周達江
(佛山市鴻實市政建設工程有限公司,廣東 佛山 518000)
目前瀝青路面在市政道路建設領域使用頻率極高,但常常由于自然條件的特殊變化,如低溫、高溫、交通量急速增長等原因,致使瀝青路面耐久性降低,難以達到設計年限,有的甚至在早期就已出現損壞。本文主要從設計、材料、施工及檢驗等方面進行分析,以提高市政道路瀝青路面的耐久性、抗水害和抗車轍能力,避免路面早期破壞。
(1)設計交通量及標準軸載數宜大不宜小,要充分考慮前期增長率。
(2)確定瀝青混凝土 15 ℃劈裂強度數據;根據凍融劈裂殘留強度試驗,確定抗凍能力;瀝青混凝土動穩定度試驗,應達到2 500次/mm以上,以減少轍跡積水造成路面損壞;瀝青混凝土的穩定性試驗應采取不利條件的方法、手段檢測瀝青與石料的黏復性能,而不是只檢查正常情況下瀝青與石料的黏復性能。
(3)進行半剛性基層混合料不同材料配合比制件強度試驗,7 d、28 d的抗壓強度,60 d、90 d、120 d、150 d、180 d的劈裂強度及對應的抗壓強度試驗;進行半剛性混合料的抗凍性、水穩性試驗(抗壓、劈裂);根據不同配比設計的半剛性混合料的溫縮和干縮系數(應力、應變)分析比較,測定彎沉準確數據。
(4)測定路面各層抗壓回彈模量。
(5)反復檢測路基干濕類型,根據各種條件確定,力求準確。
(6)進行抗凍深度、防凍厚度試驗,確定各種參數及凍脹對路面橫向、縱向裂縫,以及過路管道的影響。
(1)路面面層混合料設計
根據寒冷地區特點,路面面層混合料設計應全部做成密實型,孔隙率小于4 %。各層可為:上層AK(AC)-16(V),中層AC-20I,下層AC-25I型。然后取準備使用的各種材料做試驗,指標穩定后做出指導性配合比設計,再做生產配合比設計,并選在交通量大、荷載重的路段進行試拌試鋪。
(2)基層配合比設計
對基層、底基層配合比進行設計時,可制作試件對各項指標進行試驗,確定指導性配合比設計。
(3)墊層設計
要重視墊層設計、施工。同底基層一樣使其真正起到防凍排水作用,必要時要做試驗。
(4)透層(連結層)設計
透層(連結層)的設計應指明做法,并做好試驗。用不同瀝青材料(熱瀝青或乳化瀝青)、不同方法(只灑油或灑油加小石子)做好連結,起到防水、排水的作用。
選擇國產還是進口瀝青材料,可根據原材料試驗、不同改性瀝青試驗加木質素纖維試驗、摻抗剝劑試驗的結果進行選擇。原材料試驗、不同改性瀝青試驗,可選用丁苯橡膠SBR、苯乙烯丁苯二烯SBS、SBR加3085(日本)、麥克改性粉(美國)。各項試驗應選擇苛刻的條件(高溫、高壓、加水、加荷)反復試驗,觀察其與石料(或混合料)結合的穩定性,最后確定采用哪種瀝青和改性外摻劑。
砂、石等集料應根據設計中明確的料場和規定的數量組織專門加工,取樣試驗,對號入座(墊層、底基層、基層、面層集料截然分開)。
礦粉、石灰、粉煤灰、水泥等物料,必須通過招標或商議選定廠家,嚴格控制按標準采購生產。單質材料應經常檢驗,保證其平穩性。
基層和墊層的強度與穩定性對路面的整體強度與減輕面層的病害起著很重要的作用,因此,保證基層和墊層的施工質量是一個很關鍵的環節。對基層和墊層施工應強調以下兩個問題:①拌和問題,采用無機結合料穩定的土類應注意施工中的拌和問題,如果拌和不均勻,基層就不能形成板體作用,無法保證基層的強度;②壓實問題,對基層和墊層的施工,壓實工序是重要的環節,如果基層和墊層不能得到充分壓實,影響路面整體強度的提高和使用質量。
