赖春燕
(都安瑶族自治县建筑工程公司)
沥青路面对使用材料的质量要求较高,且施工工艺具有繁琐的环节,对施工质量的控制标准具有严格的要求,为此,沥青路面的施工需要高水平的现场技术管理。沥青路面是我国市政道路路面结构的主要形式,对市政交通具有一定的影响作用。为此,在建设市政道路工程时,必须充分考虑沥青路面的特点,使施工组织设计更加科学合理,提高施工质量控制的水平,保证市政道路沥青路面建设工程的整体质量。
市政道路沥青路面最常出现的病害就是路面裂缝,而路面裂缝也普遍存在于沥青路面。如果将路面裂缝的形成原因作为分类标准,则路面裂缝有疲劳裂缝和反射裂缝两种。温度或荷载作用下产生的应力应变交迭容易使沥青路面产生疲劳裂缝,而半刚性基层开裂则容易造成路面反射裂缝。此外,如果道路施工中路基的质量控制和设计工作不到位,路基承载力弱,容易导致路面沉降,进而造成沥青路面开裂。对于路面的裂缝问题,必须防治结合,在路面施工阶段保证沥青混合料配比设计的科学性、合理性,确保路面压实度符合相关标准和要求。图1所示的沥青路面开裂情况比较严重。
图1 沥青路面裂缝
市政道路沥青路面中经常出现水损坏病害,主要的水损坏类型包括坑槽、麻面、脱皮、松散等,其中最常出现的是坑槽和松散。沥青层面内部渗入水分是市政道路沥青路面发生水损坏的根本原因。沥青层内部渗入水分后,车辆经过路面时对路面荷载会产生泵吸作用,路面经过反复的泵吸作用后,长期受水分冲刷,最终出现水损坏。要有效的防治沥青路面水损坏,应做到沥青混合料配比设计科学合理,路面压实度符合标准,以便避免或尽量减少沥青层内部渗水现象的发生。
作为市政道路沥青路面常见的病害,车辙病害对市政道路的性能造成了比较严重的影响。沥青路面产生的车辙是车辆荷载反复作用的结果。在道路通车后,沥青路面工作时间到达一定的阶段时车辆对路面的竖向作用导致路面永久变形,就形成了车辙。根据车辙的成因,可将市政道路沥青路面车辙病害分为结构型车辙、磨耗型车辙和失稳型车辙。在高温条件下,当剪应力超过沥青混合料的抗剪切强度时,沥青混合料会侧向流动变形,这种变形效果累积会形成失稳型车辙,普遍存在于高温区重载路段。结构型车辙则是由于荷载作用超过路面各层强度导致的道路各结构层永久性变形。磨损型车辙是路面遭受车辆轮胎磨损而形成的,面层材料抗磨损能力弱的道路容易出现磨损型车辙。由市政道路沥青路面车辙病害的成因可知,要减少甚至避免路面车辙病害,应在施工阶段提高沥青路面的高温稳定性及密实度,并选择抗磨损能力强的面层材料。
路基沉陷,损坏路基面结构使市政道路沥青路面发生沉陷的主要原因。为了使沥青路面使用后期的沉陷问题能得到有效的控制,在市政道路沥青路面施工阶段就应加强对路基及其他下承层的质量控制,保证道路下承层符合相关标准,路基的承载力能满足施工要求。
对施工原材料进行严格的检验,保证其质量符合要求,这是提高市政道路沥青路面施工质量的第一步,也是至关重要的一步。市政道路沥青路面的施工原材料有粗集料、细集料、沥青结合料及填料。这四种原材料特点不同、用处不同,其质量要求也不同,为此,在对原材料进行质量控制工作时,应结合不同材料的具体情况,保证工作的高效性。
市政道路沥青路面施工粗集料需满足洁净、干燥、无风化、无杂质的要求,更重要的是,粗集料的强度和耐磨耗性应满足相关部门制定的标准及施工要求。此外,在将粗集料投入使用之前必须对它的各种技术指标进行检测,如压碎值、磨耗损失、坚固性、针片状含量、软石含量、小于0.075mm的颗粒的含量,以及与沥青粘附性,保证粗集料满足工程施工的技术要求。沥青层的粗集料包括碎石、钢渣、矿渣等,但在高速公路和一级公路的建设中不得使用筛选砾石、矿渣这两种粗集料。在检测粗集料的技术指标时应注意,如果集料受热易变质,则应在检测前先用经拌和机对材料进行烘干处理。
