邢娟
(太原市市政公用工程质量安全站(太原市轨道交通建设服务中心),山西 太原 030012)
市政道路工程是城市交通体系的重要组成部分,而沥青路面作为重要的路面结构形式,其施工质量直接影响市政道路工程的使用性能和寿命,虽然现下施工技术已经逐渐完善,但在沥青路面施工中仍旧存在温度控制、路面裂缝、混合料离析问题、水损坏、车辙和波浪等问题,给路面施工及使用埋下安全隐患。这就要求相关人员深入分析和掌握沥青路面施工技术,提升路面施工水平,打造一个更加安全可靠的道路交通环境。
资金成本的控制是市政工程效益的重要指标之一,而沥青路面在技术与材料两个方面的成本都非常低。在实际施工中发现,市政道路施工中的资金成本包括材料、人工、设备、管理几个方面。但沥青路面的施工工艺相对较为简单,在控制与管理工作中的难度也较低,因此可缩短工期,继而在人工、管理、设备费用上的投入也大大减少。
市政道路施工中的工期普遍较紧,通车时间越快,则创造的价值也越高,而沥青路面施工工艺较为简单,效率高,施工完成后可快速投入使用。相较于混凝土路面而言,不需要漫长的养护期与强化增长期,沥青路面只要温度下降到一定标准后便可以通车。可见效率之高,工期之短。
市政道路的交通压力相对较大,与人民的生命财产安全更为密切。而沥青路面与其他材料相比,其安全性更高。车辆在沥青路面上行驶时,可以产生良好的摩擦力,尤其在发生危险时可以快速制动,同时路面还能够吸收一定的冲击力,提升车辆行驶安全度[1]。
沥青混合料搅拌过程中的温度关系到混合料的生产质量,但在生活过程中受到运输距离和环境的影响,其搅拌温度往往无法有效控制。其次,在沥青路面维护工作中,也会出现路面未下降到一定温度时便开放,导致车辆爆胎和车辙病害问题,不利于道路的行车安全。
路面强度不够是导致裂缝问题的主要原因,车辆在路面上行驶时,路面呈现超负荷的现象,因此会产生横向或纵向的网状裂缝。若路面出现裂缝,将影响车辆行驶的安全性。且雨水会顺着裂缝进入到内部,会影响路面的结构,甚至会导致塌陷。同时,若在施工中对软土地基处理不当,在车辆行驶碾压道路后,也会出现纵向的裂缝,影响道路安全。
通常在高温季节时会发生路面泛油的问题。这主要是由于沥青在材料混合配比时,出现了不合理的情况,如沥青含量较高、矿粉量不足等,因此在高温的情况下,沥青稳定性减弱,便会出现泛油的问题。
离析的沥青混合料无法完成摊铺作业,因此该问题造成的影响较大。在长期的实践中发现,导致沥青混合料发生离析的原因在于:混合料性能未满足需求,运输过程出现不妥导致了离析问题,如道路颠簸、运输距离过长等。而离析后的混合料的性能发生改变,无法在道路施工中使用,只能清退出场,造成浪费。
市政道路工程路面经常会出现车辙和波浪的问题。车辙问题主要由于汽车车轮压力导致的,车辆在行驶过程中会向路面输出一定的压力,当路面所承受的负荷超出其承载极限,便会引发路面变形继而产生车辙问题。当路面产生车辙后,车辆的来回碾压,长此以往凹凸越来越明显,路面不平整度也会更加严重。造成车辙与波浪问题的主要原因如下:
重型货车超载导致路面承载压力超过极限,在车辆的碾压下而产生明显形变,久而久之出现车辙。其次,沥青材料自身存在问题,导致路面的承载能力难以满足实际需求。而路基压实度不满足需求,也会发生车辙与波浪问题。当路基尚未得到有效的压实处理,在车辆行驶过程中输出的压力,使得道路发生形变,最终形成车辙问题[2]。
