瀝青混凝土路面鋪筑中的常見病害及防治方法＊

張玉香

(中鐵十八局集團(tuán)隧道工程有限公司，天津300222)

瀝青混凝土路面鋪筑中的常見病害及防治方法＊

張玉香

(中鐵十八局集團(tuán)隧道工程有限公司，天津300222)

針對瀝青混凝土路面攤鋪中易出現(xiàn)的病害，分析其產(chǎn)生原因，找出其防治方法，在今后的施工過程中及早予以預(yù)防，則可達(dá)到事半功倍的效果。

瀝青混凝土路面;鋪筑;病害;防治方法

瀝青混凝土路面具有行車舒適、耐磨、噪聲低、揚(yáng)塵少、施工期短、養(yǎng)護(hù)維修簡便，且適宜于分期修建等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用。國外大部分高等級公路路面均采用瀝青混凝土面層，目前在我國高等級公路建設(shè)中，瀝青混凝土路面占主導(dǎo)地位。但是瀝青路面的路用性能要求路面具有一定的強(qiáng)度、剛度、平整度，具有足夠的承載能力，同時(shí)具有較好的高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性，另外瀝青路面的表面層應(yīng)具有耐久且良好的抗滑性能和耐磨性。

在瀝青混凝土路面施工中，瀝青混凝土混合料鋪筑質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響著路面的使用壽命。筆者認(rèn)為離析、表面波浪、接縫不良、碾壓發(fā)裂和推移是瀝青混凝土路面鋪筑過程中存在的主要病害。

一、離析

瀝青混合料離析的廣義概念是瀝青混合料性能的不均勻變化。在施工中離析的表現(xiàn)是多種多樣的，如集料粗細(xì)顆粒的離析、混合料溫度不均勻?qū)е碌碾x析、混合料拌和不均勻產(chǎn)生的離析等等。我們經(jīng)常稱為的瀝青混合料離析是指瀝青混合料施工過程中粗細(xì)集料的不均勻分離變化。根據(jù)國際瀝青協(xié)會的調(diào)查，在運(yùn)輸過程中由表及里瀝青混合料溫度發(fā)生不均勻變化，直接攤鋪后溫度較低的料團(tuán)不易被壓實(shí)，是路面發(fā)生早期破壞的的重要因素之一。

(一)瀝青混合料集料離析

根據(jù)筆者在多條高等級公路施工中的反復(fù)觀察，在寬幅攤鋪的瀝青混合料存在不明顯的離折，以熨平板接縫處較為明顯，但這種離析會隨著熨平板的充分預(yù)熱消失。試驗(yàn)證明在攤鋪機(jī)縱向產(chǎn)生離析帶，粗集料向兩側(cè)分布，即攤鋪中心混合料明顯偏細(xì)，兩側(cè)偏粗。

寬幅攤鋪離析導(dǎo)致結(jié)果是嚴(yán)重的，它不僅影響了路面的使用性能，也促使路面產(chǎn)生早期破壞，所以解決問題的最基本方法就是不要寬幅攤鋪，避免粗集料向兩側(cè)分布發(fā)生離析。高速公路一幅路面寬度≥10.5m，采取并機(jī)梯形熱接縫施工完全可以保證施工質(zhì)量的。

(二)瀝青混合料溫差離析

瀝青混合料拌制完成后，從拌和廠向攤鋪現(xiàn)場運(yùn)輸?shù)倪^程中，空氣與混合料之間的溫差一般大于120℃，混合料溫度在到達(dá)現(xiàn)場前有較大的下降。降溫幅度由表及里逐漸減少，最嚴(yán)重的降溫區(qū)發(fā)生在料堆表面和與車廂的接觸面。接觸面到內(nèi)部核心區(qū)降溫幅度在正常氣溫下平均可達(dá)到15℃－30℃。接觸面15cm深度范圍內(nèi)的平均降溫幅度可達(dá)到45℃－65℃，使表面混合料的粘度明顯增大。高溫季節(jié)表面混合料形成“軟”殼，低溫季節(jié)形成“硬”殼。解決此類問題取決于運(yùn)輸時(shí)間、速度、氣溫、保溫措施等因素。

二、表面波浪

在瀝青混凝土混合料鋪筑過程中如形成表面波浪，首先導(dǎo)致路面平整度的降低，影響行車的舒適性;其次降低了路面密實(shí)度，影響路面的長期使用性能，減少了路面的使用壽命。表面波浪有短有長，形成原因也各有不同。

