摘要:若想提高瀝青路面的使用性能,除了要正確貫徹執(zhí)行現(xiàn)行的瀝青路面設(shè)計、施工、養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范以外,根據(jù)國內(nèi)近年來的科研成果,結(jié)合筆者以往的研究經(jīng)驗,在高等級瀝青路面的大中修、加鋪層工程中,應(yīng)注意采取文中5 項技術(shù)措施。
關(guān)鍵詞:瀝青路面; 使用性能; 提高; 技術(shù)措施
1.選擇合適的瀝青混合料級配類型
瀝青混合料的級配類型度瀝青路面使用性能的影響極大,而各種瀝青混合料級配有著不同的使用性能。實際上,由于氣候條件的不同、路面等級的高低、工程投資的多少、施工能力的大小,各類公路養(yǎng)護工程對路面使用性能的要求是不一樣的,而且每一種混合料不可能所有的使用性能都好。所以在實際工作中,可根據(jù)上述因素,具體選擇相應(yīng)的混合料級配。
在確定瀝青混合料級配類型時,還要考慮集料最大公稱粒徑與結(jié)構(gòu)層厚度的關(guān)系。目前國內(nèi)瀝青面層的集料粒徑與壓實厚度并不匹配,不利于壓實與結(jié)構(gòu)的形成。在國外,通常認為瀝青面層厚度宜為集料最大粒徑的 2.5 倍~3倍。而我國瀝青路面上面層普遍采用集料公稱最大粒徑為16mm,面層厚度 4cm,相當(dāng)于 2.5 倍,顯得稍薄。如按 3 倍計算,集料公稱最大粒徑為16mm 的面層厚度最好采用 5cm。如瀝青路面上面層設(shè)計厚度為 4cm,集料公稱最大粒徑應(yīng)該采用 13mm。按這個設(shè)計厚度推算,在進行瀝青路面中修加鋪層工程時,若采用 AC-13 型級配,厚度應(yīng)不小于 4cm,如采用 AC-16 型級配,厚度不應(yīng)小于4.5cm。
2.使用改性瀝青
以往研究成果表明,瀝青的技術(shù)性能如何,對瀝青路面的低溫抗裂性起到?jīng)Q定性的作用,對高溫穩(wěn)定性起 40%左右作用,對抗疲勞性能起 60%左右的作用。所以,從瀝青改性著手,來提高瀝青路面的使用性能,是廣大道路科研人員多年來始終在研究的一個技術(shù)問題。實踐證明,在瀝青路面封層、大修、中修、加鋪層等工程中,使用改性瀝青,可大大提高養(yǎng)護質(zhì)量,延長路面使用壽命。
3.提高集料質(zhì)量
瀝青混合料是由瀝青、集料和礦粉按一定比例的配合比組成的,集料質(zhì)量差,瀝青混合料的質(zhì)量必然受到影響。必須在保證集料質(zhì)量的前提下,才能考慮如何控制礦料的級配,如何提高瀝青的性能等等。目前,我們對瀝青的質(zhì)量比較重視,但對集料的認識還遠遠不夠。從實踐上看,近年來我國從國外進口了大量的施工機械,也使用夠了進口瀝青,施工水平也有了很大的提高,但從總體上看,我國瀝青路面建設(shè)、養(yǎng)護水平與先進國家還有相當(dāng)?shù)牟罹嘀辽龠落后十年以上。這個落后主要體現(xiàn)在瀝青路面的使用壽命上。更進一步地分析就可以發(fā)現(xiàn),我國與先進國家所差的除了管理工作之外,就在于粗、細集料的生產(chǎn)和使用上。
長期以來,我國瀝青路面的施工質(zhì)量和耐久性總不夠理想。國內(nèi)瀝青路面施工所用的攪拌、運輸、攤鋪和碾壓設(shè)備,都是國際通用的,高速公路所用的瀝青也普遍采用進口的,所以路面質(zhì)量問題,應(yīng)主要是在施工工藝,特別是集料加工技術(shù)、加工設(shè)備和質(zhì)量控制方面。正如著名道路專家張登良教授所編《瀝青路面工程手冊》中所述:“集料質(zhì)量差是目前公路建設(shè)中特別重要的問題”,也是“我國公路建設(shè)中最落后的一個領(lǐng)域”。
通過已有研究已查明,要徹底消除這種落后的局面,必須解決下列問題:
(1)制定(或重申)集料加工的規(guī)格質(zhì)量監(jiān)控指標(biāo)和驗收標(biāo)準(zhǔn);
(2)混合料級配控制,應(yīng)落實到幾個關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)篩篩孔通過率的控制;
(3)查明集料加工用篩孔與關(guān)鍵篩孔的關(guān)系,從而確定集料加工用的標(biāo)準(zhǔn)化篩孔;
(4)查明集料規(guī)格與加工用篩孔的關(guān)系;
(5)明確混合料類型與集料規(guī)格的關(guān)系。
4.提高瀝青面層的施工質(zhì)量
