王 彬
(長沙理工大學交通運輸學院)
(1)石料強度
由于近年來國家對礦山的開采有著嚴格的限制,所以針對石料的供應也比較緊張,瀝青混凝土路面施工的時間比較集中,對石料的需求也集中在一段時間,這就造成有些地方存在供應不足的情況,再加上現有的石料加工廠商存在許多生產加工不規范的地方,這就有可能導致供應的石料達不到相關規范要求。如果石料的強度較低、針片狀含量較高的話,會導致石料的壓碎值過大,瀝青混合料在施工碾壓過程中,石料極易被壓碎或振碎,導致瀝青混合料無法形成骨架結構,且石料的破碎面沒有瀝青粘結,在碾壓過程中無法抵御壓路機的水平力,就極易出現碾壓推移。
(2)細集料
如果瀝青混合料所用的粗、細集料的含泥量較大,集料的磨耗值也較大,在經過拌合站的除塵系統作用時,許多細小粉塵顆粒無法被去除干凈,這樣就會使得這一部分粉塵顆粒連同添加的礦粉一起進入瀝青混合料中,造成混合料中0.075 mm 以下篩孔的通過率加大,從而改變了混合料的配合比構成。這一部分細微顆粒雖然在粒度上與礦粉較為接近,但由于生產過程不同,因而其中含有土等雜質的可能性比較大,所以會對混合料的級配組成造成影響。相關研究表明,當混合料中0.075 mm 以下部分超過8%,且塑性指數大于4,混合料就會出現不易壓實的情況,也會容易出現碾壓推移。
(3)瀝青
瀝青混合料的使用性能受瀝青結合料影響很大,所以瀝青質量的好壞與否直接關系到瀝青路面的質量。目前我國的高速公路和一級公路的瀝青路面采用進口瀝青修筑的情況較為普遍。但是仍有許多低等級公路采用的是國產瀝青。而我國原油多數為石蠟基原油,因此國產瀝青普遍含蠟量較高。含蠟量較高,則瀝青相對密度較小,軟化點相對較高,從而使瀝青的粘度降低,使瀝青與集料的粘附性降低,瀝青作為膠結料無法在集料之間提供足夠的粘結力,使得瀝青混合料在經受施工機械碾壓時無法承受碾壓機械的水平壓力而產生推移。
施工碾壓推移與瀝青混合料級配類型有很大的關系,都發生在懸浮密實級配的AC 等混合料中,而骨架密實結構級配的OGFC 和SMA 則不會發生推移。所以對于密實級配混合料而言,配合比設計就顯得尤為重要。從實際施工經驗來看,瀝青混合料配合比設計缺乏合理性也是導致瀝青混凝土路面出現施工碾壓推移病害的主要原因。如果混合料級配設計不合理,粗集料較少而細集料較多,則瀝青混合料不易形成骨架結構,集料之間的嵌擠作用不足以抵抗壓路機在碾壓過程中的水平推力,混合料就容易出現碾壓推移。而較大的油石比和過高的瀝青用量也會導致推移,因為瀝青用量過高,會導致瀝青混合料馬歇爾試驗中的流值也相應增大,從而使得瀝青混合料具有較大的流動性,在施工碾壓時會出現明顯推移。
(1)溫度的影響
《公路瀝青路面施工技術規范》針對瀝青混合料的出廠溫度和攤鋪溫度都提出了嚴格的控制要求。但是實際施工情況往往不理想,如瀝青混合料在出廠時的溫度達標,但是由于運距較長、或者施工工藝銜接不及時,無法連續作業,就會導致瀝青混合料在攤鋪時,溫度散失過多,出現較大的溫度離析,在碾壓過程當中就開始硬化,此時瀝青的粘性很小,無法使得路面與下層之間很好的粘結,在這種情況下就會導致推移。
(2)透層、封層的施工質量影響
