王艷麗 李娟
摘 要:上世紀(jì)90年代,我國(guó)公路建設(shè)多以半剛性基層瀝青路面為主,經(jīng)多年運(yùn)營(yíng)后,因其自身性能缺陷,半剛性基層瀝青路面早期破壞逐步突顯,如坑槽、裂縫、車轍等,從而降低了路面質(zhì)量及車輛的抗滑能力,甚至危害行車安全。裂縫是半剛性基層瀝青路面的主要病害之一,為提高工程質(zhì)量,必須采取切實(shí)可行的措施予以解決。本文在全面了解半剛性基層瀝青路面裂縫危害的基礎(chǔ)上,結(jié)合具體案例,探討了半剛性基層瀝青路面裂縫的防治措施。
關(guān)鍵詞:半剛性基層;瀝青路面;裂縫危害
0 引言
公路建設(shè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要基礎(chǔ)設(shè)施,其規(guī)模迅速擴(kuò)展。半剛性基層瀝青路面是當(dāng)前最常見的公路路面形式之一,在其長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)過程中,因交通量日益增長(zhǎng),及車輛超載重載現(xiàn)象嚴(yán)重,逐步呈現(xiàn)出不同程度的早期破壞,促使路面使用性能快速衰減,從而嚴(yán)重影響了道路的使用壽命。裂縫是半剛性基層瀝青路面的早期病害之一,裂縫的產(chǎn)生將導(dǎo)致路表變形加重,對(duì)路面平整度影響較大,從而降低了面層的強(qiáng)度,對(duì)路面使用壽命影響極大。通過路況調(diào)查可見裂縫問題是內(nèi)外因多種因素共同作用的結(jié)果。本文結(jié)合工程實(shí)際,決定選用抗裂型半剛性基層用于路面裂縫防治,通過該技術(shù)的應(yīng)用,可顯著提高瀝青混合料的路面性能,增強(qiáng)路面抗裂能力。
1 工程概況
某公路工程為一級(jí)公路,原為水泥穩(wěn)定類半剛性基層,路面結(jié)構(gòu)為4cmSMA+12cm普通瀝青混凝土+35cm基層+20cm墊層。通車運(yùn)行多年以后,在行車荷載及自然因素長(zhǎng)期作用下,半剛性基層材料收縮裂縫等病害逐步產(chǎn)生,其中最多、且最常見的病害為橫向裂縫。經(jīng)路面使用狀況調(diào)查結(jié)果顯示,主要病害中橫向裂縫所占比例為41.2%,縱向裂縫為16.0%,網(wǎng)裂為14.5%。產(chǎn)生此類病害的根本原因在于基層承載能力不足,損壞路面結(jié)構(gòu)。此外,局部伴隨初期半剛性基層收縮開裂情況。為解決此類問題,減少裂縫產(chǎn)生,經(jīng)多方協(xié)商及討論,基于經(jīng)濟(jì)性原則,決定選擇抗裂型半剛性基層進(jìn)行施工。
2 抗裂型半剛性基層施工流程
(1)拌合。施工質(zhì)量將對(duì)水泥穩(wěn)定碎石質(zhì)量造成嚴(yán)重影響,一般情況下,需在10s內(nèi)控制攪拌時(shí)間,短時(shí)間內(nèi),水泥和集料很難達(dá)到充分均勻拌合的目的。本文選擇振動(dòng)拌合設(shè)備用于抗裂型水泥穩(wěn)定碎石材料拌合施工,按設(shè)備設(shè)置時(shí)間確定拌合時(shí)間。為避免拌合過程中出現(xiàn)材料離析問題,可將擋板設(shè)在出料倉(cāng)。
(2)攤鋪。防離析、減速是攤鋪環(huán)節(jié)的兩大注意事項(xiàng)。第一,可選擇前擋板、熨平板間距控制的方式防離析,為避免粒徑較大的集料自由下落,可進(jìn)行擋板設(shè)置。第二,相比常規(guī)施工方式,必須按照勻速、緩行方法作為攤鋪速度進(jìn)行施工,可按1.5~2m/min前行。
(3)碾壓。與一般水泥穩(wěn)定碎石碾壓施工相比,抗裂型半剛性基層現(xiàn)場(chǎng)施工工藝并無明顯差別,僅需適當(dāng)調(diào)節(jié)碾壓速度、遍數(shù)即可,為增強(qiáng)骨料嵌擠效果,避免攤鋪之后,部分位置產(chǎn)生離析問題,可增添膠輪初壓工序。具體碾壓施工可分為3階段,即初壓、復(fù)壓、終壓,以此全面提升碾壓質(zhì)量,保證壓實(shí)度滿足設(shè)計(jì)要求。