墊層材料要級配合理,嚴格控制最大粒徑及含泥量,使其符合設計要求。施工必須按底基層做法實施,做到密實度、彎沉值、E值滿足指標要求,起到防凍、排水、防水的作用。
基層施工配料的要點是計量準確、拌和均勻。通過對混合料作篩分試驗,獲得接近級配曲線中值,用廠拌法拌和。石料要分級購買、進料、配料、上料,拌和設備必須有精確的計量裝置。基層攤鋪應用攤鋪機半幅一次鋪成,用重型振動、鋼輪壓路機壓實,最后用膠輪壓路機碾平。
(1)必須用單臺產量在200 t/h以上的拌和機,兩機在一個拌站的不能用。攤鋪機選用12 m幅寬的機型,滿足一次攤鋪的要求。
(2)拌和機應具有自動記錄打印功能,在拌和過程中能逐盤記錄各種材料的用量和溫度。
(3)混合料加熱溫度必須保持高溫。瀝青加熱要保持在170 ℃~180 ℃,礦料須加熱到 180℃~190 ℃,混合料出廠溫度要達到160 ℃~170 ℃(貯料倉出料低于150 ℃),運到鋪筑地點不能低于150 ℃,初碾溫度不能低于140 ℃,終碾不能低于 80 ℃。使用改性瀝青應通過試驗確定溫度,混合料應盡量高溫施工,便于瀝青與混合料粘結及混合料壓實。
(4)瀝青面層要在高溫季節施工,若氣溫較低,必須采用可靠的措施保證高溫碾壓,如加熱熨平板、運料用保溫篷布覆蓋等。
(5)瀝青面層碾壓應選擇重型壓路機(鋼輪12 t~15 t,膠輪15 t~25 t,振動8 t~14 t),并進行試驗。碾壓在高溫下進行,力求壓實、平整,這樣可減少壓路機數量及碾壓遍數。
(6)在瀝青各面層鋪筑前,下層表面必須處理好;雨天下層表面不干燥,不能施工;在雨天施工的段落應清除重鋪。
(7)集料表面粘有泥土必須清洗干凈、曬干。
(8)回收粉塵要全部排掉,不得用到混合料中。
當路面出現早期裂縫破壞時,應及時采取補救措施。可用瀝青灌縫,避免裂縫繼續蔓延,防止水分滲入路面中。對破壞嚴重的應及時補修,避免路面病害進一步惡化。此外,由路面流到路肩上的雨水往往不能順利流到坡腳下,而停留在路肩上,并通過路肩滲透到路面和土基中,應將水及時清除,防止水分滲入路面造成侵害。
在地下水豐富地區,防止路面滲水十分重要。滲入到基層中的水不僅會降低基層的強度和穩定性,如果這部分水滲入到土中還會降低土基強度,引起路面凍脹。在路面設計中,除了認真做好路面的排水設計外,還應采取以下兩種措施:
(1)隔離措施
為了防止從瀝青路面裂縫滲入的水浸濕基層,在基層表面上設置厚度為2 cm瀝青封油層,會起到良好的效果。如果基層有一定的透水能力而且具有較好的穩定性,為了防止滲入的水影響土基的強度,也可以將隔離層放在土基頂面。
(2)采用排水砂墊層的措施
為排除從瀝青路面裂縫滲入到基層中的水,也可以在基層頂面設置砂墊層,將路面體系中的水排至路基以外。對挖方路基中的水也可采用上述方法,但必須將水沿縱向排至填挖過渡段,然后將其疏導到路基以外。
在工程項目設計、施工前,結合每項工程的實際條件、環境及特點對前面所提路面設計、材料、施工及檢測方面的參數、性質、工藝方法、儀器設備進行應用研究,提出切實可行的結論來指導工程管理,是提高市政道路瀝青路面質量的有效措施。