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Abstract:Subgrade and pavement has been the road design focus, by combining the author engaged in municipal road design practice, summed up the pavement and subgrade design principles and standards, from many schemes comparison and demonstration of pavement and subgrade design optimization scheme, so as to ensure the safe and reasonable design of roadbed.
Key words:Municipal road design; Pavement design; Subgrade drainage; Pavement structure
中圖分類號: TU99 文獻標識碼: A 文章編號:
引言
對于道路的路面及其路基設計應當根據(jù)道路使用要求及沿線氣候、水文、地質等自然條件、施工條件、材料來源,密切結合當?shù)貙嵺`經(jīng)驗進行路面技術經(jīng)濟綜合設計。本著技術先進、合理選材、方便施工、利于養(yǎng)護、安全適用、經(jīng)濟合理的原則進行路面設計。
路面結構設計
2.1設計標準
根據(jù)《公路自然區(qū)劃標準》(JTJ003-86),設計市政道路位于Ⅳ7(華南沿海臺風區(qū))。路面設計采用雙圓垂直均布荷載作用下的多層彈性連續(xù)體系理論,以設計彎沉值和瀝青層底拉應力為設計指標,計算路面結構厚度。路面設計采用以雙輪組單軸軸載100kN為標準軸載。瀝青混凝土路面設計使用年限15年,水泥混凝土路面設計使用年限30年。
2.2路面類型比選論證
市政道路常用的路面結構類型有兩種,即水泥混凝土路面和瀝青混凝土路面。選擇何種路面類型,應從使用要求、交通量大小及組成、當?shù)氐臍夂蚝妥匀画h(huán)境、路基條件、材料供應、施工及維修養(yǎng)護水平、資金籌措、節(jié)約能源、環(huán)境保護等方面進行綜合分析比較后作出抉擇。
(1)從路面的技術適應性(結構功能)進行比較。瀝青混凝土路面顯著特點是抗變形能力強,荷載應力大部分由基層承擔,路面結構對土基性狀(土基模量)的改變極其敏感,對集料的要求很嚴格。水泥混凝土路面最顯著的特點是剛性大,有良好的抗疲勞性、較高的抗壓強度、抗彎拉強度及抗磨耗能力,其承載力大,穩(wěn)定性好;但板體對于超載所引起的反映特別敏感,一旦載重超過極限,則路面板發(fā)生斷裂,同時在板角會產(chǎn)生應力集中,極容易產(chǎn)生斷板現(xiàn)象;水泥混凝土路面在使用中后期,路面防滲水能力差,降水通過板縫下滲到基層、土基,使基層發(fā)生唧泥,使土基軟化失去承載力,最終導致結構層提前破壞。
本路段沿線土(巖)性主要為白云巖、砂巖、灰?guī)r,這種巖石風化后多為砂性土(或土質砂),其滲透性強,壓實性好,不存在大范圍的不良土質,這對兩種路面結構均有利。由于氣候條件的原因,瀝青混凝土路面可能出現(xiàn)高溫車轍、低溫縮裂、坑槽水損害等病害,而水泥混凝土路面則容易出現(xiàn)板底脫空、唧泥、沖刷基層、面板彎曲等病害;同時本路段交通量中、大貨及大客車型所占比例較大,在這類重軸載車長期作用下而水泥混凝土路面則容易出現(xiàn)裂縫、斷板等病害。
(2)從路面使用性能(表面功能)進行比較。路面平整度對路面的使用性能影響最大,它直接影響車輛運行的平穩(wěn)性和駕駛人員的舒適性;路面平整度不良還會增加車輛的運行費用,加速路面損壞。瀝青路面剛度低,有較好的減振和吸收能量效果,因此瀝青路面具有很好的平整度(即使路面破壞后平整度易于修復),行車平穩(wěn)、舒適,噪音小,但路面泛油和石料磨光后易造成抗滑性能下降。水泥混凝土路面夜間行車誘導視線良好,但剛性大,減振性能差,行車舒適性差,噪音污染大,路面磨損后抗滑性能大大降低而影響行車安全,恢復路面的抗滑性能困難。且水泥混凝土路面修復較瀝青路面困難。
