浅谈提高沥青混凝土路面强度和平整度的要点

李枝春

1 提高沥青混凝土路面强度的要点

当前世界各国公路大多采用沥青混凝土路面,其原因是由于它具有诸多良好性能。但同时沥青路面相对于水泥混凝土路面的缺点是:养护费用成本较高,使用期限短,耐久性差。由于建设施工期间选料、施工工艺控制不当,将会加剧沥青路面的破坏。因此,认识沥青混合料(包括沥青混凝土)路面强度形成机理以期达到提高沥青路面使用品质和耐久性的目的尤为重要。

提高沥青混合料的强度包括两个方面:1)提高矿质骨料之间的嵌挤力与摩阻力;2)提高沥青与矿料之间的粘结力。

1)选用材质坚固、表面粗糙、形状方正、有棱角的石料,提高矿质骨料之间的嵌挤力与摩阻力。优先使用碱性石料,缺乏碱性石料可使用中性玄武岩、安山岩、辉绿岩。

2)选择空隙率最低的矿料级配,以降低自由沥青含量。完善拌和与压实工艺可大大提高混合料嵌挤力和水稳定性。

3)经多方案进行试验、比选,选择合适的矿粉,并确定合理用量,增加混合料中结构沥青含量。矿粉用量过多则需要相应增加拌合时间,否则难于拌匀,易结团,一般取规范规定范围内中值。

4)通过在沥青中添加高聚物改性剂(如热塑性弹性体类SBS、橡胶类3BR)或碳黑、硅粉等改性剂改善沥青性质,进而改善沥青混凝土工作性质。

5)可使用抗剥落剂,但抗剥落剂品种较多,性能不同,要慎重选择。添加抗剥落剂能改善和提高沥青混合料抗水损害能力,但抗剥落剂对集料和沥青有选择性。因此,不能轻易得出某种抗剥落剂不好或是劣质产品的结论,应通过周密的试验设计来进行筛选。

2 提高沥青混凝土路面平整度的要点

路面平整度是评定路面质量的主要技术指标之一,它关系到行车的安全、舒适以及路面所受冲击力的大小和使用寿命,不平整的路表面会增大行车阻力,并使车辆产生附加的振动作用。目前,公路建设中路面广为采用沥青路面,沥青路面平整度已成为衡量施工单位施工能力和水平以及工程质量优劣的重要指标之一。沥青路面平整度的优劣受多种因素影响,本文分析其影响因素,为施工过程中能够更好地提高沥青路面的平整度打下了基础。

由于施工组织和施工工艺所造成的沥青路面平整度问题主要有:施工单位的施工水平低、路面基层不平整、摊铺工艺不当、路面接缝处治不当等。

2.1 基层不平整

基层的平整度对路面平整度有着重要影响。若基层平整度差,即使面层摊铺平整,压实后也会因虚铺厚度不同产生路面不平整。对于沥青路面,因基层顶面的平整度允许偏差为10 mm,当用沥青混凝土摊铺机作业时,尽管沥青混合料表面是摊平了,但该处因多出10 mm的松厚,压实后仍将出现低洼。基层不平整产生的原因主要表现在施工中对基层混合料原材料质量的控制,基层混合料的拌和、摊铺、整形、碾压施工,基层的接缝和掉头处的处理等方面。以上因素都会直接影响到基层的平整度。

2.2 摊铺工艺

摊铺机是沥青路面面层施工的主要机具设备,其本身的性能及操作对摊铺平整度影响很大。摊铺机结构参数不稳定、行走装置打滑、摊铺机摊铺的速度快慢不匀、机械猛烈起步和紧急制动以及供料系统速度忽快忽慢都会造成面层的不平整和波浪。主要考虑方面有:摊铺机结构参数选择不当、摊铺机基准线控制不当、摊铺机操作不正确等。

2.3 碾压工艺

路面平整度好坏关键在于沥青混合料的摊铺,但压路机的碾压是一个重要环节,切记不可牺牲压实度来争取平整度,合理的碾压工艺与正确的碾压操作是保证沥青路面压实度和平整度的重要手段。主要考虑方面有:碾压温度、碾压路线、碾压次数和速度、压路机使用状况等。

2.4 路面接缝施工

接缝包括纵向接缝和横向接缝(工作缝)两种。接缝处理不好常容易产生的缺陷是接缝处下凹或凸起,以及由于接缝压实度不够和结合强度不足而产生裂纹甚至松散,这将直接导致路面不平整。结合多年工作实践经验应注意以下几个要点:

1)沥青面层结构混合料选料时,宜选用粒径较小、空隙也小的级配混合料;严格对原材料进行控制,如果对混合料的配合比控制不够,特别是配料和沥青用量不准,会使路面早期出现推壅、油包、松散、坑槽;施工机械设备陈旧、不配套,会使混合料的配合比、计量、拌和均匀性、压实度、平整度受影响;沥青混合料加热过高、拌和时沥青被矿料的高温灼焦、沥青老化、路面强度不足,产生松散、坑槽;碾压温度不宜过高,要注意掌握碾压温度,否则会出现压不实、推移,发生微裂;底基层、基层、路面表层要清除干净,对浮土、浮灰、浮砂如清除不干净,在雨水作用下被行车挤压易造成变软及波及面层;补强松铺系数要控制好,不要导致二次补强层,因二次补强层无法与下基层紧密连接,易松散、坑槽、网裂。建议补加层用油砂(即茌料)代;在行车作用下的小面积松散、坑槽,特别是采用层铺法施工和贯入式路面和表面处治,初期养护尤为重要;严格按施工工艺施工,认真作好施工管理、质量管理;杜绝无路面施工经验、无路面设备和技术力量的施工队伍承担路面施工及监理有职无权、无法严格监理、不按施工技术规范要求施工,赶工期搞献礼工程的现象。

2)沥青混合料配合比设计结果与沥青路面的使用性能、材料用量及工程造价关系密切,而作为路面两个使用性能之一的路面平整度自然与混合料配合比有着直接的关联。当混合料中间粒径的通过量出入较大,引起集料级配变化较大时,从而使沥青混合料的压实系数产生了很大的波动,影响沥青路面的平整度。当油石比较大时,已铺筑的路面会产生壅包和泛油;油石比较小时,路面会出现松散。矿料的质量不好、集料的压碎值和石料的抗压强度太差和细长扁平颗粒含量过高,会使路面混合料的稳定度降低,容易出现路面的各种病害,最终影响路面平整度。

综上所述,一定能做出符合沥青强度和平整度要求的工程。

[1] 范智杰,庞 创.沥青混凝土路面平整度的控制[J].重庆交通学院学报,2004(23):41-42.

[2] 邵明建.沥青路面机械化施工技术与质量控制[M].北京:人民交通出版社,2001.