在沥青路面的各种问题中,路面水损坏问题是一个较为常见的现象,有些道路在通车后不到一年的时间便会出现该种问题。其主要原因在于,对沥青混合材料的稳定性把控能力较弱,因此当路面在水环境下,其内部结构呈现出不稳定性,因此发生松散。水损坏的常见几种形式包括:松散、坑洞、掉粒等。水损坏问题中,多数都是由于混合料中的粗集料控制较弱引发的,当孔隙较大,雨水会顺着孔隙渗透到结构内部,从而使沥青混凝土附着力下降,松动剥落,再在车辆荷载的作用下便出现了坑槽。
3.1.1 设计及检查图纸
众所周知,市政工程规模较大,施工任务较为繁重,对于沥青路面施工而言,更需要做好相应的规划设计,才能保障沥青路面施工顺利进行。这就要求相关人员在着手开展施工作业前,认真会审施工图纸,通过搜集参考资料,结合以往施工经验,补全及完善图纸内容。同时,要严格按照施工制度,明确各阶段施工技术要点,科学运用沥青混合物拌和、摊铺、碾压等技术,凸显自身的技术优势,提升路面施工的质量。相关人员也可以就市政道路工程沥青路路面施工中常见的问题展开深入讨论,提出新的看法和解决对策,降低施工质量问题发生率。
3.1.2 采购及检测材料
沥青路面施工材料主要包括沥青材料、粗集料、矿料等材料,可以说,材料质量在一定程度上决定着路面施工整体效果,所以,在材料的选取上,要根据市政工程沥青路面施工所需及质量要求,选择满足使用需求的原材料。在购置沥青材料时,应对照筛查和试验报告,仔细核对材料的数量、日期等信息,必要时可以采用抽样检测的方法,检验沥青的软化点、针入度、蜡含量等[3]。在采购粗集料时,通常要从不同的采石场进购粗集料,选择与市政沥青路面施工相符的材料。在购置矿料时,需要检测石料的技术标准,核对并检验石料等级、粘结力、磨耗率等,同时注意材料储存管理,决不能随意堆放材料,可以搭建临时性的防雨棚顶,防止材料被雨水浸泡,从而保证材料的使用性能。
3.1.3 控制材料配合比
市政工程沥青路面施工中容易受混合料配合比不科学的影响,致使路面孔隙结构过大,再经过雨水长期冲刷及车辆荷载作用下,从而出现一系列的病害问题。为此,加强材料配合比控制必不可少:①注重粗集料、骨料和细料比例的控制,按照一定的比例要求对混合料进行拌制。②规范材料装车、运输及卸料流程,以免沥青混合料在运输中出现材料离析的现象。③加强放料控制,调整好放料的时间和距离,可以运用分段施工方法,保证路面施工的整体效果。
3.1.4 选择及检查设备
要想解决市政工程沥青路面施工中常见的问题,还需要根据设计图纸及项目施工方案,本着因地制宜的原则,选择与沥青路面施工相适应的机械设备,以便在施工中实时掌握工程建设数据信息,如路面摊铺厚度、碾压程度、土壤紧实度等。在处理路面裂缝问题时,可以借助设备对路面杂质进行彻底清除,同时喷洒一些沥青乳化剂,再运用小型机械设备铺设石块或者粗砂。此外,在施工作业开展前,需要严格检查设备各功能系统有无故障问题,以洒油车为例,应检查量油表、洒油管道及保温设备等,在使用矿料撒铺车时,事先检查传动系统、液压调试系统等,以免因设备故障影响沥青路面施工进度,乃至带来混合料浪费或者更为严重的路面破损问题[4]。
3.2.1 沥青混合料拌和技术
关于市政道路工程沥青路面施工,少不了对沥青混混合料拌和控制,通常情况下,混合料拌和会在搅拌站完成,要想保证拌和后的沥青混合料的使用性能和供应的稳定性,应加强拌和站标准化建设与精细化管理,确保将沥青混合料拌和工作做实做细。在该技术运用中,相关人员要根据市政工程规模及沥青路面施工实际情况,按照材料用料质量要求,对堆放存储的混合料进行分类,以便于沥青混合料的提取和使用,也要控制材料储备量,使其能够满足大规模生产需求。同时,在混合料拌和中,应提升沥青混合料配合比的精准性,以免影响后续施工使用。除此之外,要严格按照标准流程生产混合料,把拌和时的材料加热到160~170℃范围内,且将骨料加热到170~180℃,提高沥青混合料拌和质量。