(3)從施工技術與質量控制水平對路面結構的影響進行比較。瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面都要求建設單位配置先進的施工設備,達到較高的施工技術水平和質量控制水平,兩類路面的優(yōu)點都必須在高質量控制的基礎上才能發(fā)揮。
(4)從生態(tài)平衡與環(huán)保效應進行比較。在相同的技術標準條件下,汽車行駛在水泥混凝土路面和瀝青混凝土路面上的排氣污染情況無大的差別,但是水泥混凝土路面的噪聲污染明顯高于瀝青混凝土路面。
(5)從經(jīng)濟效益進行比較。根據(jù)市政道路建設經(jīng)驗和資料研究表明,單純從建設和使用養(yǎng)護來比較,水泥混凝土路面總費用現(xiàn)值略優(yōu)于瀝青混凝土路面總費用現(xiàn)值。但考慮到整個社會效益,瀝青混凝土路面的社會效應要優(yōu)于水泥混凝土路面的社會效應。
綜合以上的比較分析,并結合當?shù)貙嵺`經(jīng)驗等方面綜合分析,全線除收費站采用水泥混凝土路面外,其它采用瀝青混凝土路面結構。
2.3路面結構層方案比選論證
(1)采用瀝青瑪蹄脂碎石混合料(SMA)和細粒式改性瀝青混凝土(AC-13C)上面層的比較論證。SMA路面較改性瀝青混凝土路面在抗壓強度、耐高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)性、抗滑能力、平整度和抵抗收縮變形的能力等路用性能上要好,但SMA路面對原材料質量技術要求高,對施工工藝要求也高,價格相對要高,對應本路段交通量不大的情況下性價比不高。通過多條市政道路的經(jīng)驗總結,新的瀝青路面設計規(guī)范對細粒式改性瀝青混凝土的級配作了改進,對防止瀝青混凝土早期破損起到了很好的作用。如果對瀝青進行改性,改性瀝青混凝土路面的路用性能會有較大的提高,造價也要稍高。綜上所述,推薦4cm細粒式改性瀝青混凝土(AC-13C)作為上面層。
(2)6cm中粒式瀝青混凝土(AC-20C)中面層。中面層應具有高溫抗車轍、抗剪切、密實、基本不透水的性能??偨Y廣東地區(qū)多條市政道路建設經(jīng)驗,使用中粒式瀝青混凝土(AC-20C)完全能滿足中面層的功能要求。
(3)8cm粗粒式瀝青混凝土(AC-25C)下面層。下面層應具有高溫抗車轍、抗剪切、密實、基本不透水、耐疲勞開裂的性能??偨Y廣東地區(qū)多條市政道路建設經(jīng)驗,使用粗粒式瀝青混凝土(AC-25C)完全能滿足下面層的功能要求。
(4)基層、底基層方案。水泥穩(wěn)定碎石作為基層、底基層早期強度大,施工工藝簡單,施工經(jīng)驗成熟。本項目推薦采用水泥穩(wěn)定碎石作為基層、底基層。
關鍵詞:瀝青混凝土,路面,病害,成因,防治
一、瀝青混凝土路面病害原因分析
1 施工方面的原因
(1)公路路線通過軟土路基,施工過程中軟基處理不徹底,達不到設計要求或根本未予處理,通車以后必定會發(fā)生路基失穩(wěn)或沉降量過大,從而導致瀝青層破壞。根據(jù)相應的規(guī)程的規(guī)定,為保證路基的穩(wěn)定性,必須對通過軟土地基路段的公路基底進行處理,使軟土路基排水固結,以減小路基沉降。但軟土路基排水固結是一個非常漫長的過程,軟土路基穩(wěn)沉的時間有時要達到5年左右。在我國的公路建設中,等待5年路基穩(wěn)沉以后再鋪筑路面,幾乎是不可能做到的。軟土路基處理后,沒有足夠的沉降時間就鋪筑路面,必然會造成因路基沉降而導致路面的早期網(wǎng)裂、坑塘、縱橫裂縫等病害。
