文 / 李謙(中交第二公路勘察設計院有限公司)
王祺順(湖南省交通科學研究院有限公司)
隨著我國高速公路的快速發展,對路面性能的要求也不斷提高。路面質量是人們行車安全的基本保障,具有噪音小、延伸性好、耐磨性好等優點的瀝青路面在公路建設中得到廣泛應用。由于瀝青路面在鋪筑過程中容易出現路面不平整、路面裂縫、路面密實度差等質量問題,特別是早期裂縫的出現,將進一步導致其他病害的產生,造成雨天積水、爆胎等隱患,威脅人們生命及財產安全。因此對瀝青路面在鋪筑過程中存在的質量問題進行總結和分析,有利于更好的深入了解瀝青路面病害的發展成因和作用機理,從而提出更優的解決措施,提高瀝青路面的使用壽命,增加路面的使用安全性。
目前,已有諸多學者對公路瀝青路面進行了深入研究,黃耀文[1]以工程實例為背景提出了從鋪筑前期準備和施工技術進行改進,以保證瀝青路面質量;郭志輝[2]通過分析公路瀝青路面在鋪筑過程中常出現的質量問題,提出了相應的施工質量控制措施,以保證瀝青鋪筑質量;宋小玉[3]從影響施工質量的因素出發,探討了公路瀝青路面施工過程應采取的控制措施。基于前述研究成果,本文將總結和分析公路瀝青路面鋪筑過程中存在的質量問題和原因,并提出不同方面的處理措施,以保證瀝青路面的施工質量,延長其運營壽命,保障行車安全及人們的生命安全,并對瀝青路面安全施工的注意事項進行闡述。
在我國公路建設中,瀝青路面的平整舒適性是驗收規范中最基本的要求。然而,瀝青路面在鋪筑過程中,常出現平整度不均勻現象,高速公路上過大的不均勻可能導致積水影響行車安全。造成這種現象的主要原因是基層平整度不好、熨平板下方混合料不足、攤鋪速度突然發生變化,其中路面基層的影響最大,其強度和平整度將直接影響瀝青路面的質量,若基層具有凹凸不平或者不均勻沉降現象,將導致路面平整度降低,呈波浪形。

在瀝青路面施工過程中,有兩種方式會引起滑痕。(1)如果瀝青在混合料配合比占比過大或過小,會引起瀝青混合料粘結力降低,影響穩定度,當攤鋪機進行施工作業時會帶動粗骨料拖動,從而形成滑痕。(2)路面若未被及時清理干凈,表面存在松散、坑槽及凹凸不平的現象時,從而產生不均勻沉降,使瀝青路面產生早期破裂,被雨水或者油污等雜物污染后,瀝青混合料之間粘結力降低,局部混合料被攤鋪機的熨平板拖動,形成滑痕,嚴重的甚至威脅到行車的穩定性。
在公路路面施工和運營階段期間,經常會產生一些路面裂縫現象,不僅會影響行車舒適性,也不利于行車安全。通過大量的調查研究分析,公路路面瀝青攤鋪施工中,造成路面出現裂縫的原因主要有:混合料的原因、基層的原因、壓路機的問題、路面接縫不良等。在公路瀝青路面投入使用階段,由于混合料間粘結力的存在,在碾壓過程中局部粘結不好的部分會產生裂紋;瀝青路面在碾壓過程中,基層會產生回彈作用使得路面面層混合料往復推移,使其粘結力降低,進而造成裂紋;壓路機在碾壓瀝青混合料時,若噴水量過大,路面也會產生裂紋,過多的裂縫突起易導致車輛行駛過程中爆胎影響人身安全。
瀝青路面鋪筑過程中,造成路面密實度不好的原因有很多,主要分為以下三個方面:(1)瀝青混合料鋪筑時溫度較低,骨料之間粘結力下降且一直存在空隙,流動性變差,造成路面形成不好的密實度。
(2)壓路機問題,當其噸位較小或輾壓次數不足時,均會造成路面密實度不夠。
(3)基層的回彈作用,瀝青路面在碾壓過程中,基層會產生回彈作用使得路面面層混合料之間的間隙一直存在并且無法消除,從而使得瀝青路面密實度降低,情況嚴重會產生路面早期裂紋。
(1)對瀝青混合料溫度進行控制。①普通瀝青混和料出廠溫度控制在160℃~170℃,改性瀝青混合料出廠溫度控制在175℃~185℃,若出廠溫度>195℃應廢棄。②普通瀝青混合料攤鋪溫度應>155℃,改性瀝青混合料攤鋪溫度應>165℃。③普通瀝青混合料開始碾壓度>150℃,碾壓終了溫度>80℃。改性瀝青混合料開始碾壓溫度>160℃,碾壓終了溫度>90℃[4]。施工、監理單位需安排專人對瀝青混合料溫度進行檢測,嚴格把控,才能保證瀝青混合料的質量。