透層是連接基層和面層的關鍵,如果連接不好,將直接會導致瀝青路面在攤鋪時出現推移。透層進行施工時,如果基層表面的灰土沒有清掃干凈,表面殘留的灰塵過多,就會形成一層無縫隙的“浮料層”油膜,使透層油的滲透效果變差;或者透層油的灑布量較少、撒布不均勻,無法達到很好的滲透效果,不能起到很好的連接作用,而且下承層的表面光滑,層與層之間的靜摩擦力減小,在受到碾壓時,容易產生滑動。而封層一般設置的是同步碎石封層,如果施工時撒布的碎石過多,封層表面就會形成一層自由的碎石層,如果在施工前沒有打掃干凈的話,就相當于在瀝青層與下封層之間加入了一層鋼珠,使得路面在碾壓時受到水平推力作用下發生滾動導致推移。
(3)混合料離析的影響
混合料的離析可以發生在裝料、運輸甚至攤鋪任意一個環節當中。例如瀝青混合料在裝車運輸過程中,如果裝料方法不規范很容易產生離析;在攤鋪過程中如果攤鋪機的螺旋攪拌器較短或者攪拌不到位,也會造成邊緣部分的混合料離析。而離析的直接后果就是導致混合料粗細程度不均勻,無法形成骨架,從而導致推移現象的發生。
綜合之前的分析,瀝青路面發生碾壓推移很大一部分程度上是原材料質量的不穩定造成的,所以針對原材料的質量控制就很有必要。生產瀝青混合料的原材料包括各種粗、細集料、瀝青、礦粉以及其他填充物。在針對集料的質量控制上,對每批進場的集料要進行嚴格的質量檢驗,重點檢查粗集料的壓碎值、針片狀含量以及細集料的含泥量指標,在生產過程當中也要注意對集料變異性的掌握。現有大型瀝青生產廠家,所采用原油來源多樣,這就造成瀝青產品不同批次間存在著質量波動,所以對每一批進廠瀝青要進行原材料檢驗,做好材料的過程檢測,嚴格把好質量關。
在目標配合比的基礎上,通過反復試驗論證確定一個符合實際的生產配合比?,F階段我國普遍采用馬歇爾試驗方法確定相關參數,要通過試驗確定合適的油石比以及瀝青用量,確保流值在一個合理的范圍內。在試驗過程中,要嚴格確保試驗條件的正確性,已確保試驗結果的正確性。
(1)防止混合料離析
瀝青混合料在裝車運輸時,運料車應來回移動,分前、后、中三次或五次等裝料,減少級配離析。合理安排施工計劃,確保施工的無縫連接,避免瀝青混合料發生溫度離析和集料離析。通過試驗路段的鋪設來確定合理的攤鋪工藝,保證合理碾壓,盡量避免人工攤鋪以減少混合料的離析。
(2)加強透層和封層的施工質量控制
透層在施工以前一定要對基層進行徹底的清掃,確保透層油的灑布量的充足以及灑布的均勻性,保證透層油的滲透效果。針對同步碎石封層的施工,要嚴格控制瀝青和碎石的灑布量,采用膠輪壓路機對其進行充分碾壓,保證瀝青與碎石之間的粘結緊密性,與透層施工時相同,瀝青路面要進行施工時必須封層表面進行徹底清掃。
實際施工情況中,瀝青混凝土路面發生碾壓推移的原因可能更加復雜。有可能是單一因素影響,也有可能是多種因素共同作用。所以在瀝青混凝土路面施工期間如果發生碾壓推移,一定要積極排除影響因素,避免因推移出現其他更多病害,以保證路面的長期有效使用。
[1]沈金安.瀝青及瀝青混合料路用性能[M].北京:人民交通出版社,2011:107-108.
[2]田建文,曹曉鳳,錢鏷,等.瀝青混凝土路面推移病害綜合治理措施研究[J].公路,2006:193-198.
[3]王雙喜.瀝青混凝土路面病害分析及應對措施[J].黑龍江交通科技,2011:29-35.
[4]王艷麗.瀝青混合料級配優化研究[D].長安大學,2008.
[5]張佳鵬,何憲宏.瀝青混凝土路面施工碾壓推移問題剖析[J].黑龍江交通科技,2010:15-16.