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在公路工程施工中,瀝青路面施工流程復(fù)雜,材料質(zhì)量、施工操作、溫度控制等要素,均會影響施工質(zhì)量。在長期承載大型車輛,降雨、降雪等惡劣天氣等多種影響下,瀝青路面極易出現(xiàn)質(zhì)量通病,加大行車安全事故發(fā)生率。就此,關(guān)于瀝青路面質(zhì)量通病及防治措施的研究具有鮮明現(xiàn)實意義。
就目前的公路工程施工工藝而言,瀝青路面常見的質(zhì)量通病有以下四種:
(1)坑槽。坑槽會使瀝青路面出現(xiàn)凹陷,降低行車平穩(wěn)性。瀝青路面坑槽問題來自于鋪筑施工環(huán)節(jié),因操作不當(dāng)或材料質(zhì)量差,可能導(dǎo)致瀝青路面空隙率不符合要求,在投入使用后,受雨水沖刷和車輛荷載影響,瀝青路面的粘結(jié)力下降,出現(xiàn)坑槽[1]。
(2)裂縫。裂縫是瀝青路面最常見的質(zhì)量通病,產(chǎn)生原因較多:其一,公路結(jié)構(gòu)強度不足,路基、路面等部位彎沉值較大,在車輛荷載作用下,出現(xiàn)裂縫,并逐漸發(fā)展為車轍及沉陷,加大行車風(fēng)險;其二,瀝青材料老化,隨著瀝青路面使用時間的增長,瀝青材料老化,降低其抗變形能力,引發(fā)龜裂問題;其三,反射裂縫,因公路結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理、超載、材料配比不當(dāng)?shù)葐栴},降低路面承載力,出現(xiàn)裂縫;其四,溫度裂縫,在結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差大的作用下,瀝青面層收縮拉應(yīng)力逐漸升高,當(dāng)其超過抗拉強度后,就會導(dǎo)致裂縫,嚴(yán)重時會貫穿整個路面;其五,路面設(shè)計時防水不到位,冬季路面內(nèi)的積水凍脹,拱起路面,引發(fā)裂縫。
(3)擁包。導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)擁包的因素如下:瀝青面層中瀝青料的占比過大,降低結(jié)構(gòu)的黏度及軟化點;礦料級配不合理,細(xì)料占比過大,降低路面結(jié)構(gòu)的抗剪強度,在車輛荷載作用下,極易出現(xiàn)擁包。
(4)麻面與松散。該質(zhì)量通病出現(xiàn)的原因在于材料質(zhì)量不合格,瀝青稠度過低,施工時溫度偏低、用量較少,導(dǎo)致瀝青和礦料黏附力較差,導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)麻面或松散問題;礦料的級配不合理,也會降低黏附力,引發(fā)質(zhì)量通病。
基于坑槽的成因及形成過程,施工單位可從以下兩方面預(yù)防坑槽:①加強材料管理,在瀝青路面施工前,做好材料的抽樣檢查工作,確保各項材料參數(shù)符合施工要求;②加強施工控制,在施工過程中,安排專人檢測瀝青料的溫度及厚度,確保瀝青料層間密切接觸,提升瀝青路面的黏結(jié)力。
對于已經(jīng)出現(xiàn)坑槽的瀝青路面,通常選擇熱補法治理,施工人員根據(jù)坑槽大小,劃定治理范圍,通過加熱板加熱該區(qū)域,翻松后噴灑乳化瀝青,并向該區(qū)域倒入與施工時同樣配比的瀝青混合料,按照鋪筑、壓實流程施工,完成坑槽治理[2]。
基于裂縫的成因及形成過程,施工單位可從以下三方面預(yù)防裂縫:①優(yōu)化設(shè)計,在瀝青路面工程施工前,施工單位應(yīng)結(jié)合勘察資料,綜合考慮瀝青路面的未來車輛荷載狀況、當(dāng)?shù)貧夂驐l件等要素,合理設(shè)置攤鋪厚度、瀝青面層厚度、材料配比與材料級配,增強路面結(jié)構(gòu)強度,延長瀝青路面的使用壽命;②合理選材,對于路面基層,優(yōu)先選擇干縮系數(shù)小、抗拉強度高、具備抗沖刷性能的半剛性材料,對于面層,優(yōu)先選擇抗裂性能強的改性瀝青材料,增強路面抗裂能力;③規(guī)范施工,在基層和表層中添加應(yīng)力層,分散荷載與結(jié)構(gòu)張力,并嚴(yán)格按照三層攤鋪流程進行基層施工,監(jiān)測路面壓實度及沉降值等數(shù)值,及時調(diào)整施工參數(shù),優(yōu)化公路結(jié)構(gòu),提高防水性能,規(guī)避裂縫。
對于已經(jīng)出現(xiàn)裂縫的瀝青路面,可選擇修補或填縫方式治理。修補是指鑿開裂縫,清理縫隙及周邊路面雜物、灰塵,清洗干燥后,在光滑斷面涂抹一層黏結(jié)材料,選擇與施工時同樣配比的瀝青混合料,進行攤鋪、壓實施工,完成治理。填縫是指選擇合適的材料填入縫隙內(nèi)。如瀝青路面的平整度要求較低,通常選擇噴灑瀝青撒料方式填縫,將材料壓入縫隙內(nèi),進行微表處理,氣溫較低時選擇乳化瀝青稀漿進行封層;如瀝青路面的平整度要求較高,通常選擇低稠度瀝青或陽離子乳化瀝青填縫,沿裂縫涂刷,完成治理。
為規(guī)避擁包問題,施工單位應(yīng)做好瀝青路面的配比設(shè)計,在施工前進行試驗,評估不同配比下試件的抗剪強度等參數(shù),選出最佳瀝青料與礦料配比,以及礦料中粗集料與細(xì)集料的級配,并加強對車輛超載現(xiàn)象的管控,延長瀝青路面使用壽命。
大小不同的擁包,治理方式不同。對于小型擁包,可直接人工挖除或使用機械刨削掉,再平整路面即可;對于嚴(yán)重?fù)戆?,采用同樣方法去除擁包結(jié)構(gòu)后,清潔路面,制備同樣配比的熱瀝青混合料,進行面層的重新施工,完成治理。
在麻面與松散預(yù)防中,重點在于施工材料的合理選擇。以某公路工程為例,施工單位在施工前進行配比試驗,選擇多種級配的礦料與稠度的瀝青料,分別進行正交試驗,選出瀝青路面荷載、強度最高時的配比,提高材料間的黏附力。
對于已經(jīng)出現(xiàn)麻面與松散的瀝青路面,通常采用重做噴油封層的方式治理,施工單位選擇天氣良好(溫度超過10℃)的時間段施工。清理路面,按照0.8kg/m2的規(guī)格向麻面與松散區(qū)域噴布瀝青;再鋪灑一層石屑或粗砂,石屑粒徑應(yīng)為3~5mm,粗砂規(guī)格為5~8m/1000m2;壓實后完成治理。
綜上所述,在瀝青路面使用中,可能出現(xiàn)坑槽、擁包、裂縫、麻面與松散四種質(zhì)量通病。為預(yù)防質(zhì)量通病的出現(xiàn),施工單位應(yīng)合理選擇施工材料,比選出最佳瀝青料配比,加強材料質(zhì)量與施工操作管控。為治理質(zhì)量通病,施工單位應(yīng)結(jié)合公路工程建設(shè)要求,切除存在質(zhì)量通病的區(qū)域,進行修補與重做,保障行車安全。