(2)對瀝青混合料配合比進行控制,現行瀝青混合料配合比設計方法主要采用馬歇爾試驗法,先根據需要進行目標配合比設計,再進行生產配合比設計,最后進行生產配合比驗證。
瀝青路面施工過程中,主要用到的機械設備是攤鋪機,而攤鋪機攤鋪速度的突變是造成瀝青鋪筑問題的主要原因之一。在瀝青路面施工過程中,首先應做好前期準備工作:對攤鋪機進行全面檢查特別是發動機和調速器,當自動找平系統有偏差時,必須找生產廠家或專業維修單位重新進行技術參數標定;其次,攤鋪機初始工作時,需提前預熱約30min以上,等到攤鋪機溫度達到100℃以上再進行鋪筑施工;最后,機械操作人員須嚴格把控攤鋪機的攤鋪速度,根據實踐經驗,攤鋪機的行駛速度控制在0~10m/min為宜,在現場施工中可結合實際公路路面情況調整攤鋪機的攤鋪速度,以保證瀝青路面的攤鋪質量[5]。
對碾壓機的碾壓速度在不同階段也須控制,瀝青路面碾壓施工主要分為三個階段:初壓、復壓和終壓,不同階段施工對碾壓機的行駛控制速度也不相同:初壓階段碾壓速度需控制在4km/h左右,且勻速運行;復壓速度應控制在40km/h以下,勻速行駛;終壓階段需根據實際情況確定碾壓速度。
(1)對鋪筑技術進行控制。在瀝青路面鋪筑過程中,維持環境清潔是確保質量的前提,還要注意保證瀝青混合料密實度,防止特殊情況發生。當進行高速公路瀝青路面攤鋪作業時,至少使用兩臺及其以上攤鋪機以間距約20cm的寬度,實施同時聯合攤鋪,且對攤鋪路面局部不平整地方或攤鋪機無法攤鋪的地方及時安排人工進行攤鋪。此外,鋪筑過程中若使用扭繞式鋼絲,需保證其直徑在5mm左右,基層邊緣處設置間距為5m的鋼絲支架,且拉力>900N。
(2)對碾壓工藝進行控制。碾壓工作是公路瀝青路面鋪筑施工的關鍵,其效果和質量是后期運營階段的保障。鋪筑工作完成后,先初壓兩遍,且嚴格把控碾壓作業的時間和速度,并借助紅黃綠碾壓方式來進行分區段碾壓,提高碾壓質量;然后,在確定初步碾壓質量達標后,復壓5遍左右;終壓需采用雙輪壓路機進行密實,方能保障不會發生質量問題。
(3)對路面接縫進行控制。在瀝青路面縱向接縫施工過程中,新舊攤鋪車道兩側標高不一時,高速公路可采用兩臺攤鋪機同時行駛,實行全寬熱接縫,一般公路采用一臺攤鋪機進行攤鋪時,熨平板與冷面層的重疊寬度應為3~5cm,且在接縫處攤鋪機要有足夠的瀝青混合料才可保證接縫緊密。要想鋪筑好一條橫縫,需提前預留攤鋪標高,當控制不好高度時可采用相應的墊塊,熨平板須適當拉緊并放置在墊塊上,使熨平板處于正確的標高位置,以避免在接縫處造成跳車或沉降現象[6]。
在瀝青路面施工過程中應成立現場安全生產管理小組,并制定對應的安全生產管理制度。主要控制施工危險源有如下幾個方面:
(1)瀝青拌合站具有高空墜物、燙傷、機械傷害、爆炸、中毒事故、觸電、物體撞擊、火災等危險因素。
(2)瀝青料運輸具有交通事故,機械傷害,運輸車輛的超速、超載等危險因素。
(3)施工現場具有交通事故、攤鋪作業、卸料、中毒、機械傷害、碾壓、燙傷等危險因素。
堅決貫徹“安全第一、預防為主、綜合治理”的原則,以杜絕重傷以上人身傷害事故,無重大、特大安全事故為目標,嚴格安裝安全技術操作規程組織施工。
本文根據公路瀝青路面發展應用前景及現有施工實例的經驗總結,對公路瀝青路面鋪筑施工過程中存在的問題進行了綜述分析,并研究了瀝青路面施工過程中主要問題的具體控制措施,以保障行車穩定性及人們的生命財產安全;,對瀝青路面安全施工注意事項進行了總結,具體研究結果總結如下。
(1)瀝青混合料的溫度及配合比應嚴格控制,在不同時期瀝青混合料的溫度需要專人進行檢測控制,在拌合過程中的配合比須進行全方位的控制,以保證瀝青路面的鋪筑質量。
(2)做好機械設備的日常養護和檢查,強調科學使用和維護,并且加強機械操作人員的專業技術培訓,具備一定的施工常識。
(3)嚴格把控好瀝青路面攤鋪施工的各個環節,施工指揮人員要認真學習施工規范,對瀝青路面的攤鋪施工、碾壓、接縫、壓實進行嚴格控制,保證施工質量及施工安全。