(一)形成原因

短波:攤鋪機(jī)熨平板前方混合料數(shù)量的變化，引起熨平板上反力的變化。

熨平板處于不良機(jī)械狀態(tài)，如熨平板松馳或控制聯(lián)結(jié)裝置間隙過大等;混合料軟弱或混合料溫度及組成的變化會導(dǎo)致混合料勁度的變化。特別是混合料軟弱和混合料設(shè)計(jì)不合理時(shí)，在碾壓過程中壓路機(jī)會推動混合料，使其移位形成短波。

長波:混合料設(shè)計(jì)不當(dāng)，造成混合料離析以及混合料溫度的變化都有可能導(dǎo)致長波的形成;如果兩個(gè)波峰之間的距離恰好是一車混合料的攤鋪距離，那么此波的形成原因可能是:由于攤鋪機(jī)進(jìn)料器活門安裝不正確或是在每次添加混合料時(shí)，攤鋪機(jī)的漏斗和刮板輸送器空車運(yùn)行;攤鋪機(jī)履帶底部有撒漏料引起鋪筑厚度變化;碾壓過程中壓路機(jī)突然轉(zhuǎn)向或倒車，壓路機(jī)停在熱的路面上，也可能形成表面波浪;頂推的料車剎車太緊或料車倒車撞擊攤鋪機(jī)引起鋪筑速度變化;自動熨平裝置運(yùn)行中，掛線不緊，中間出現(xiàn)撓度也會引起攤鋪層波浪。

(二)防治措施

防止表面波浪形成的關(guān)鍵因素是:盡可能保持?jǐn)備仚C(jī)熨平板前方的混合料數(shù)量和勁度的一致。混合料數(shù)量的控制:①正確安裝進(jìn)料器活門;②在攤鋪機(jī)向前移動過程中，保證刮板輸送器和螺旋推運(yùn)器連續(xù)輸送混合料的時(shí)間不少于90%，最好是連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。嚴(yán)格將混合料的溫度、級配、液體含量控制在允許范圍以內(nèi)，藉以控制混合料的勁度。在施工過程中，操作人員應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)程操作，并隨時(shí)注意觀察和檢測，消除人為因素和機(jī)械因素造成的表面波浪。

三、接縫不良

瀝青混凝土路面接縫不良，會導(dǎo)致接縫兩側(cè)標(biāo)高不一，路面傾斜，在行車作用下，易發(fā)生顛簸或造成瀝青混凝土路面松散。如伴隨壓實(shí)不足，在重交通作用下，易造成接縫處面層過度磨損，且不良的接縫是透水的，水分經(jīng)不良接縫下滲，則會給路基、路面造成更大破壞。

(一)縱縫

1.造成縱縫不良的基本原因

攤鋪車道不正確的重疊;不正確的碾壓方法;攤鋪機(jī)操作不當(dāng)及狀況不好，其中包括熨平板前方推帶的混合料重量的變化，進(jìn)料器或螺旋攤鋪器超載等。

2.防治措施

2臺攤鋪機(jī)同時(shí)攤鋪，達(dá)到路面全寬進(jìn)行熱接縫，熱接縫能夠得到一個(gè)良好接縫，要用1臺攤鋪機(jī)鋪筑一個(gè)良好的縱縫，最重要的是:攤鋪機(jī)熨平板與原攤鋪面層的重疊要正確，如果熨平板與冷面層的重疊寬度為3－5cm，在接縫處攤鋪?zhàn)銐虻幕旌狭霞纯杀ＷC接縫緊密。材料重疊太多形成隆起，重疊太少形成沉陷，應(yīng)進(jìn)行少量的耙平工作，“刮回”冷路面上的混合料。

(二)橫縫

1.造成橫縫不良的原因

接縫處混合料過量，螺旋倉中輸送的混合料太多;橫縫處傾斜(下洼)現(xiàn)象形成。

2.防治措施

攤鋪時(shí)應(yīng)調(diào)整好預(yù)留高度，控制不好的可采用相應(yīng)高度的墊塊，攤鋪機(jī)從橫縫處離開向前實(shí)施攤鋪之前，熨平板必須適當(dāng)拉緊并放置在墊塊上，使熨平板處于正確的標(biāo)高位置，即可避免在接縫處產(chǎn)生跳車現(xiàn)象或形成沉降、傾斜。在攤鋪過程中，攤鋪機(jī)螺旋送料器應(yīng)連續(xù)傳動，兩側(cè)應(yīng)保持有不少于送料器高度2/3的混合料，攤鋪速度均勻、緩慢、連續(xù)。熨平板運(yùn)行平穩(wěn)，不上下浮動，鋪筑的路面就不會使車輛顛簸、傾斜。攤鋪機(jī)駛離橫縫之后，用摟耙清除接縫范圍內(nèi)過量的混合料，碾壓時(shí)按要求選橫向碾壓再縱向碾壓。此外，為保證壓實(shí)度，宜以挖縫為主。