3.2.2 沥青混合料运输技术
在市政沥青路面施工过程中,沥青混合料运输控制往往容易被忽略,而这恰是保障施工顺利进行的关键。关于混合料运输管理,应从以下4 方面入手:①由于沥青混合料会在运输途中出现结块的现象,导致发生这一现象的主要原因,还是在于材料质量不符合市政道路路面施工要求,这就需要对沥青混合料进行更改处理,根据施工用料标准,重新配置采购及运输工作。②沥青混合料具有较强的粘合性,会在运输中牢固的粘结在车舱内,不仅增加了卸料的难度,也造成了材料浪费,难以保证市政工程建设效益。因此,要求相关人员事先考虑到这一问题,采取相应的解决措施,降低运输成本和经济损失。③要严格控制混合料运输温度,可以使用自卸车进行运输,将温度控制在130~145℃范围内,要注意温度不能超过160℃,以免影响沥青混合料的使用性能。④需要在运输前,做好城市交通运输线路规划,考虑到沥青混合料运输中容易受天气变化影响出现结块现象,对不符合施工要求的混合料进行剔除,保证沥青混合料的质量。
3.2.3 沥青混合料铺设技术
混合料摊铺是市政道路工程沥青路面施工的重要环节,严格来讲,混合料摊铺质量直接影响到整个道路路面的平整度和光滑度,因此,在沥青混合料铺设中,不仅要求相关人员具有较高的技术水平,还要注意以下4 点事项:
(1)需要严格控制混合料摊铺温度,尤其在摊铺上层混合料时,应尽可能将温度控制在150℃以上,若赶上冬季低温,且沥青路面温度低于15℃时,要求市政沥青混合料摊铺最低温度也要达到160℃,通过加强温度控制,保证沥青混合料摊铺效果[5]。
(2)在开展混合料摊铺作业前,应事先落实施工设备检验工作,需要在放料之前准备和检查好摊铺机设备,要在熨平板的温度达到100℃时,才能进行混合料摊铺施工,以免设备运行温度控制不当,对沥青路面造成划痕。
(3)为保证沥青混合料摊铺的连续性,在摊铺施工中不能中途停机,避免因摊铺中断出现路面裂缝问题,要在施工前就储备好混合料及检验调整好摊铺机设备,防止影响沥青路面的平整度。与此同时,也要控制好路面的顺滑性,要确定道路面层的中下层高程,可以在上面层高程控制中运用平衡梁的方法,减少摊铺施工误差,提升摊铺的精准性和有效性。
(4)除了调整摊铺高程及控制摊铺温度,还要做好摊铺速度控制工作,决不能为缩短时间成本,导致摊铺速度过快影响预压效果,需要根据沥青路面施工具体情况来控制摊铺的速度,一般摊铺的速度不会超过3m/min,确保路面厚度达到通行标准。
3.2.4 沥青混合料碾压技术
路面碾压属于市政道路工程沥青路面施工的最后工序,其碾压质量直接影响市政道路路面的平整性和持久性,包括上述讲到的某些路面病害问题,大多都是因为碾压不规范或者压实度不够所导致,由此可见,碾压对于路面施工的重要性,为解决路面碾压问题,可以从以下4 个方面进行控制。
(1)结合市政道路工程规模及沥青路面施工的具体情况,对同一工程的不同路段采取可行的压实技术,在实际碾压施工中,应在混合料摊铺作业结束后,用不同色号的标线标明碾压区段的初压、复压和终压,以免在后续压实中出现重压以及漏压的现象。同时,还要注意车道变换问题,可以在已经过压实处理的路段,停止压路机振动,并缓慢地进行碾压,防止破坏沥青路面。
(2)合理控制碾压温度,一般情况下,在市政道路工程沥青路面上面层碾压施工中,应将初次碾压温度控制在150℃以上,并将复压温度规定为120℃以下,且控制终压温度不能超过90℃,保证路面压实质量。
(3)科学控制碾压速度,在施工中常见的沥青路面通病多是由于压实度不够引起的,为了杜绝此类问题发生,尽可能将压实速度控制在5km/h 以下,最好保持在2~4km/h 之间,初压速度不能超过3km/h,且复压和终压速度要低于5km/h,提升沥青路面碾压施工的质量。
