普通瀝青路面施工中存在的問(wèn)題不足及改進(jìn)措施瀝青路面

［普通瀝青路面施工中存在的問(wèn)題不足及改進(jìn)措施］瀝青

路面普通瀝青路面施工中存在的問(wèn)題不足及改進(jìn)措施摘要：傳統(tǒng)的瀝青混凝土施工工藝導(dǎo)致初始平整度低，瀝青混凝土不均勻，混合料集料離析和溫度離析大，瀝青面層間粘接不能形成嵌鎖，造成層間不連續(xù)，壓實(shí)度低等現(xiàn)象導(dǎo)致路面產(chǎn)生破壞，縮短了使用壽命，采用新的設(shè)計(jì)理念、新的施工機(jī)械、新的施工工藝是可以大幅度提高路面質(zhì)量和使用壽命的。筆者近幾年先后參加了渭南市國(guó)省干線公路的瀝青路面施工，對(duì)傳統(tǒng)的瀝青路面施工中存在的問(wèn)題和不足進(jìn)行分析，并提出防治或改進(jìn)措施。一、瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)與施工的不配套1.我國(guó)瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)以彎沉為設(shè)計(jì)指標(biāo)，應(yīng)用多層彈性理論用計(jì)算方法確定路面厚度，并對(duì)層底拉應(yīng)力驗(yàn)算。但是這里有一個(gè)前提假設(shè)是“層間接觸條件為完全連續(xù)體系”而實(shí)際施工路面按三層或四層施工，施工中雖然采取了封層、粘層等措施，路面層間連接仍是薄弱環(huán)節(jié)，路面施工往往在通車前，各分項(xiàng)工程交叉施工無(wú)法避免，層間污染嚴(yán)重，突出問(wèn)題是分層施工后層間粘結(jié)不緊密，造成路面層間不連續(xù)，路面開(kāi)裂后水進(jìn)入空隙，行車時(shí)的動(dòng)水壓力和靜水壓力使瀝青與石料剝落，出現(xiàn)路面松散、坑槽。分層施工的第二個(gè)問(wèn)題是由于攤鋪層太薄，溫度散失快，攤鋪時(shí)容易出現(xiàn)溫度離析，碾壓達(dá)不到規(guī)定的壓實(shí)度。瀝青混凝土路面攤鋪時(shí)出現(xiàn)溫度離析是非?？膳碌?，一旦出現(xiàn)溫度離析，無(wú)論采用膠輪壓路機(jī)或是鋼輪壓路機(jī)，仍然難于壓實(shí)，造成路面早期破壞。第三，分層施工周期長(zhǎng)，施工設(shè)備成本高，又浪費(fèi)粘層油，增加道路的總體成本。.減少攤鋪層數(shù)可有效克服上述問(wèn)題，但是減少攤鋪層數(shù)，必然增大攤鋪厚度，由于受機(jī)械水平的限制，《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》JTGE40-2004規(guī)定“瀝青混凝土路面的壓實(shí)層最大厚度不宜大于100mm”。近幾年，路面施工機(jī)械發(fā)展很快，路面壓實(shí)機(jī)械噸位已提高到14-15t,同時(shí)壓路機(jī)的整體性能也有提高，將瀝青混凝土路面壓實(shí)層厚提高到12-15cm是可行的?？?選用特殊的雙層攤鋪機(jī)。該攤鋪機(jī)實(shí)際是兩臺(tái)攤鋪機(jī)合二為一，可同時(shí)攤鋪兩種不同的混合料，一種混合料由常規(guī)的自卸車供料；另一種混合料由瀝青混凝土轉(zhuǎn)運(yùn)車供料。使用該機(jī)械可同時(shí)攤鋪中、下面層，也可同時(shí)攤鋪中、上面層混合料，無(wú)需改變?cè)访嬖O(shè)計(jì)方案。