在公路工程建設(shè)中,瀝青路面因其具有良好的力學(xué)性能和較好的耐久性及行車舒適性的特點(diǎn),得到了廣泛的應(yīng)用,特別是在高等級(jí)道路的面層,瀝青混凝土更是得到了廣泛的應(yīng)用。但是由于瀝青混凝土材料本身就是一種混合物,受到其各種材料差異的影響,以及設(shè)計(jì),施工等水平的影響,瀝青混凝土面層的路面可能出現(xiàn)各種病害。道路會(huì)因?yàn)檫@些病害而降低使用壽命,并且會(huì)加大汽車磨耗甚至影響行車安全。因此,需要對(duì)這些病害產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析,并且盡可能的給出一些合理可操作的技術(shù)處理對(duì)策。
1、路面病害成因分析
某公路路面于1998年建成,現(xiàn)在已出現(xiàn)不同程度的破壞,某些路段病害特別嚴(yán)重,影響道路的交通行車舒適及安全。為改善該道路的交通狀況,擬對(duì)該道路的K153+300~K153+520、K172+400~K172+750和K173+100~K174+000路段共1.47km進(jìn)行一次路面大修。該段路面自加寬改建完成至今,已達(dá)十多年,達(dá)到路面的使用年限。
隨著近幾年交通量的快速增長(zhǎng),路面病害逐漸嚴(yán)重。分析其原因主要是:1)隨著路面使用時(shí)間的增長(zhǎng),路面破損情況越來(lái)越嚴(yán)重。2)隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,車流量也大大增加。按目前的交通量計(jì)算,設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次:14663720,屬重交通等級(jí),再加上超重,超載,使得路面負(fù)荷超過(guò)極限。3)K173+100~K174+000穿村路段無(wú)排水設(shè)施,排水不暢,進(jìn)一步加快了路面的破損。
2、病害處治設(shè)計(jì)
路面銑刨后,對(duì)老路基層破損處或頂面彎沉≥69(0.01mm)處進(jìn)行挖除,挖除路基用砂礫進(jìn)行換填壓實(shí),換填深度一般為50cm,換填處頂面用20cm泡沫瀝青混合料壓實(shí),路基翻漿路段,路基彈簧土路段,需用砂礫換填全部翻漿土、彈簧土。
2.1 K153+300~K153+520路段
挖除舊瀝青路面和基層,對(duì)路基頂回彈模量<35MPa的路段及翻漿路段,用級(jí)配較好的砂礫進(jìn)行換填。對(duì)路基頂壓實(shí)并滿足路基頂回彈模量≥35MPa的要求后,再鋪筑新路面結(jié)構(gòu)層。新路面結(jié)構(gòu)為:5cmAC-16C中粒式瀝青混凝土+7cmAC-25C粗粒式瀝青混凝土+20cm5.0%水泥穩(wěn)定碎石基層+20cm3.5%水泥穩(wěn)定碎石底基層。
2.2 K172+400~K172+750和K173+100~K174+000路段
對(duì)16.5m路面銑刨15cm,銑刨料中摻入部分外加料與泡沫瀝青制成泡沫瀝青混合料;行車道和硬路肩路面結(jié)構(gòu)為5cmAC-16C改性瀝青混凝土+15cm泡沫瀝青混合料基層+7cm舊瀝青混凝土面層+原路面半剛基層。
3、路面設(shè)計(jì)
K153+300~K153+520、K172+400~K172+750和K173+100~K174+000路段,路面結(jié)構(gòu):5cmAC-16C改性瀝青混凝土+15cm泡沫瀝青混合料基層+7cm舊瀝青混凝土面。
3.1 設(shè)計(jì)參數(shù)
銑刨后頂面彎沉<69(0.01mm)。
3.2 路面結(jié)構(gòu)層混合料組成
?、鸥男詾r青面層
瀝青采用改性瀝青SBS(Ⅰ),改性瀝青混凝土的壓實(shí)度以馬歇爾試驗(yàn)(見表1)密度為標(biāo)準(zhǔn)密實(shí)度,其壓實(shí)度≥97%。