(4)控制压实次数,对于市政道路而言,容易受压实度影响出现各种各样的问题,为了防止过度或者压实不足,需要将路面上面层的压实次数维持在6~8 遍,强化路面压实效果。
3.2.5 沥青路面接缝施工技术
接缝不良是市政沥青路面施工中常见的问题,若施工缝得不到及时有效的修补,容易引发更加严重的渗水、裂缝等问题,既难以保证市政沥青路面的平整度,也影响其使用寿命。为此,在沥青路面施工过程中,不能盲目地执行接缝操作,应结合市政工程规模及施工技术要求进行接缝施工,尽量避免冷接缝,一旦出现冷接缝的情况,要使用高分子材料敷贴,确保接缝处可以受热软化,再对缝隙进行修补。这还要从摊铺环节入手,根据项目开展所在地的气候条件来确定可用于市政工程路面施工的沥青类型,从根本上杜绝沥青路面温度收缩缝问题的发生。在沥青混合料摊铺完工后,检查与修补沥青路面缝隙,若发现裂缝,事先清除裂缝中的杂质和粉尘,并结合施工缝大小选择横向或者纵向接缝施工技术,其中,横向接缝施工技术操作难度相对较高,主要以垂直的平接缝为主,同时将上下层的横向接缝要错位超过1m,并对铺设好的沥青路面进行压实处理。值得注意的是,在操作过程中,应将混合料温度控制在50~100℃之间,以免路面施工受到温度的影响。若是采用纵向接缝处理技术,要保证有两台以上摊铺机同时运行,以热接缝的方式对路面进行碾压,可以使用双钢轮压路机完成压实操作,确保达到碾压的预期效果[6]。此外,在处理施工缝时,采取改性乳化沥青来填补缝隙空缺,可用于修补宽度在5mm 以下的施工缝,要是超出5mm,应使用SBS 改性沥青来灌缝,再将粗砂覆盖在缝隙表面,提升沥青路面接缝施工的有效性。
3.2.6 沥青路面维修及养护技术
通常情况下,市政道路工程沥青路面施工按照标准流程,可以分为准备阶段、施工阶段及竣工检验阶段三个阶段。由于市政工程沥青路面施工任务繁重,且需要相关人员具备较高的技术水平,这便要求施工方着重做好混合料拌和、运输、摊铺、碾压、接缝及维护工作,但在实际施工中,沥青路面维修与养护容易被忽略,无法为路面通车提供保障。而且,在沥青路面施工完工后,这时候的混合料温度依旧较高,若是未能进行及时有效的养护管理就直接开放交通,会增加路面裂缝、车辙和波浪等病害问题的发生概率,甚至还会引发严重的车辆爆胎事故,造成巨大的经济损失,也会对道路行车构成极大的威胁。因此,市政道路工程沥青路面施工完工后,不应立即开放交通,需要实行封闭管理,在路面自然降温后,才能通行,若是在交通繁重区域,相关人员可以采用洒水降温的方式,起到保护路面的作用,以免出现路面裂缝问题。
现阶段,我国市政道路工程沥青路面施工技术水平虽然得到明显的提升,但总体来讲,在沥青路面施工环节仍旧存在许多问题,至今尚未得到有效的解决,这不仅给市政道路工程建设埋下安全因素,也造成了巨大的经济损失和不良影响。为此,各施工单位更不容忽视对现场施工的监督管理,需要根据市政道路工程规模及施工实际情况进行综合分析,严格按照沥青路面施工流程,检验工艺技术,并在内部建立系统完善的质量监管机制,根据相关制度要求,督促相关人员将各项管理措施落实到位。同时实行责任制度,细化工作内容,尤其要控制好沥青路面的厚度、混合料拌和、摊铺、碾压及速度、温度,确保各阶段施工质量都达到标准要求。
沥青路面具有成本低、效率高、安全性强等优势,将其应用于市政道路工程建设中,可以为城市发展创造更大的价值。为了提高沥青路面施工质量,必须解决好施工通病问题,从准备工作入手,加强施工材料、设备、图纸等控制,明确各阶段施工技术要点,做好现场监管工作,推动城市健康稳定发展。