四、裂紋

裂紋是指短的橫向裂紋，多發(fā)生在瀝青混凝土的保護(hù)層或中間層次中，這些裂紋在攤鋪過程中一般是看不到的，通常出現(xiàn)在碾壓第一遍或第二遍之后。瀝青混合料碾壓發(fā)裂影響壓實(shí)度和路面孔隙率，碾壓不實(shí)造成的孔隙率增大會降低路面的路用壽命。

(一)導(dǎo)致裂紋的原因

(1)基層的原因。當(dāng)基層清掃不干凈，就會影響上層瀝青面層與其的粘結(jié);，會產(chǎn)生瀝青混合料的往復(fù)推移，形成裂紋。基層密實(shí)度不合格時(shí)，導(dǎo)致下層彎曲，引起路面結(jié)構(gòu)的彎沉過大，從而使新鋪瀝青混合料被拉開，形成了裂紋。

(2)瀝青混凝土混合料的原因。混合料中混有花白料或?yàn)r青老化后拌合的混合料均會導(dǎo)致混合料間的粘結(jié)力降低;混合料溫度過低時(shí)，混合料變硬，混合料之間的粘結(jié)力變差;混合料溫度太高，瀝青的粘結(jié)料的粘滯度降低，流動性增加，導(dǎo)致瀝青混合料變軟;含瀝青、礦粉及小于0.075mm粒料較多的混合料，這幾種情況在攤鋪、碾壓時(shí)，路面都會易引起移動出現(xiàn)裂紋。

(3)壓路機(jī)的原因。壓路機(jī)在碾壓過程中，若噴水量過大，路面也會產(chǎn)生裂紋。這是因?yàn)槎嘤嗟乃畷M(jìn)入混合料中，形成隔離層，破壞了混合料的粘連，形成裂紋。壓路機(jī)在工作過程中，碾壓速度過快以及倒、順、換擋停車過猛，會引起混合料推移，如此往復(fù)，必然導(dǎo)致路面出現(xiàn)裂紋。

(二)解決措施

避免出現(xiàn)裂紋的方法是，基層清掃干凈，基層密實(shí)度合格，改善瀝青混合料的特性。瀝青含量、含水量、拌和溫度適宜;對于軟弱的混合料，必須等混合料降到適宜的溫度時(shí)才能碾壓，一般情況下出現(xiàn)發(fā)裂后很難獲得足夠的密度。作為一項(xiàng)臨時(shí)措施，在混合料的組成改變之前，可利用振動壓路機(jī)或輪胎壓路機(jī)進(jìn)行初壓，情況會有所好轉(zhuǎn)。

五、推移

瀝青混凝土面層推移，是指混合料在道路的縱向發(fā)生位移。它可能在壓實(shí)工作期間發(fā)生，也可能在交通條件下發(fā)生。在許多情況下，推移伴隨著壓路機(jī)初次碾壓前方出現(xiàn)“弓形波”，推移也會與混合料的開裂一起發(fā)生，在壓路機(jī)的倒車處，特別是在靠近攤鋪機(jī)的位置倒車，面層或混合料易產(chǎn)生推移。

防止混合料推移的最好辦法是，提高混合料在壓實(shí)時(shí)的內(nèi)在穩(wěn)定性。為此可以采用降低混合料流質(zhì)的含量;提高集料顆粒之間的內(nèi)摩阻力;改變集料級配以及提高混合料中多角的碎石顆粒含量的方法，來提高混合料內(nèi)在的穩(wěn)定性。

六、結(jié)語

瀝青混凝土路面在鋪筑過程中出現(xiàn)缺陷的問題很多，但主要是攤鋪機(jī)的性能、混合料缺陷及施工過程中的碾壓、接縫處理等;使用良好的混合料和攤鋪及壓路設(shè)備，正確適宜的操作，克服不良人為因素可取得良好的鋪筑效果。

［1］JTG F40—2004.公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范［S］.北京:北京交通出版社，2004.

［2］張德民，劉文海.瀝青混凝土路面鋪筑中的常見問題［J］.黑龍江交通科技，2007，(4).

［3］甘柳濤.淺談瀝青路面鋪筑存在的質(zhì)量問題［J］.廣東科技，2009，(5).

2011－07－19

張玉香(1974－)，女，山東陽谷人，工程師。