瀝青混凝土粗集料宜采用堿性石料,并且應(yīng)選用堅(jiān)硬耐磨和抗沖擊性好的碎石,石料的強(qiáng)度要二級(jí)以上;礦料尺寸應(yīng)符合各類路面的技術(shù)要求。
⑵封層
再生層頂面設(shè)封層。瀝青采用普通乳化瀝青,分兩次灑布,第一次灑0.4kg/m2~0.6kg/m2,適量灑石屑,采用3mm~5mm等粒徑清潔碎石,灑布量6m3/km2~8m3/km2。再灑乳化瀝青0.4kg/m2~0.6kg/m2,并用8t~10t光輪壓路機(jī)壓一遍。
⑶泡沫瀝青冷再生混合料
室內(nèi)配合設(shè)計(jì)結(jié)果;瀝青AH-70發(fā)泡試驗(yàn)結(jié)果:發(fā)泡溫度:150℃;發(fā)泡用水量:2.0%
材料與級(jí)配設(shè)計(jì)結(jié)果:舊路面材料:86.7%;新添加石料(0mm~3mm和15mm~25mm):11.8%;水泥:1.5%;泡沫瀝青用量(油石比):2.50%。
3.3 材料要求
水泥應(yīng)符合《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》(GB175-92)中對(duì)關(guān)于“普通硅酸鹽水泥的技術(shù)要求”中對(duì)325水泥的規(guī)定。
瀝青應(yīng)符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF402004)中對(duì)關(guān)于“道路石油瀝青技術(shù)要求”中AH-70瀝青的規(guī)定。
3.4 施工工藝
?、艔S拌工藝流
原路面的銑刨→拌和→運(yùn)輸→攤鋪→碾壓→再生基層成型。
?、剖┕ぴO(shè)備
KMA200廠拌再生設(shè)備;單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)1臺(tái)(帶強(qiáng)弱振動(dòng)調(diào)整)16t以上;雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)1臺(tái)(帶強(qiáng)弱振動(dòng)調(diào)整)12t以上;膠輪壓路機(jī)1臺(tái)(20t以上);水車2臺(tái)(不低于10t);裝載機(jī)3臺(tái);運(yùn)輸卡車5輛~8輛,(具體根據(jù)廠拌地點(diǎn)與施工路段距離,以及施工效率而定)。
?、鞘┕み^(guò)程
攤鋪機(jī)的攤鋪速度應(yīng)根據(jù)攪拌機(jī)的產(chǎn)量、施工機(jī)械配套情況及攤鋪厚度、鋪寬度,按2m/min~4m/min,均勻、不間斷的攤鋪。雙鋼輪壓路機(jī)靜壓1遍,每次錯(cuò)1/3輪。單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)高幅低頻強(qiáng)振壓實(shí)2遍,每次錯(cuò)1/3輪。雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)高頻低幅弱振壓實(shí)3遍,每次錯(cuò)1/3輪。輪胎壓路機(jī)壓實(shí),根據(jù)表面含水量決定是否進(jìn)行水噴灑。
3.7 再生層質(zhì)量控制方法
⑴施工設(shè)備要求
具有與測(cè)重傳感器和數(shù)據(jù)顯示儀相連的全電腦控制系統(tǒng),可以連續(xù)監(jiān)控瀝青、輔助添加劑、發(fā)泡水及拌和水的用量。廠拌設(shè)備的連續(xù)生產(chǎn)能力不低于150t/h。
⑵施工過(guò)程控制
再生前的路表面處理,銑刨后的路面病害必須處理,并應(yīng)清掃保持下承面干凈、平整。
天氣限制,當(dāng)檢測(cè)料堆的溫度低于10℃時(shí)不宜進(jìn)行再生作業(yè)。同時(shí)在霧天或者雨天也不宜進(jìn)行再生作業(yè)。
