路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題和質(zhì)量控制

摘要:文章以在公路建設(shè)中使用瀝青為例，談?wù)勎覈诼访嬖O(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中存在的問題。通過多年工作經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合大量文獻(xiàn)資料，提出了高速公路瀝青路面施工質(zhì)量控制要從瀝青混合料、后場(chǎng)質(zhì)量控制。

關(guān)鍵詞:路面設(shè)計(jì);結(jié)構(gòu);瀝青;質(zhì)量;控制

1 我國在公路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的弊端

瀝青路面早期病害成心腹大患質(zhì)量是工程建設(shè)的永恒主題。交通作為向社會(huì)提供公共產(chǎn)品和公共服務(wù)的部門，在新的歷史時(shí)期，我們應(yīng)向社會(huì)、向人民、向國家交一份什么樣的產(chǎn)品呢?是經(jīng)久耐用、外表美觀、使用方便的優(yōu)秀成果，還是金玉其外、敗絮其中的劣質(zhì)產(chǎn)品?這是關(guān)系交通行業(yè)形象，關(guān)系到交通行業(yè)是不是一個(gè)負(fù)責(zé)任行業(yè)的大問題。如果幾年后我國建成的幾萬公里高速公路沒到大修年限就大面積翻修，我們今天所為之奮斗的事業(yè)就可能被否定。

2 公路損壞的類型及原因

交通部公路科學(xué)研究所承擔(dān)的交通部西部大開發(fā)研究項(xiàng)目“高速公路早期病害預(yù)防措施的研究”課題對(duì)高速公路瀝青路面的早期病害發(fā)生的原因、如何預(yù)防進(jìn)行了認(rèn)真的研究。通過研究認(rèn)為，高速公路瀝青路面的早期損壞有兩種不同的類型。

在瀝青路面建成不久，在當(dāng)年或者2-3年瀝青路面就發(fā)生程度不同的車轍、坑槽、網(wǎng)裂等早期損壞，許多屬于水損害或伴隨著疲勞產(chǎn)生的損壞。這些損壞最直接的原因是施工質(zhì)量不到位及離析造成。這些工程大部分經(jīng)過維修養(yǎng)護(hù)或者局部銑刨重修能在短時(shí)間內(nèi)逐漸趨于相對(duì)的穩(wěn)定。這種類型的早期損壞經(jīng)常與管理上搶工、使用的材料不好、有嚴(yán)重的離析、壓實(shí)不到位、排水設(shè)計(jì)不合理有關(guān)，而且往往有嚴(yán)重的超限超載車輛通過，有些與路基變形也有關(guān)系。這些工程施工結(jié)束時(shí)的彎沉往往并不大，甚至小到個(gè)位數(shù)，幾乎接近于零，但基層開裂比較嚴(yán)重，或者路面離析嚴(yán)重，從路表裂縫和孔隙中進(jìn)去的水不能很快從基層排走?；鶎优c瀝青面層的層面成為不連續(xù)的狀態(tài)，有些路面的瀝青層由于施工污染嚴(yán)重也不連續(xù)，使瀝青層處于不利的受力狀態(tài)，在重載交通的作用下，出現(xiàn)大的拉應(yīng)變發(fā)生裂縫，產(chǎn)生唧漿、坑槽，這些水損壞如果得不到有效的維修和控制，將很快發(fā)展成為大面積的損壞;另外有些路段，尤其是大的上坡路段，在高溫狀態(tài)下，很低的勁度模量不能抵抗重載交通很大的剪切變形而出現(xiàn)車轍。

早期損壞。指普遍達(dá)不到路面設(shè)計(jì)要求的設(shè)計(jì)年限，更不能與國際上更長的設(shè)計(jì)年限20年乃至30-40年相比，充其量7-8年，或者10年左右就必須進(jìn)行大修。這種大修經(jīng)常是“開膛破肚”式的，不僅僅對(duì)瀝青面層維修，還必須同時(shí)維修基層甚至底基層。這種大修不僅成本很高，而且對(duì)工程所在地的社會(huì)影響很大。這種使用壽命短、耐久性不足的情況使我們十分憂慮。