缺點(diǎn)是攤鋪費(fèi)用較高，一臺(tái)這種攤鋪機(jī)價(jià)格接近千萬(wàn)，施工單位承受不起，須業(yè)主補(bǔ)貼或業(yè)主購(gòu)買。二、傳統(tǒng)瀝青路面施工中存在的問(wèn)題及不足（一）影響瀝青路面的主要因素瀝青路面的使用性能要求主要是抗滑性能好和平整度好。瀝青面層的平整度受以下眾多因素的影響：混合料的最大粒徑，瀝青混合料的拌合均勻性，粗細(xì)顆粒離析現(xiàn)象，混合料的溫度差異，攤鋪現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)工序的管理等等。上述這些因素中，有的直接影響面層的初始平整度（如混合料的最大粒徑、攤鋪現(xiàn)場(chǎng)的各個(gè)工序管理等），有的影響開(kāi)放交通后面層不平整度增加的速度（如瀝青混合料的拌合均勻性，粗細(xì)顆粒離析現(xiàn)象，混合料的溫度差異等）。.初始平整度對(duì)路面質(zhì)量的影響。卡車在縱向細(xì)小不平的表面行駛，雙軸跳動(dòng)產(chǎn)生的沖擊力都將超過(guò)靜軸載的兩倍，它將加速路面破壞。而如果路面平整度較好，肯定會(huì)延長(zhǎng)道路使用壽命，能使平均路面養(yǎng)護(hù)費(fèi)用顯著減少，并節(jié)約在路上行駛的各種車輛的維修費(fèi)用。.瀝青混凝土不均勻?qū)β访娴挠绊?。瀝青混凝土不均勻會(huì)產(chǎn)生空氣率增加、局部承重薄弱處、抗拉應(yīng)變薄弱處、路面冷收縮系數(shù)不均勻等后果，造成路面透水性加大、水破壞嚴(yán)重、局部嚴(yán)重轍槽、橫向裂縫多等路面損壞，空氣率大還容易使空氣進(jìn)入結(jié)構(gòu)中，使瀝青容易氧化變脆，從而導(dǎo)致瀝青混凝土容易產(chǎn)生裂縫和松散，直接影響路面的使用壽命。.瀝青混合料離析對(duì)路面的影響。集料離析使瀝青混凝土不均勻，它將導(dǎo)致面層瀝青混凝土的空氣率增加，引起透水性增大，造成極其惡劣的水破壞。這種現(xiàn)象在我國(guó)非常嚴(yán)重和普遍。自由水進(jìn)入瀝青面層后，滯留在表面層、中面層、下面層和基層頂面等位置，在大量快速行車的作用下，一次一次產(chǎn)生很大的動(dòng)水壓力（孔隙水壓力）使瀝青剝落，局部混凝土變松散，形成一個(gè)個(gè)孤立的水破壞的坑洞、網(wǎng)裂、形變和唧漿，某處產(chǎn)生網(wǎng)裂和形變后，降水就更容易透入，并產(chǎn)生惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致路面破壞。4.瀝青混合料溫度降低對(duì)路面質(zhì)量的影響。眾所周知，瀝青和瀝青混合料的形狀對(duì)溫度非常敏感。DON布洛克有試驗(yàn)結(jié)果表明：相同壓實(shí)條件下，空氣率隨壓實(shí)溫度降低而不斷增大，例如，對(duì)于熱拌瀝青混合料（最大粒徑9.5mm）壓實(shí)溫度為149℃時(shí)，空氣率為6.8%,壓實(shí)溫度為93℃時(shí)，空氣率為9.3%。平均溫度每下降22.4℃，空氣率增加1%。對(duì)改性瀝青高性能路面混合料（最大粒徑12.5mm），壓實(shí)溫度為171℃時(shí)，空氣率為7.4%，壓實(shí)溫度為127℃時(shí)，空氣率為9.65%，平均溫度每下降19.6℃，空氣率增加1%。故瀝青混合料的溫度保持十分重要。.瀝青混合料溫度離析對(duì)路面質(zhì)量的影響。除溫度下降外，瀝青混合料溫度差異（或稱溫度離析）也會(huì)影響路面質(zhì)量。