对市政道路沥青路面施工细集料的质量控制主要在于检查材料是否洁净、干燥,材料的棱角性、坚固性是否符合要求,及细集料的砂当量或亚甲蓝是否满足施工技术规范要求。砂当量由于评定集料的洁净度,而亚甲蓝值则用于判定集料中粒径小于0.075mm的颗粒含量成分。沥青路面施工中所用的细集料有天然砂、机制砂,以及石屑。
在进行沥青结合料的质量控制工作时,应进行全面的质量检测。沥青结合料是沥青混合料中的最关键的组成部分,对混合料的质量具有决定性的影响作用,可以说市政道路沥青路面施工所用的沥青的质量直接影响到路面的质量。为此,必须对沥青结合料进行严格的技术检测。检测人员应对沥青的针入度、粘度、老化性能及其他指标进行监测,保证所选用的沥青在类型、标号等各个方面都符合施工要求。此外,在条件允许的情况下,尽可能的让沥青经过DSR、BBR的试验验证。
市政道路沥青路面所用的填料必须满足干燥、洁净的要求,同时,填料的视密度、含水量、粒度范围、亲水系数及其他技术指标都应满足施工技术规范和要求。
市政道路沥青路面施工中的沥青混合料配比设计包括目标配比设计、生产配比设计、生产配比验证三个环节。首先是目标配比设计,在此过程中主要采用的是传统的马歇尔设计方法。设计人员先以施工技术规范和要求作为依据确定矿料级配范围,然后在结合工程施工经验决定沥青的用量,最后成型马歇尔。负责目标配比设计的工作人员应根据相应的体积及力学指标找出最佳的沥青用量,并检测沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性,保证混合料能充分满足施工技术要求。沥青混合料的高温稳定性及低温抗裂性的检测试件用轮碾法成型,而后分别进行轮辙试验和弯曲梁蠕变试验,水稳定性的测试则通过浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验完成。
市政道路沥青路面施工质量控制中的混合料的生产配比设计主要是根据目标配比设计确定各种规格集料的工料比例,在烘干筛分后在热料仓取样筛分,重新确认热料仓的材料比例,同时根据目标配比设计找出的最佳沥青用量,采取几组实际用量浮动在最佳沥青用量上下0.3%的沥青机械能马歇尔试验,以便确定最佳沥青用量。通常情况下,生产配合比与目标配合比确定的最佳沥青用量之间的差在0.2%以内。最佳沥青用量确定后,对沥青混合料进行路用性能检测验证,尤其是对其抗水损害性能的检测,以便保证沥青混合料能满足施工要求。
生产配比设计环节结束后,就应进行生产配比验证。工作人员在确定生产配比后,应选取长度大于或等于200m的路段用于试验段的铺筑,在大规模施工前先对试验段进行施工,借此确定铺层厚度、压实度、数量、组合、碾压顺序等施工参数,以便为施工作业的正式开展做指导。
市政道路沥青路面的施工作业包括沥青混合料的拌和和生产、运输,现场施工准备,以及摊铺碾压施工。在进行沥青混合料的拌和生产时,最好采用间歇式全自动搅拌设备,以便提高拌和生产质量。同时,在沥青混合料的拌和生产阶段,应特别注意对拌和时间和出料温度的控制,拌和时间通常由混合料的类型、搅拌器的充盈率决定。通常情况下,湿拌时间不少于35s,而干拌时间不少于5s。在拌和生产沥青混合料时,还应注意定期对出料进行检验,保证矿料颗粒全部裹覆沥青。在沥青混合料的运输过程,则应注意在装料过程中按照前、后、中的顺序多次挪车位,以便使装料保持平衡,避免混合料离析。
在正式进行施工作业之前,必须做好充分的现场施工准备。工作人员应先全方位、多角度的对基层和路基施工质量进行检查,如果发现松散或沉陷的路段,必须铲除,在处理路基后重新填筑。在对市政道路沥青路面机械能摊铺碾压施工之前,应先调整摊铺机的相关参数,一般将松铺系数调节在1.15和1.35之间。
在市政道路沥青路面施工和质量控制过程中,现场技术人员必须根据使用技术规范和相关要求对沥青路面的施工进行严格的控制,首先要保证施工所用的原材料符合技术要求,其次尽可能的提高沥青混合料配比设计的水平,最后应保证混合料和拌和生产及路面摊铺碾压的质量。