淺談瀝青路面早期損壞及防治.doc

此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除淺談瀝青路面早期損壞及防治 關(guān)鍵詞：道路工程；瀝青路面；早期損壞；原因；防治 0 前 言熱拌瀝青混合料（以下簡稱瀝青混合料）作為性能優(yōu)良的道路建筑材料，已被廣泛用于城市道路和高等級公路建設(shè)，但由于瀝青路面長期直接承受行車荷載和自然因素作用，如何保證路面質(zhì)量，提高路面的使用耐久性，減少路面早期損壞等問題一直是廣大公路建設(shè)者不斷探討的課題。瀝青路面產(chǎn)生病害的原因比較復(fù)雜，各地因為環(huán)境、地理及氣候條件不同，出現(xiàn)病害的方式或程度也各不相同，江西屬于夏炎熱冬溫潮濕類（即141區(qū)）氣候，氣候條件異常惡劣，有些公路通車不久就出現(xiàn)了早期損壞現(xiàn)象，比較常見的病害如泛油、車轍、松散及坑槽等，筆者試從以下幾個方面對瀝青路面產(chǎn)生早期病害的原因進行分析。1 瀝青路面早期損壞原因1.1原材料的影響1.1.1 礦料 礦質(zhì)原材料對路面質(zhì)量和使用壽命具有決定性作用。石料的強度、酸堿性、巖石結(jié)理情況是在礦料選材時應(yīng)考慮的主要因素，礦料加工的級配、顆粒形狀、表面紋理或粗糙度是保證合成礦料間相互嵌擠形成較好內(nèi)摩擦力的主要物理指標(biāo)。其中礦質(zhì)材料分檔、材料級配和合成比例直接決定了合成礦質(zhì)混合料級配好壞，對提高設(shè)計瀝青混合料高溫抗變形能力的影響尤為明顯。目前，市場上供應(yīng)水泥砼用或建筑用集料多采用傳統(tǒng)小型鍔式破碎機生產(chǎn)，加工的碎石針片狀含量大，級配和材料均勻性差，采用這樣的礦料很難生產(chǎn)出質(zhì)量穩(wěn)定的瀝青混合料。因此，設(shè)計好的瀝青混合料首先應(yīng)認真抓好礦質(zhì)原材料的選材，嚴格控制礦質(zhì)原材料備料質(zhì)量。1.1.2 瀝青 瀝青的稠度、感溫性和含蠟量等指標(biāo)直接影響瀝青與礦料的粘結(jié)力，并由此影響瀝青路面的強度和瀝青混合料路用性能。各地根據(jù)氣候分區(qū)選擇與本地氣候、交通條件相適應(yīng)的瀝青種類及標(biāo)號，并使用優(yōu)質(zhì)的瀝青，對預(yù)防瀝青路面早期出現(xiàn)車轍，有效防止路面開裂，保證路面有較好的抗疲勞破壞能力具有重要的意義。高速公路因重載、超載車輛和渠化行車作用，一般宜選用稠度大、感溫性小、軟化點高、含蠟量低的重交石油瀝青，以增大瀝青混合料中瀝青的粘聚力，這對預(yù)防和提高瀝青混合料抗變形能力很有效。1.1.3 摻加料 瀝青混合料的摻加料通常多指填料，使用比較多的如礦粉、消石灰、水泥等，此外還有用于瀝青改性目的熔融或分散在瀝青中的摻加料。當(dāng)瀝青用量一定時，填料的比面積及摻量決定了瀝青膜的厚度，礦料之間滑動變形隨填料的增加而減小。對江西這種141區(qū)氣候而言，瀝青混合料配合比設(shè)計時，選用水穩(wěn)性好的填料，并保證填料足夠的摻量，以減小瀝青膜的厚度和自由瀝青含量是十分必要的。通常瀝青混合料采用的填料要求選用與瀝青粘附性較好的石灰石球磨生產(chǎn)，并控制拌和樓利用回收粉塵的用量不超過填料總量的50%，如條件許可，建議另外摻加2-4%的水泥或消石灰等量替代礦粉。