導(dǎo)致路面密度的不均勻，溫度低的地方孔隙率大，水容易透入混合料，在冬季水易凍結(jié)并使路面破壞，產(chǎn)生坑洞。此現(xiàn)象和粗集料集中產(chǎn)生的坑洞破壞很相似，但是，在此情況下不是顆粒離析，其根源是溫度離析。（二）傳統(tǒng)的瀝青路面施工工藝預(yù)將書報(bào)家預(yù)將書報(bào)家存在以下嚴(yán)重不足1.運(yùn)料卡車對(duì)攤鋪機(jī)的撞擊無(wú)法避免。技術(shù)熟練的駕駛員也難于做到卡車不與攤鋪機(jī)相撞擊。卡車與攤鋪機(jī)撞擊后，必定會(huì)引起熨平板產(chǎn)生跳動(dòng)，導(dǎo)致路面不平（產(chǎn)生凹凸）。另一方面，如果卡車將料撒落在地面，一旦被攤鋪機(jī)的履帶板碾壓上，也必然會(huì)引起熨平板偏離設(shè)定高度、傾斜或攤鋪機(jī)的自動(dòng)找平裝置產(chǎn)生誤動(dòng)作，破壞攤鋪層的平整度。.攤鋪機(jī)“連續(xù)均勻作業(yè)”工作性無(wú)法保證。攤鋪機(jī)“連續(xù)均勻作業(yè)”是攤鋪的基本工作原則，直接影響攤鋪路面的平整度。傳統(tǒng)施工工藝易出現(xiàn)“攤鋪?zhàn)枇Σ粩嘧兓薄傲衔桓叨茸兓焙汀巴C(jī)待料”，從而導(dǎo)致“連續(xù)攤鋪”無(wú)法實(shí)現(xiàn)。從而影響壓實(shí)度和平整度。同時(shí)，攤鋪速度變化時(shí)，單位面積的瀝青混合料受到的振搗和振動(dòng)次數(shù)也隨之變化，這勢(shì)必導(dǎo)致路面的初始密實(shí)度的不同，壓實(shí)后路面平整度因而較差。.對(duì)集料的離析無(wú)法改善，甚至還會(huì)加大，從而無(wú)法保證瀝青混合料的均勻性。傳統(tǒng)的攤鋪機(jī)受料斗的兩側(cè)易堆積過(guò)多的材料，且多為粗集料，當(dāng)中部的料堆因不斷輸送而消失時(shí)，兩側(cè)的粗料向內(nèi)滾落，產(chǎn)生離析。按傳統(tǒng)施工工藝，在攤鋪機(jī)受料斗兩側(cè)剩余的粗料被輸送前，立即倒入另一輛卡車的料，但因卡車后部先卸下的料也是在裝料和運(yùn)輸顛簸中離析出來(lái)的粗料，所以集料離析不但沒(méi)有改善，反而更嚴(yán)重了。.瀝青混合料的熱量損失和溫度差異大（溫度離析）。用傳統(tǒng)施工工藝攤鋪時(shí)，為保證攤鋪時(shí)不停機(jī)待料，一般要等攤鋪機(jī)前停有3-4輛車時(shí)，才開(kāi)始攤鋪施工，這使混合料在攤鋪機(jī)前的等待時(shí)間很長(zhǎng)（1小時(shí)以上）。而且，國(guó)內(nèi)的瀝青面層施工單位往往沒(méi)有專用的車廂有隔溫措施的運(yùn)料車輛，頂部也常無(wú)覆蓋保溫措施，有時(shí)雖備有覆蓋篷布，也是不完整、偏小或未正確使用。經(jīng)常是運(yùn)料車剛到現(xiàn)場(chǎng)，駕駛員不管其前方已有5-6輛車停車待料，立即將篷布卷起，讓混合料暴露在空氣中，熱量損失加快，這種現(xiàn)象往往無(wú)人過(guò)問(wèn)。除熱量損失外，運(yùn)料車上還有很大的溫度差別。在產(chǎn)生熱量損失的車廂周邊、頂部和底部，冷混合料有較大百分率，但由于瀝青混合料導(dǎo)熱系數(shù)小，熱量從混合料中心部分向周邊的傳導(dǎo)緩慢，導(dǎo)致混合料之間產(chǎn)生很大的溫度差別。