瀝青路面早期損壞的技術(shù)原因各種早期損壞發(fā)生的原因是復(fù)雜的，短期的損壞大都受施工影響更大一些，較長時(shí)間的損壞則具有某種共性，這種影響相對(duì)來說要更大些。我們決不能對(duì)我國瀝青路面的耐久性差、使用壽命短的問題熟視無睹。

3 瀝青混合料優(yōu)劣是質(zhì)量保障的關(guān)鍵

3.1 瀝青材料

在全面了解各種瀝青料源、質(zhì)量及價(jià)格的基礎(chǔ)上，無論是進(jìn)口瀝青還是國產(chǎn)瀝青，均應(yīng)從質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)兩方面綜合考慮選用。對(duì)進(jìn)場(chǎng)瀝青，每批到貨均應(yīng)檢驗(yàn)生產(chǎn)廠家所附的試驗(yàn)報(bào)告，檢查裝運(yùn)數(shù)量、裝運(yùn)日期、定貨數(shù)量、試驗(yàn)結(jié)果等。對(duì)每批瀝青進(jìn)行抽樣檢測(cè)，試驗(yàn)中如有一項(xiàng)達(dá)不到規(guī)定要求時(shí)，應(yīng)加倍抽樣做試驗(yàn)，如仍不合格，則退貨并索賠。瀝青材料的試驗(yàn)項(xiàng)目有:針入度、延度、軟化點(diǎn)、薄膜加熱、蠟含量、密度等。有時(shí)根據(jù)合同要求，可增加其它非常規(guī)測(cè)試項(xiàng)目。

瀝青材料的存放應(yīng)符合下列要求:

瀝青運(yùn)至瀝青廠或?yàn)r青加熱站后，應(yīng)按規(guī)定分?jǐn)傔M(jìn)行檢驗(yàn)其主要性質(zhì)指標(biāo)是否符合要求，不同種類和標(biāo)號(hào)的瀝青材料應(yīng)分別貯存，并應(yīng)加以標(biāo)記。

臨時(shí)性的貯油池必須搭蓋棚頂，并應(yīng)疏通周圍排水渠道，防止雨水或地表水進(jìn)入池內(nèi)。

3.2 礦料

礦料的準(zhǔn)備應(yīng)符合下列要求:

不同規(guī)格的礦料應(yīng)分別堆放，不得混雜，在有條件時(shí)宜加蓋防雨頂棚;合種規(guī)格的礦料到達(dá)工地后，對(duì)其強(qiáng)度、形狀、尺寸、級(jí)配、清潔度、潮濕度進(jìn)行檢查。如尺寸不符合規(guī)定要求時(shí)，應(yīng)重新過篩，若有污染時(shí)，應(yīng)用水沖選干凈，待干燥后方可使用。

選擇集料料場(chǎng)是十分重要的，對(duì)粗集料料場(chǎng)，重要是檢查石料的365JT技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)能否滿足要求，如石料等級(jí)、飽水抗壓強(qiáng)度、磨耗率、壓碎值、磨光值及石料與瀝青的粘結(jié)力，以確定石料料場(chǎng)。實(shí)際中，有些石料雖然達(dá)到了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，但不具備開采條件，在確定料廠時(shí)也應(yīng)慎重考慮。

3.3 瀝青混凝土后場(chǎng)質(zhì)量控制

瀝青混凝土后場(chǎng)是指瀝青混合料生產(chǎn)場(chǎng)地，也即拌和樓場(chǎng)地。后場(chǎng)生產(chǎn)控制主要是確保生產(chǎn)成品——瀝青混凝土保證施工要求，滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的有關(guān)指標(biāo)。后場(chǎng)施工應(yīng)注意:

選拌制設(shè)備，從拌制設(shè)備上保證后場(chǎng)施工質(zhì)量。以拌和機(jī)為中心的瀝青拌合廠，瀝青混凝土拌和機(jī)的性能和生產(chǎn)能力是一個(gè)主要方面，保證拌和樓的生產(chǎn)能力與工程規(guī)模相互匹配，拌和樓必須具備全過程自動(dòng)控制，能夠分析數(shù)據(jù)、核定生產(chǎn)量，能夠進(jìn)行拌和質(zhì)量分析，最好具備匹配的二級(jí)除塵裝置。選好了拌和機(jī)，再優(yōu)選瀝青加熱設(shè)備、礦粉的外加劑添加設(shè)備及裝載機(jī)等附屬設(shè)備，從它們的性能和供需能力上確保與拌和機(jī)配套，以滿足拌和機(jī)生產(chǎn)要求為準(zhǔn)。