1.2材料組成設(shè)計的影響1.2.1 礦質(zhì)混合料設(shè)計 礦料的合成比例決定了礦質(zhì)混合料合成級配，JTJ032-94公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范要求，礦質(zhì)混合料合成級配應(yīng)使包括0.075mm、2.36mm、4.75mm篩孔在內(nèi)的較多篩孔的通過率接近技術(shù)規(guī)范級配范圍的中值，但“規(guī)范”未區(qū)別各地氣候差異、道路交通條件和不同油面層位的功能要求進行合成礦料級配調(diào)整，設(shè)計時片面強調(diào)按密實級配原則設(shè)計礦質(zhì)混合料，這類瀝青混合料結(jié)構(gòu)強度受溫度影響較大，通常表現(xiàn)為低溫抗裂性和密水性較好，高溫抗變形能力差。此類教訓(xùn)是深刻的，國內(nèi)因為瀝青混合料礦料級配設(shè)計不合理，通車后不久發(fā)生早期損壞的實例恐怕不止以個位數(shù)來統(tǒng)計。江西地處熱區(qū)，通常瀝青混合料組成設(shè)計時應(yīng)綜合高溫穩(wěn)定性、密水性和表面層防滑、抗裂性要求。1.2.2 馬歇爾試驗技術(shù)標(biāo)準和最佳瀝青用量選定 瀝青混合料各項路用性能與瀝青混合料最佳瀝青用量的選定息息相關(guān)，而馬歇爾試驗技術(shù)標(biāo)準的選定范圍直接決定了瀝青用量選定。實踐證明，設(shè)計瀝青混合料馬歇爾試驗的穩(wěn)定度、流值比較容易能滿足規(guī)范要求，因此決定瀝青混合料最佳瀝青用量選定的主要控制性指標(biāo)是目標(biāo)空隙率、瀝青飽和度范圍、殘留穩(wěn)定度和動穩(wěn)定度標(biāo)準等。各地進行瀝青混合料設(shè)計時首先應(yīng)結(jié)合本地實際情況在規(guī)范規(guī)定范圍內(nèi)選定合適的馬歇爾技術(shù)標(biāo)準，以保證據(jù)此確定的最佳瀝青用量能夠滿足不同層位油面的使用功能要求。1.3施工控制的影響1.3.1 施工配合比的控制 瀝青混合料材料組成設(shè)計分為目標(biāo)配合比設(shè)計、生產(chǎn)配合比設(shè)計、生產(chǎn)配合比驗證三個階段，為了保證設(shè)計瀝青混合料各層的結(jié)構(gòu)功能，優(yōu)化礦質(zhì)混合料組成設(shè)計時對目標(biāo)配合提出了較明確的要求，并通過目標(biāo)配合比設(shè)計確定了各冷料倉材料比例和瀝青用量。生產(chǎn)配合比設(shè)計階段，為盡量提高拌和樓的產(chǎn)量，減少拌和過程中的待料、溢料現(xiàn)象，應(yīng)使生產(chǎn)配合比各熱料倉礦料合成級配與目標(biāo)配合比合成礦料級配盡量吻合，以此保證拌和樓冷料倉同熱料倉平衡供料，并真正使目標(biāo)配合比優(yōu)化設(shè)計的意圖得到落實。實際施工中，許多承包人出于減少施工成本或提高拌和樓產(chǎn)量等原因考慮，施工時任意調(diào)整冷料倉供料速度或熱料倉比例、調(diào)整拌和樓瀝青用量的情況時常發(fā)生，使得優(yōu)化配合比設(shè)計改善瀝青混合料路用性能成了一句空話。1.3.2 拌和溫度和拌和時間控制 拌和樓生產(chǎn)時，瀝青和骨料的加熱溫度與拌和時間控制將直接影響瀝青混合料的均勻性和質(zhì)量。當(dāng)瀝青或骨料加熱溫度過高，會使瀝青產(chǎn)生老化，常見瀝青混合料出現(xiàn)枯料、沒有色澤，瀝青或骨料加熱溫度過低或拌和時間不夠時，常易出現(xiàn)花白料，瀝青混合料均勻性差或出料溫度偏低，影響攤鋪和壓實質(zhì)量。因此，實際施工中按規(guī)范推薦溫度范圍選定與施工時氣溫相適宜的加熱溫度，控制好瀝青混合料出料溫度和拌和時間十分必要。