有試驗(yàn)結(jié)果顯示，一輛運(yùn)料卡車停放二個(gè)多小時(shí)后，運(yùn)料車兩側(cè)的混合料溫度為80℃，頂部的為95℃，中心的為150℃。如果將這種溫度離析大的料直接倒入攤鋪機(jī)中進(jìn)行攤鋪，必然使攤鋪層上產(chǎn)生許多壓實(shí)性差、粘結(jié)力差、空氣率高的冷地點(diǎn)，導(dǎo)致路面提早破損。運(yùn)料車將混合料卸在攤鋪機(jī)受料斗中時(shí)，一般車廂兩側(cè)和頂面的低溫料被卸在受料斗的兩側(cè)，但同時(shí)，受料斗兩側(cè)的料又往往是最后被攤鋪，因而造成溫度差異更大。（三）采用瀝青混合料轉(zhuǎn)運(yùn)車可有效改善以上現(xiàn)象，對(duì)瀝青路面鋪筑工藝帶來(lái)了如下革命性的改進(jìn)：1.消除了運(yùn)料卡車對(duì)攤鋪機(jī)的碰撞，提高了攤鋪路面質(zhì)量。使用瀝青混合料轉(zhuǎn)運(yùn)車后，運(yùn)料車不再將料直接倒入攤鋪機(jī)受料斗，而是先倒入轉(zhuǎn)運(yùn)車，自然運(yùn)料卡車不會(huì)再對(duì)攤鋪機(jī)產(chǎn)生碰撞。轉(zhuǎn)運(yùn)車具有與攤鋪機(jī)保持恒速、恒距離的功能，再加上其特有的懸臂輸料系統(tǒng)，保證了運(yùn)料車也不會(huì)與攤鋪機(jī)發(fā)生接觸。.能有效保證攤鋪機(jī)“連續(xù)”作業(yè)。傳統(tǒng)方式的攤鋪機(jī)作業(yè)過(guò)程中，攤鋪機(jī)附著（頂推）重量是一個(gè)連續(xù)減料的過(guò)程，因此滑轉(zhuǎn)率是一個(gè)變量，從而使得實(shí)際作業(yè)速度非恒定。通過(guò)轉(zhuǎn)運(yùn)車的使用，可使攤鋪機(jī)料倉(cāng)的貯料維持一個(gè)變化不大或基本不變的量，而且平穩(wěn)、均勻的加料，從而是附著的重量不變或變化微小，實(shí)現(xiàn)真正意義上的恒速攤鋪，進(jìn)一步提高攤鋪?zhàn)鳂I(yè)的均勻性。瀝青混合料轉(zhuǎn)運(yùn)車一般都擁有25t以上的貯料能力，能良好地避免因運(yùn)料車速度不一致和故障等原因造成的停機(jī)待料現(xiàn)象，保證路面的連續(xù)攤鋪。.有效改善了瀝青混合料在攤鋪時(shí)存在的溫度離析和材料離析。對(duì)瀝青混合料溫度離析和材料的離析的改善，是運(yùn)料車對(duì)瀝青路面施工工藝革命的重大貢獻(xiàn)。運(yùn)料卡車將已產(chǎn)生集料離析和溫度離析的瀝青混合料倒入瀝青混合料轉(zhuǎn)運(yùn)車，因轉(zhuǎn)運(yùn)車采用了變徑變節(jié)距的螺旋攪拌技術(shù)，可以根據(jù)集料離析和溫度離析材料在貯料倉(cāng)中的分布規(guī)律，從不同位置取相應(yīng)的料進(jìn)行均勻的二次拌和，然后再將物料通過(guò)懸臂輸料系統(tǒng)，平穩(wěn)地送至攤鋪機(jī)受料斗內(nèi)，有效改善和解決了攤鋪時(shí)瀝青混合料集料離析和溫度離析嚴(yán)重的問(wèn)題。同樣是前面提到的那車料（運(yùn)料車兩側(cè)的混合料溫度為80℃，頂部的為95℃，中心的為150℃），用瀝青轉(zhuǎn)運(yùn)車再次拌和后，混合料卸出的溫度為140℃，最后鋪成的路面密度均勻且平整度好。.提高了施工速度，減少了卡車數(shù)量。使用轉(zhuǎn)運(yùn)車后，不必由攤鋪機(jī)提供自卸車和混合料的行進(jìn)動(dòng)力，可以提高攤鋪機(jī)的過(guò)負(fù)荷能力，保證攤鋪機(jī)連續(xù)工作，還