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在公路工程施工中,瀝青路面施工流程復雜,材料質量、施工操作、溫度控制等要素,均會影響施工質量。在長期承載大型車輛,降雨、降雪等惡劣天氣等多種影響下,瀝青路面極易出現質量通病,加大行車安全事故發生率。就此,關于瀝青路面質量通病及防治措施的研究具有鮮明現實意義。
就目前的公路工程施工工藝而言,瀝青路面常見的質量通病有以下四種:
(1)坑槽??硬蹠篂r青路面出現凹陷,降低行車平穩性。瀝青路面坑槽問題來自于鋪筑施工環節,因操作不當或材料質量差,可能導致瀝青路面空隙率不符合要求,在投入使用后,受雨水沖刷和車輛荷載影響,瀝青路面的粘結力下降,出現坑槽[1]。
(2)裂縫。裂縫是瀝青路面最常見的質量通病,產生原因較多:其一,公路結構強度不足,路基、路面等部位彎沉值較大,在車輛荷載作用下,出現裂縫,并逐漸發展為車轍及沉陷,加大行車風險;其二,瀝青材料老化,隨著瀝青路面使用時間的增長,瀝青材料老化,降低其抗變形能力,引發龜裂問題;其三,反射裂縫,因公路結構設計不合理、超載、材料配比不當等問題,降低路面承載力,出現裂縫;其四,溫度裂縫,在結構內外溫差大的作用下,瀝青面層收縮拉應力逐漸升高,當其超過抗拉強度后,就會導致裂縫,嚴重時會貫穿整個路面;其五,路面設計時防水不到位,冬季路面內的積水凍脹,拱起路面,引發裂縫。
(3)擁包。導致瀝青路面出現擁包的因素如下:瀝青面層中瀝青料的占比過大,降低結構的黏度及軟化點;礦料級配不合理,細料占比過大,降低路面結構的抗剪強度,在車輛荷載作用下,極易出現擁包。
(4)麻面與松散。該質量通病出現的原因在于材料質量不合格,瀝青稠度過低,施工時溫度偏低、用量較少,導致瀝青和礦料黏附力較差,導致瀝青路面出現麻面或松散問題;礦料的級配不合理,也會降低黏附力,引發質量通病。
基于坑槽的成因及形成過程,施工單位可從以下兩方面預防坑槽:①加強材料管理,在瀝青路面施工前,做好材料的抽樣檢查工作,確保各項材料參數符合施工要求;②加強施工控制,在施工過程中,安排專人檢測瀝青料的溫度及厚度,確保瀝青料層間密切接觸,提升瀝青路面的黏結力。
對于已經出現坑槽的瀝青路面,通常選擇熱補法治理,施工人員根據坑槽大小,劃定治理范圍,通過加熱板加熱該區域,翻松后噴灑乳化瀝青,并向該區域倒入與施工時同樣配比的瀝青混合料,按照鋪筑、壓實流程施工,完成坑槽治理[2]。
基于裂縫的成因及形成過程,施工單位可從以下三方面預防裂縫:①優化設計,在瀝青路面工程施工前,施工單位應結合勘察資料,綜合考慮瀝青路面的未來車輛荷載狀況、當地氣候條件等要素,合理設置攤鋪厚度、瀝青面層厚度、材料配比與材料級配,增強路面結構強度,延長瀝青路面的使用壽命;②合理選材,對于路面基層,優先選擇干縮系數小、抗拉強度高、具備抗沖刷性能的半剛性材料,對于面層,優先選擇抗裂性能強的改性瀝青材料,增強路面抗裂能力;③規范施工,在基層和表層中添加應力層,分散荷載與結構張力,并嚴格按照三層攤鋪流程進行基層施工,監測路面壓實度及沉降值等數值,及時調整施工參數,優化公路結構,提高防水性能,規避裂縫。
對于已經出現裂縫的瀝青路面,可選擇修補或填縫方式治理。修補是指鑿開裂縫,清理縫隙及周邊路面雜物、灰塵,清洗干燥后,在光滑斷面涂抹一層黏結材料,選擇與施工時同樣配比的瀝青混合料,進行攤鋪、壓實施工,完成治理。填縫是指選擇合適的材料填入縫隙內。如瀝青路面的平整度要求較低,通常選擇噴灑瀝青撒料方式填縫,將材料壓入縫隙內,進行微表處理,氣溫較低時選擇乳化瀝青稀漿進行封層;如瀝青路面的平整度要求較高,通常選擇低稠度瀝青或陽離子乳化瀝青填縫,沿裂縫涂刷,完成治理。
為規避擁包問題,施工單位應做好瀝青路面的配比設計,在施工前進行試驗,評估不同配比下試件的抗剪強度等參數,選出最佳瀝青料與礦料配比,以及礦料中粗集料與細集料的級配,并加強對車輛超載現象的管控,延長瀝青路面使用壽命。
大小不同的擁包,治理方式不同。對于小型擁包,可直接人工挖除或使用機械刨削掉,再平整路面即可;對于嚴重擁包,采用同樣方法去除擁包結構后,清潔路面,制備同樣配比的熱瀝青混合料,進行面層的重新施工,完成治理。
在麻面與松散預防中,重點在于施工材料的合理選擇。以某公路工程為例,施工單位在施工前進行配比試驗,選擇多種級配的礦料與稠度的瀝青料,分別進行正交試驗,選出瀝青路面荷載、強度最高時的配比,提高材料間的黏附力。
對于已經出現麻面與松散的瀝青路面,通常采用重做噴油封層的方式治理,施工單位選擇天氣良好(溫度超過10℃)的時間段施工。清理路面,按照0.8kg/m2的規格向麻面與松散區域噴布瀝青;再鋪灑一層石屑或粗砂,石屑粒徑應為3~5mm,粗砂規格為5~8m/1000m2;壓實后完成治理。
綜上所述,在瀝青路面使用中,可能出現坑槽、擁包、裂縫、麻面與松散四種質量通病。為預防質量通病的出現,施工單位應合理選擇施工材料,比選出最佳瀝青料配比,加強材料質量與施工操作管控。為治理質量通病,施工單位應結合公路工程建設要求,切除存在質量通病的區域,進行修補與重做,保障行車安全。