1.3.3 瀝青混合料攤鋪 瀝青混合料應(yīng)保持連續(xù)、勻速地攤鋪，為保證瀝青混合料的均勻性，一般中、下油面層宜采用兩攤鋪機成梯隊平行攤鋪，表面層宜選用一臺寬幅攤鋪機整幅攤鋪，以消除縱向接縫可能出現(xiàn)的不平整和結(jié)合部瀝青混合料出現(xiàn)離析而引起松散。1.3.4 碾壓過程 碾壓達到的密實程度，將直接影響瀝青路面使用耐久性和穩(wěn)定性。當(dāng)碾壓欠密實時，瀝青混合料礦料間未形成規(guī)定密實狀況時應(yīng)達到的嵌擠強度，在高溫和行車荷載作用時穩(wěn)定性較差，容易產(chǎn)生車轍。同時，由于壓實未達到規(guī)定的密實度，瀝青混合料內(nèi)部的空氣率增大，光照、熱空氣等長時間作用使瀝青混合料發(fā)生了老化，雨水滲入孔隙后，在行車荷載作用下空隙內(nèi)部動水作用增強，使瀝青路面的耐久性和水穩(wěn)性降低，瀝青路面因此出現(xiàn)松散、凹陷和破壞。影響瀝青混合料壓實效果的因素有很多，如包括碾壓設(shè)備和工藝的組合、初壓和終壓溫度的控制、壓實遍數(shù)、碾壓速度、振頻、振幅的控制等。1.4外界因素的影響 荷載和自然因素作用是引起瀝青路面發(fā)生病害最直接原因。路面在行車荷載作用下，產(chǎn)生壓縮、彎曲和剪切變形，當(dāng)荷載瞬時最大剪切力超過瀝青混合料臨界開裂疲勞強度時，路面就會開裂，重載和超載車輛長時間反復(fù)作用，逐漸發(fā)展成網(wǎng)狀裂縫，雨水滲入后，動水沖刷加速了破壞。同時，瀝青路面由于長期暴露在空氣中，受溫度、光照、降雨、冰凍等各種自然因素作用，致使瀝青混合料功能老化，其可塑和變形能力降低，加速了瀝青路面的損壞。2 瀝青路面早期損壞的防治瀝青路面早期損壞的防治應(yīng)本著“預(yù)防為主、標(biāo)本兼治”的原則進行，通過合理的設(shè)計、選材，加強施工過程中各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量管理，提高瀝青路面的使用品質(zhì)，避免或最大限度地減少病害發(fā)生。2.1原材料質(zhì)量控制切實抓好礦質(zhì)原材料選材、備料生產(chǎn)和質(zhì)量檢驗，從源頭上對原材料備料質(zhì)量加強管理。油面料碎石備料時，建議采用反擊式破碎機、振動篩設(shè)備，并統(tǒng)一破碎機和篩分設(shè)備的規(guī)格（型號）、篩孔尺寸，保證分檔碎石有較好的顆粒形狀和級配。2.2優(yōu)化設(shè)計對各油面層瀝青混合料進行優(yōu)化設(shè)計。礦質(zhì)混合料設(shè)計時應(yīng)采用骨架密實結(jié)構(gòu)，最佳瀝青用量應(yīng)根據(jù)不同層位油面層需要的功能謹慎選定。為提高瀝青路面的高溫穩(wěn)定性，江西地區(qū)施工采用的瀝青用量應(yīng)按最佳瀝青用量OAC降低0.1-0.3%選用，中、下油面層宜取低限。重載道路或高速公路瀝青路面建議對中、上面層使用瀝青進行SBS改性。2.3加強拌和樓的現(xiàn)場管理嚴格監(jiān)督拌和樓按監(jiān)理批準的生產(chǎn)配合比準確配料，控制好瀝青和骨料加熱溫度、瀝青混合料的拌和時間、出料溫度，保證拌和樓生產(chǎn)的瀝青混合料質(zhì)量。2.4選擇配套機械設(shè)備科學(xué)、合理地選擇瀝青混合料拌和、運輸、攤鋪、壓實及其配套設(shè)備的選型、組合方式和配置數(shù)量，并通過試驗段檢驗選用設(shè)備及組合方式的適用性。2.5加強瀝青路面施工質(zhì)量加強瀝青路面現(xiàn)場施工各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量管理，保證瀝青混合料攤鋪均勻、穩(wěn)定，碾壓密實。為減少瀝青混合料運輸、攤鋪過程出現(xiàn)的離析，中、下