1)初壓。選擇兩種壓實(shí)設(shè)備進(jìn)行抗裂型半剛性基層施工,即輪胎壓路機(jī)(26t以上)+雙鋼輪壓路機(jī)(12t以上),且在2遍以上控制碾壓遍數(shù)。在整個(gè)碾壓過程中,盡量避免出現(xiàn)輪跡,按照錯(cuò)位碾壓的方法,減少混合料堆積情況。2)復(fù)壓。選擇單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)(20t以上)進(jìn)行復(fù)壓施工,碾壓遍數(shù)控制在6遍以上。因此類材料內(nèi),含有較多粗集料,振動(dòng)碾壓時(shí),必須嚴(yán)控碾壓遍數(shù),不可太少,從而增強(qiáng)基層密實(shí)度,形成良好的骨架形式,滿足壓實(shí)度要求。3)終壓。選擇膠輪壓路機(jī)(26t以上)進(jìn)行終壓施工,遍數(shù)控制在2遍以上。一般選擇帶水碾壓,這樣施工具有2點(diǎn)優(yōu)勢(shì),首先,可增強(qiáng)基層表面密實(shí)度,避免骨料裸露;其次,終壓施工后期,混合料含水量明顯減少,此時(shí)表面集料含水量損失嚴(yán)重,通過帶水碾壓,可有效保證表面含水率,從而提高基層表面密實(shí)度。
(4)養(yǎng)生。完成碾壓施工后,待質(zhì)量檢查合格后,即可進(jìn)行養(yǎng)護(hù)施工。為保證基層表面濕潤(rùn),含水率符合設(shè)計(jì)要求,可在其上覆蓋土工布。選擇噴霧式灑水車,根據(jù)具體天氣情況,合理確定噴灑次數(shù),一般在7天以上控制基層養(yǎng)護(hù)周期。整個(gè)養(yǎng)生階段,必須做好交通封閉工作,嚴(yán)禁車輛通行。
3 抗裂型半剛性基層施工檢測(cè)分析
完成施工后,為保證施工質(zhì)量,需在7d后做現(xiàn)場(chǎng)鉆孔取芯試驗(yàn),以此掌握抗壓強(qiáng)度是否滿足設(shè)計(jì)要求。按照《公路水泥穩(wěn)定碎石抗裂設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》相關(guān)要求中,7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為7.0MPa,7d劈裂強(qiáng)度為0.65MPa,經(jīng)取芯結(jié)果表明,當(dāng)水泥劑量在3.0~4.5%時(shí),無側(cè)限抗壓強(qiáng)度在8.4~12.36MPa,劈裂強(qiáng)度在0.73~1.46MPa,則所得值都在規(guī)范要求值之上,均符合要求。
相比室內(nèi)振動(dòng)擊實(shí)成型,施工過程中具有大量不可控因素,如攤鋪、壓實(shí)等工序,所得數(shù)據(jù)存在一定差別,但經(jīng)上述數(shù)據(jù)分析,可達(dá)到90%合格率,則表明差異并不明顯,可滿足施工要求,具有可行性。
此外,通過現(xiàn)場(chǎng)路面觀測(cè)可見,7d施工后,未現(xiàn)裂縫現(xiàn)象,30d后觀測(cè),依舊未現(xiàn)裂縫。待瀝青面層施工時(shí),再次做裂縫觀測(cè),通過對(duì)比兩種路段病害情況,具體分析如下:
(1)在3.0%水泥劑量時(shí),抗裂型級(jí)配段裂縫間距為62.50m,裂縫數(shù)量為8條;常規(guī)級(jí)配段裂縫間距為30.30m,條數(shù)為66條,對(duì)比分析可見,抗裂型級(jí)配段裂縫間距更大,且裂縫數(shù)量更少,則表明抗裂型基層在減少裂縫方面更具優(yōu)勢(shì)。
(2)在4.5%水泥劑量時(shí),抗裂型級(jí)配段裂縫貫通裂縫數(shù)量為12條,貫通裂縫間距為41.83m,常規(guī)級(jí)配段貫通裂縫數(shù)量為38條,貫通裂縫間距為39.47m,則表明,在高水泥劑量下,抗裂型級(jí)配段仍具有良好施工優(yōu)勢(shì)。最終得出,相比常規(guī)施工工藝,抗裂型半剛性基層可達(dá)到減少裂縫的目的,具有良好施工效果。
4 結(jié)束語
近年來,隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度的不斷加快,我國(guó)已形成了基本完善的公路網(wǎng),公路建設(shè)規(guī)模也在急速擴(kuò)展。但隨著交通量的迅速增長(zhǎng),我國(guó)早期修建的大多數(shù)公路工程已步入了大中修階段,此類公路多以半剛性基層瀝青路面為主,在行車荷載與自然因素長(zhǎng)期作用下,多數(shù)路面已呈現(xiàn)出了不同程度的病害問題,如裂縫、車轍、沉陷等,此類病害中,裂縫最為常見,且損壞程度各有不同,影響程度也存在極大差異。為此,必須重視裂縫問題,掌握其危害,采取切實(shí)可行的措施加大處治力度,提高處治效果。
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