞種下隱患[6]。
針對(duì)瀝青面層早期推移破壞的成因,采用有效的防治措施是根治推移病害的有效措施。
2.1 加強(qiáng)路政管理,有效控制超限、超載,尤其是超載率多的大噸位車輛。
2.2 合理安排工期,優(yōu)化組織設(shè)計(jì),盡量做到封閉改造施工,尤其是限制超限、超載車輛通行,避免上面層瀝青混凝土未及時(shí)施工時(shí),下面層由于單層厚度不足以抵抗超載大噸位車輛的荷載造成的推移破壞。
2.3 把好路面基層施工質(zhì)量關(guān),既要保證路面基層的剛度與強(qiáng)度,又要保證路面基層的平整度和粗糙度,合理選用路面基層結(jié)構(gòu)形式,做到平而不光。
2.4 加強(qiáng)透層油的生產(chǎn)質(zhì)量和施工質(zhì)量控制,做到黏度適當(dāng),噴灑均勻,嚴(yán)格控制噴灑透層油后的基層上車輛運(yùn)行。
2.5 改善瀝青混合料的材料和級(jí)配,合理設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu),保證瀝青面層的厚度和密實(shí)度,通過(guò)粗細(xì)集料的調(diào)整增大瀝青面層的穩(wěn)定度,增大瀝青面層抗滑移能力。
瀝青路面推移破壞的原因是多方面的,也可能是多個(gè)因素共同作用的結(jié)果,但只要認(rèn)真分析,嚴(yán)格執(zhí)行施工規(guī)范,加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制,切實(shí)抓好施工中的每個(gè)環(huán)節(jié),做好設(shè)計(jì),路政等相關(guān)部門的工作,瀝青路面的推移破壞是完全可以有效控制的。
[1]靜偉.農(nóng)村公路瀝青路面的推移破壞[J].河北交通,2014(2):12-15.
[2]曹煒庸.石家莊市二環(huán)路瀝青路面病害分析[J].河北交通,1999(2):51.