(2)瀝青面層本身產(chǎn)生破壞。因瀝青面層原因造成的破壞主要包括瀝青面層松散、坑洞、泛油、車轍等幾個方面。瀝青面層本身的破壞原因主要由兩個方面的原因造成,一是由于水的侵入造成的破壞;二是由于瀝青混凝土混合料離析造成的破壞。水是導致瀝青面層破壞的重要因素。瀝青面層中的水來源于大氣降水及下承層擠上來的水。大氣降水滲入瀝青面層中排不出去,在車輛荷載及溫度變化的作用下會導致瀝青面層的破壞。
(3)路基施工過程中壓實度不滿足要求。路基壓實是提高路基路面強度、穩(wěn)定性的主要技術手段,路基壓實同時也是路基施工過程中的重要工序。路基壓實的目的就是為了使三相體中土粒彼此緊密、排除其中的液相水與氣體,從而提高路基土的強度與穩(wěn)定性。施工過程中如果對路基的壓實度不嚴格加以控制,路基壓實度不能達到設計要求,必然會導致公路路面出現(xiàn)縱橫向裂縫。
另外,水泥混凝土橋面上加鋪瀝青混凝土面層厚度較薄,且不按規(guī)定撒布層間的粘層油或粘層油撒布不均勻,在汽車荷載的作用下,面層也較易出現(xiàn)坑洞等質量缺陷。
2 材料方面的原因
瀝青混合料是由粗集料、細集料、礦粉與瀝青結合料等多種材料拌合而成的復合材料,各種組成材料的質量波動與變化及不同比例都會影響瀝青混合料的質量。
(1)瀝青。瀝青是在瀝青混合料中起膠結作用的材料,瀝青質量的優(yōu)劣直接決定了瀝青混合料的質量。按照《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》(JTG F40-2004)的規(guī)定,瀝青路面采用的瀝青標號,宜按照公路等級、氣候條件、交通條件、路面類型及在結構中的層位及受力特點、施工方法等,結合當?shù)氐氖褂媒?jīng)驗,經(jīng)技術論證后確定。瀝青材料的選擇可以概括為:低含蠟量、高樹脂、低溫度敏感性、高延度等四個條件。應嚴格控制瀝青材料中的含蠟量,在目前重交通流量的情況下,含蠟量高會導致瀝青混凝土的高溫穩(wěn)定性極差,在高溫和重交通條件下必然產(chǎn)生車轍。選擇瀝青品種時,當高溫要求與低溫要求發(fā)生矛盾時,應優(yōu)先考慮滿足高溫性能的要求。
(2)礦料。礦料是粗集料、細集料及礦粉的統(tǒng)稱,礦料質量的好壞直接影響瀝青混合料的強度,是導致瀝青路面早期破損的主要原因。碎石的強度較低時會導致瀝青混凝土穩(wěn)定度偏低,容易引起瀝青路面的剝落,碎石選擇應考慮壓碎值與磨耗值二個指標;碎石與瀝青材料的粘附性大小對瀝青混合料的強度與耐久性有極大的影響,宜選擇堿性碎石以增加與瀝青材料的粘附性;石料的吸水率較大時,空隙中殘留的水分對瀝青面層的壓實與孔隙率都有較大的的影響,宜選擇吸水率較小的石料;配合比設計時應考慮0.075mm以下顆粒含量,在烘干的過程中有一部分已經(jīng)被吸塵設備排出,配合比設計中應與扣除;同時配合比設計時超粒徑顆粒應予以剔除,否則會造成瀝青混合料強度不足。
(3)礦料級配及孔隙率的選擇。礦料的級配設計就是為了選擇合適的孔隙率??紫堵瘦^小時瀝青混凝土不透水了但高溫穩(wěn)定性會降低,孔隙率較大時高溫穩(wěn)定性提高了但透水較嚴重會帶來各種病害。如何權衡孔隙率的大小與高溫穩(wěn)定性是保證瀝青面層質量的重中之重。工程實踐證明,各瀝青層均應采用密實性瀝青混凝土,孔隙率應保證在3%-6%范圍內,從而實現(xiàn)透水性與高溫穩(wěn)定性的平衡。
3 管理方面的原因
公路工程施工管理中存在的一些問題與不足之處,也是導致瀝青面層出現(xiàn)質量問題的重要原因,在有些項目上,管理上的原因造成質量問題比技術方面的原因表現(xiàn)還要突出。加強施工項目管理,是提高工程質量,減少質量病害發(fā)生的行之有效的、不可或缺的手段。
(1)違反公路工程建設基本程序。前期工作滯后,沒有對路面設計方案進行必要的審查與比較,導致路面設計方案不合理或與工程實際情況有差異。招投標過程把關不嚴,一些無公路路面工程施工經(jīng)驗、技術力量、施工設備的隊伍進入了路面施工市場,導致工程施工質量低劣,埋下了質量隱患。