拌制工藝上著手保證成品質(zhì)量，在生產(chǎn)中，做好生產(chǎn)配合比的設(shè)計(jì)，保證目標(biāo)配合比在拌和中得以實(shí)現(xiàn)是關(guān)鍵。要保證冷熱料供料平衡，拌和樓不待料、溢料少，就要處理好冷料轉(zhuǎn)速與流量關(guān)系、篩網(wǎng)孔徑選擇、熱料倉供料比例的確定等方面。先從熱料倉供料抓起，采取措施保證各倉均衡儲(chǔ)料;保證原料穩(wěn)定的組成和供料比例。接著抓溫度及拌和時(shí)間的控制，保證瀝青、集料及混合料拌和、儲(chǔ)存、出場(chǎng)溫度，嚴(yán)格控制每一盤的干、濕拌和總時(shí)間。

重視設(shè)備的選型與組合。從瀝青混合料的特性出發(fā)，恰當(dāng)選擇壓路機(jī)的大小、最佳頻率與振幅是關(guān)鍵性前提條件。選擇碾壓機(jī)型的基本原則應(yīng)是:在保證瀝青混凝土碾壓質(zhì)量的前提下，選擇最少的壓路機(jī)，提高工作效率。

嚴(yán)格壓實(shí)作業(yè)的程序及操作要求。壓實(shí)分為初壓、復(fù)壓和終壓三道工序，初壓的目的是整平和穩(wěn)定混合料，這是壓實(shí)的基礎(chǔ)，因此要注意壓實(shí)的平整性。復(fù)壓的目的是使混合料密實(shí)、穩(wěn)定、成型，混合料的密實(shí)程度將取決于該道工序。終壓的目的是消除輪跡，最后形成平整的壓實(shí)面。所有這些都必須嚴(yán)格作業(yè)程序和操作要求。

提高壓實(shí)質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)。①必須嚴(yán)格控制壓實(shí)溫度，使初壓為110℃～130℃，復(fù)壓為90℃～110℃，終壓為70℃～90℃;②選擇合理的壓實(shí)工藝、壓實(shí)速度與壓實(shí)遍數(shù)。合理的壓實(shí)工藝、壓實(shí)速度與壓實(shí)遍數(shù)，對(duì)減少碾壓時(shí)間、提高作業(yè)效率十分重要。選擇碾壓速度的基本原則應(yīng)是:在保證瀝青混合料碾壓質(zhì)量的前提下，最大限度地提高碾壓速度，從而減少碾壓遍數(shù)，提高工作效率;③選擇合理的振頻和振幅。振頻主要影響瀝青面層的表面壓實(shí)質(zhì)量。振動(dòng)壓路機(jī)的振頻比瀝青混合料的固有頻率高一些，則可獲得較好的壓實(shí)效果，施工中選取的振頻為43Hz;④隨時(shí)監(jiān)測(cè)碾壓質(zhì)量。由于瀝青路面施工只有兩層，因此，應(yīng)十分重視下面層的碾壓質(zhì)量，碾壓后，隨時(shí)用6m直尺進(jìn)行檢測(cè)，不平整的地方當(dāng)即用振動(dòng)壓路機(jī)修正，確保下面層的平整度均方差小于1.2mm，為上面層的施工打下良好基礎(chǔ)。

4 結(jié)束語

綜上所述，只有對(duì)路面設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中存在的問題進(jìn)行分析，對(duì)其問題更好的了解，提高路面的施工質(zhì)量，加強(qiáng)對(duì)路面的養(yǎng)護(hù)管理。要延長瀝青路面的使用壽命，必須加強(qiáng)路面的養(yǎng)護(hù)管理。雨后要及時(shí)補(bǔ)洞，補(bǔ)洞要規(guī)范、整齊，嚴(yán)格按照《瀝青公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》要求及操作規(guī)程進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。加強(qiáng)反超限運(yùn)輸管理，加強(qiáng)反超限運(yùn)輸管理執(zhí)法力度。在重要路口設(shè)點(diǎn)檢查，強(qiáng)行卸載，減少超限超載運(yùn)輸車輛對(duì)公路造成的損壞，延長公路使用年限。