許廣宇 張巧仙
(葉縣公路事業(yè)發(fā)展服務中心,河南 平頂山 467200)
截至2020年,我國公路總里程已達到500萬公里以上,其中高速公路突破15萬公路,位居世界首位。隨著我國公路建設事業(yè)的迅速發(fā)展,公路服務年限也得到了進一步的增家,但在實際當中,很多路面存在早期病害問題,比如車轍、裂縫、坑槽、沉陷等,其中車轍病害最為嚴重,若處理不當,將會嚴重影響行車舒適性和安全性。為此,必須尋求行之有效的路面車轍病害處治方法提升道路質(zhì)量性能和耐 久性。
瀝青路面是高等級公路最常見的路面形式,在我國高等級公路建設中使用率達90%以上。隨著公路通行時間的增加,在行車荷載和自然因素長期作用下,路面很容易產(chǎn)生早期病害,比如車轍。車轍是高溫條件下瀝青路面在行車荷載作用下產(chǎn)生的豎直方向上的積累永久變形。瀝青路面車轍一般分為壓密型車轍、失穩(wěn)型車轍、結構型車轍、磨耗型車轍等。實際上,路面車轍的出現(xiàn),一般不會只出現(xiàn)一種類型,而是同時存在多種車轍類型,在這個情況下,為了保證采取的治理措施科學、有效,必須對路面車轍病害產(chǎn)生原因有所了解,具體分為以下幾點:
1)空氣及光照。瀝青路面不管是施工,抑或是后期通車運營,都會直接暴露在空氣、陽光下?;跒r青路面自身屬于空隙結構,在氧氣、紫外線等自然因素作用下,長期下去將會加速瀝青膠結材料老化速度,進而降低瀝青膠結料的強度、穩(wěn)定性。
2)施工情況。施工質(zhì)量對瀝青路面影響較大,在瀝青路面施工階段,拌和是否均勻、運輸是否迅速、攤鋪是否平整、碾壓是否到位,都會影響路面的路用性能。因此,在瀝青路面施工的各個環(huán)節(jié)必須做好質(zhì)量控制、施工溫度控制,這樣才能最大限度降低車轍病害出現(xiàn)。
3)級配結構。對于混合料結構來講,瀝青混合料級配起決定性作用。只有骨架密實級配合理的情況下,才能將骨架嵌擠作用充分發(fā)揮出現(xiàn),才能增強層間材料的黏結效果。一旦混合料級配過大,那么很難形成良好的骨架孔隙結構,將會對混合料內(nèi)部黏結效果造成極大影響。反之,當混合料級配過小,那么同樣會影響混合料的內(nèi)部結構,無法形成相互嵌擠的懸浮密實結構,嚴重影響了結構骨架的嵌擠作用。
4)環(huán)境溫度。作為一種粘彈性材料,瀝青混合料的路用性能和周邊環(huán)境溫度之間息息相關。比如說,溫度較高的情況下,瀝青將逐漸軟化,在此條件下,行車荷載作用下,瀝青路面的細集料極易被帶出,進而產(chǎn)生車轍。
5)環(huán)境水分。我國地域遼闊,尤其是北方地區(qū),夏季雨熱同期,瀝青混合料內(nèi)部水分較多,在外部荷載作用下,極易形成動水壓力,將吸附于集料表面的瀝青膜破壞,尤其是在暴雨過后,將加快車轍的產(chǎn)生,影響瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性。
6)荷載強度。伴隨社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展,我國公路網(wǎng)絡愈加完善,交通量呈逐年快速增長的趨勢,在車輛荷載的長期作用下,瀝青路面設計方法和技術標準仍停留在先前的層次上,未能及時跟隨交通量變化而改變,在重載交通作用下,將會大大縮短瀝青路面的理論使用年限,導致大量早期病害發(fā)生。