?、丘そY(jié)料的使用
通過(guò)再生機(jī)上能夠標(biāo)定瀝青用量的控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)瀝青黏結(jié)劑的均勻噴灑。膨脹率應(yīng)不低于10,半衰期不低于8s。
?、刃绿砑硬牧系陌韬?br />
應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)配合比,將需要添加的石屑和碎石事先攪和均勻。可采用裝載機(jī)將石屑和碎石按一定比例拌和好,然后再添加至廠拌設(shè)備。
?、稍偕系陌韬?br />
固定廠拌設(shè)備應(yīng)當(dāng)是專門用于拌和筑路材料,通過(guò)保養(yǎng)和標(biāo)定后能夠均勻拌和材料而不產(chǎn)生集料的離析現(xiàn)象。拌和設(shè)備應(yīng)當(dāng)具有控制和檢測(cè)添加拌合水的功能,以保證后續(xù)的攤鋪與壓實(shí)所需的用水量。拌合用水量應(yīng)當(dāng)符合設(shè)計(jì)時(shí)的目標(biāo)拌和用水量。
?、试偕系难b載
由于成品料是通過(guò)輸料皮帶運(yùn)送至卡車,因此成品料的細(xì)集料容易黏附在皮帶上,同時(shí)料在離開輸料皮帶時(shí),粗集料慣性大,從而使得粗集料拋出較遠(yuǎn),這樣造成在卡車的料倉(cāng)一端粗集料相對(duì)集中,而另一端細(xì)集料相對(duì)集中。最終導(dǎo)致攤鋪機(jī)兩個(gè)攪龍之間產(chǎn)生離析。
?、嗽偕系臄備?br />
攤鋪機(jī)的攤鋪速度應(yīng)根據(jù)拌和機(jī)的產(chǎn)量、施工機(jī)械配套情況及攤鋪厚度、攤鋪寬度,按2m/min~4m/min予以調(diào)整選擇,做到緩慢、均勻、不間斷地?cái)備仭?br />
⑻再生產(chǎn)的壓實(shí)
應(yīng)當(dāng)及時(shí)壓實(shí)泡沫瀝青再生料。壓路機(jī)的工作速度不得超過(guò)3km/h。膠輪壓力機(jī)在進(jìn)行終壓前應(yīng)向再生層表面灑少量的水,但是撒水量應(yīng)嚴(yán)格控制,只需將表面濕潤(rùn)即可。
?、徒涌p
接縫包括縱向接縫和橫向接縫。橫向接縫主要是指由于前一段施工結(jié)束后與下一段施工開始處的區(qū)域。所有的縱向和橫向接縫都要完全壓實(shí)的路段一側(cè)去除部分材料??v向和橫向接縫至少分別去除75mm和50mm。
3.7 試驗(yàn)路段
由于沿線各路段銑刨料粒徑和級(jí)配情況對(duì)泡沫瀝青柔性基層配合比組成有較大影響,因此,在連續(xù)規(guī)模施工之前必須安排一定長(zhǎng)度的試驗(yàn)路段,以確定配合比中各材料的比例等數(shù)據(jù)。試驗(yàn)段應(yīng)當(dāng)位于施工段之內(nèi),長(zhǎng)度控制在500m~1000m。通過(guò)試驗(yàn)路確定以下內(nèi)容:
1)銑刨機(jī)的銑刨速度和深度;
2)驗(yàn)證現(xiàn)場(chǎng)材料的級(jí)配和實(shí)際生產(chǎn)配合比;
3)檢驗(yàn)各種施工機(jī)械的效率及組合方式是否匹配;
4)熱瀝青的出廠溫度;
5)能夠達(dá)到規(guī)定壓實(shí)度要求的現(xiàn)場(chǎng)含水量;
6)再生層的松鋪系數(shù);
7)滿足規(guī)定要求的壓實(shí)遍數(shù)。
4、結(jié)語(yǔ)
總之,盡管目前有些瀝青路面工程質(zhì)量不盡人意。但實(shí)踐表明,只要通過(guò)對(duì)路面病害的成因進(jìn)行分析研究,探明路面病害形成的原因,并進(jìn)行合理的處理,是可以有效的地解決了瀝青路面的病害,保證道路暢通,降低社會(huì)影響的。