提高施工質(zhì)量無疑是保證瀝青路面使用性能的最基本措施。在當(dāng)前的瀝青路面養(yǎng)護中,最關(guān)鍵的一是要保證平整度,二是要保證壓實度,三是要保證瀝青混合料的均勻性。
平整度對瀝青路面的使用性能和使用壽命影響很大。我們知道,瀝青面層是直接與大氣層接觸的,承受著行車荷載的垂直力、水平力和沖擊力,并且受降水和氣溫變化的影響最大。若瀝青路面平整度很差,不但影響行車的舒適性,路表面也會積滯雨水,水分通過面層進入基層表面,將使基層表面變軟,車輛通過時將產(chǎn)生動水壓力。這種力的反復(fù)作用將使基層表面沖刷成漿,通過面層唧出。唧泥的產(chǎn)生使本來強度較低的路面繼續(xù)下沉,隨之會使路面產(chǎn)生網(wǎng)裂、坑槽,導(dǎo)致路面早期損壞。所以提高瀝青路面的平整度是很重要的。
壓實度對瀝青路面的使用性能和使用壽命影響更大。通過試驗可知,壓實度越高,瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度、抗壓強度就越大,實際空隙率越低,疲勞壽命越長,在使用過程中的壓縮形變就越小,就能具有較強的承載能力、抗車轍能力、抗水損壞能力和耐久性能。所以在瀝青混合料的碾壓過程中,必須重視碾壓溫度、碾壓遍數(shù)、碾壓層厚度、碾壓機械的選擇和搭配、碾壓程序等因素,以保證瀝青路面有足夠的壓實度。根據(jù)一些單位的科研、施工經(jīng)驗,無論瀝青路面中那個結(jié)構(gòu)層,哪一種級配的混合料,馬歇爾試驗設(shè)計空隙率不要超過 4.0%,施工現(xiàn)場壓實度控制標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)提高至 98%。這樣面層瀝青混合料壓實后的實際空隙率可控制在 6%以下。也可以按照瀝青混合料的理論密度計算壓實度,此時的壓實度=1-空隙率,所以,壓實度標(biāo)準(zhǔn)可定為 93%或 94%,以保證混合料實際空隙率為 7%或6%。采取此項措施的目的就是要保證路面不透水或少透水。此外,在瀝青路面施工時,要先保證壓實度,后保平整度,絕不能用犧牲壓實度來保證平整度。瀝青混合料的均勻性對路面的整體強度、抗車轍能力、抗裂性能和水穩(wěn)定性均有較大影響。所以,在瀝青混合料制備、運輸、攤鋪整個過程中,要進行嚴格的質(zhì)量管理和質(zhì)量控制,嚴防瀝青混合料粗、細集料離析。產(chǎn)生離析的原因較多,瀝青混合料粒徑越大,越容易離析;瀝青混合料向自卸車內(nèi)裝載時,混合料下落高度越大,粗集料就越容易流到料堆的四周下部,產(chǎn)生離析;卸料車與攤鋪機的工作配合不當(dāng),也容易產(chǎn)生離析;攤鋪機的螺旋分料器和熨平板安裝的不協(xié)調(diào)或發(fā)生故障,也會產(chǎn)生離析等等。瀝青混合料一旦產(chǎn)生粗、細集料離析,由于粗集料周圍沒有足夠的細集料包裹,瀝青混合料的空隙率就會加大,容易滲水,在快速行車荷載作用下,也容易遭到破壞。所以,在瀝青路面養(yǎng)護工程中,要十分重視消除瀝青混合料的離析現(xiàn)象。
5.提高瀝青基層的使用性能
路面基層是整個路面結(jié)構(gòu)體系中的主要承重層,其使用性能的好壞,直接關(guān)系整個瀝青路面的使用性能和使用壽命,在實際工作中,對這一點要給予高度重視。根據(jù)現(xiàn)行的《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ 034-2000)的要求,為了提高基層的使用性能,在進行瀝青路面大修及改善工程時,在路面基層混合料選擇方面,應(yīng)重點考慮以下因素:
一是強度。根據(jù)路面基層在整個路面結(jié)構(gòu)中的作用,強度無疑是選擇路面基層混合料的首要因素。二是抗裂性能和抗凍性能?沽研阅芎涂箖鲂阅苁锹访婊鶎踊旌狭虾苤匾
性能指標(biāo)。三是水穩(wěn)定性能。在選擇路面基層混合料時,一定要注意其水穩(wěn)定性。四是路面等級。不同等級的公路,由于其交通量不同,面層厚度不同,工程造價不同,對基層混合料的承載能力、抗裂性能、水穩(wěn)定性能等要求也不一樣,應(yīng)該具體情況具體分析,選擇相應(yīng)的合適的路面基層材料,并進行科學(xué)的配合比設(shè)計。五是要因地制宜、就地取材。
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