近年來,某公路工程沿線交通量不斷增加,重載問題嚴重,路面出現(xiàn)了不同程度的病害問題,其中車轍病害最為嚴重。為了解決路面車轍病害問題,本文提出了PAC排水瀝青薄層罩面施工方案。
1)拌和。通過計算機自動控制瀝青混合料拌合樓的生產(chǎn)流程,嚴格遵循目標配合比,確定各料倉的轉(zhuǎn)速和篩分通過率,做好配比配置。拌和時間方面,可通過試拌法進行確定,要求瀝青混合料將瀝青均勻裹住,避免產(chǎn)生粗細集料離析、花白料等情況。按照常規(guī)瀝青混合料拌和順序投放瀝青、集料、水等材料即可。根據(jù)排水瀝青路面的規(guī)定要求,需摻加一定量的高黏添加劑,在整個拌和時間方面,可控制在60~70s之間。拌和溫度方面,不同材料的拌和溫度均有所不同,因此,必須嚴格按照溫度規(guī)定要求進行合理控制。本工程當中,SBS改性瀝青、集料加熱溫度分別控制在160℃、180℃。根據(jù)運輸距離的遠近,還可適當調(diào)整材料出廠溫度,本工程瀝青和集料出廠溫度需控制在175℃。
2)運輸。本次施工采用PAC13排水瀝青混合料,此類材料的特點為粗集料占比多,空隙率大,相比一般瀝青材料,此類材料溫度降幅更大,因此在施工運輸環(huán)節(jié)必須做好合理控制。因此,在混合料運輸當中混合料粘結性較強,為避免混合料粘粘車廂,可在車廂四周和底部涂抹上一層隔離劑。裝料時,不能一次性全部裝完,要分三次在運料車前后移動的情況下完成,避免混合料離析。保證運輸能力和攤鋪能力匹配,保證有多輛料車等候在攤鋪機前,確保攤鋪工作持續(xù)進行。為起到保溫、防雨、防污染等作用,可將篷布覆蓋在運料車頂部。溫度控制本工程的重點,因此,在運輸過程中共進行了5次溫度測定,分別為第一次168℃,第二次171℃,第三次168℃,第四次172℃,第五次170℃,可達到規(guī)范標準要求(165~175℃)。
3)攤鋪??砂凑掌胀r青混合料攤鋪法進行此次攤鋪施工,根據(jù)設計要求,以1.20為松鋪系數(shù)。攤鋪機到達現(xiàn)場后,調(diào)整熨平板并預熱。采取梯隊方式進行攤鋪作業(yè),攤鋪速度不宜過快,可控制在2.0m/min,兩臺機械要保持一定安全間距,不宜低于10m。攤鋪施工中,同樣要控制好攤鋪溫度,保證攤鋪溫度不低于165℃。
4)碾壓。碾壓是排水瀝青路面施工要點,18~25%為排水瀝青路面空隙率范圍,此類材料粗集料含量多,宜被壓實,但也很容易壓碎集料,進而影響混合料的粘聚力,甚至出現(xiàn)松散、掉粒等問題?;诖?,必須合理控制碾壓設備選型、碾壓遍數(shù)和溫度。碾壓施工時,初壓可采用2臺12t雙鋼輪壓路機進行施工,初壓溫度不得低于150℃,碾壓遍數(shù)為2~3遍。復壓時可采用2臺30t膠輪壓路機進行施工,溫度不低于130℃,碾壓遍數(shù)為2~3遍。終壓時采用1臺12t雙鋼輪壓路機施工,溫度不低于100℃,碾壓遍數(shù)為2~3遍。完成碾壓施工后,保證壓實度滿足規(guī)定。
綜上所述,瀝青路面具有吸熱快、放熱慢等特點,特別是在高溫炎熱的夏季,鋪裝溫度可以達到68℃左右,一旦溫度過高,便會大幅降低路面結構的承載力,導致路面車轍病害產(chǎn)生。為此,在路面病害處治當中車轍病害依舊是亟待解決的一大難題。本文在充分了解車轍病害成因的前提下,通過具體案例,提出了PAC13排水瀝青路面,這是一種環(huán)保、安全、舒適的高性能路面,將其用于路面施工,可以有效提升路面的承載力,提高路面的抗車轍能力,同時,還能起到良好的降溫效果。