(2)工程監(jiān)理人員業(yè)務素質差,沒有盡到監(jiān)理職責,更有甚者與施工單位串通一氣,對工程質量不負責任。
(3)施工單位對施工技術管理工作不夠重視,未能建立一套行之有效的質量保證體系,對發(fā)生的質量問題沒有進行很好的總結,未吸取教訓積累經(jīng)驗。
(4)重公路建設,輕養(yǎng)護管理也是導致公路早期損壞的一個原因。
二、瀝青混凝土路面病害預防措施
1 瀝青路面出現(xiàn)車轍、擁包、搓板質量問題。
(1)選擇適宜的瀝青材料,是避免或減少出現(xiàn)車轍、擁包、搓板等病害的首要預防措施。一般應選用溫度穩(wěn)定性好的道路石油瀝青或改性瀝青,瀝青用量應通過試驗確定,并嚴格控制瀝青用量。
(2)嚴格按照配合比進行瀝青混凝土的拌合,鋪筑時加強碾壓,是成型的瀝青面層壓實度、平整度等指標符合設計或施工技術規(guī)范的要求。采用連續(xù)級配的粗粒式瀝青混凝土時,嚴格控制瀝青用量,加足礦粉,適當增肌粗集料的比例,控制剩余孔隙率3%-5%。目前推廣使用的SMA瀝青馬蹄脂瀝青混合料具有良好的高溫穩(wěn)定性,對于預防車轍、擁包、搓板等質量病害具有較好的效果。
(3)加強公路超限運輸?shù)闹卫砉ぷ鳎钩捃囕v上路,是減少車轍、擁包、搓板病害的一件大事。
2 瀝青混凝土路面的水損害。
(1)完善瀝青路面的排水設計。通過完善齊全的排水設計將降水及時、快速的排出路面以外,是杜絕路面水毀的治本之策。
(2)積極研究推廣新材料、新結構、新工藝,以技術創(chuàng)新保證雨水無法滲入路面中。SMA混合料的孔隙率很小,幾乎不透水,且馬蹄脂與瀝青的粘結力較好,對瀝青混合料的水穩(wěn)定性有較大改善。
(3)搞好瀝青砼的配合比設計。采用合理的S型礦料級配;采用合理的設計孔隙率;加強滲水性指標的控制與檢測。
(4)加強施工管理,確保施工質量量。再完善的設計,再先進的技術,也要通過施工過程去檢驗、去實現(xiàn)。因此,加強施工過程的全面質量管理,改進和完善施工工藝,嚴格按照設計和規(guī)范要求施工,是防治路面水毀的關鍵。
三、總結
瀝青混凝土路面產(chǎn)生病害的原因是多方面的,需要我們深入了解產(chǎn)生這些病害的原因,再對出現(xiàn)的病害采取有效的措施進行預防。本文正是從此角度,對其進行了深入的分析。
參考文獻:
關鍵詞:養(yǎng)護工程 設計 審查
近年來,隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展,汽車交通量迅猛增長,公眾對公路、尤其是公路的使用品質和服務水平提出了更高要求。根據(jù)交通運輸部 “十二五”公路養(yǎng)護管理事業(yè)發(fā)展綱要,要求全面加強預防性養(yǎng)護、周期性養(yǎng)護,提高科學養(yǎng)護水平,逐步實現(xiàn)公路良性循環(huán)。每年養(yǎng)護工程的比例逐漸提高,公路養(yǎng)護工程將逐步進入周期性安排的正常軌道。各級公路管理部門必須進一步加強改善大中修工程規(guī)范化管理,確保工程實施質量,提高養(yǎng)護工程資金使用效率。
養(yǎng)護工程設計是影響改善大中修工程實施質量的重要環(huán)節(jié)。工程設計應緊密結合實際,做到“內容全面、文本規(guī)范,技術合理、方案可行,確保質量、注重實效”,達到指導施工、提高工程質量、合理有效利用資金的目的。筆者結合多年審查養(yǎng)護工程的體會,總結了養(yǎng)護工程審查的主意的幾個問題,供同行參考。
1.對有關養(yǎng)護工程標準和設計單位資質的審查
公路養(yǎng)護工程設計是安排工程項目、控制投資、編制招標文件、組織施工和竣工驗收的重要依據(jù)。應不低于原設計標準為前提,設計應符合國家規(guī)范的要求。
設計文件的編制,必須貫徹國家有關方針政策,按照有關標準、規(guī)范、規(guī)程,精心設計,做到客觀、公正、準確。設計文件的編制,必須由具有相應資質、資格的設計單位完成,并對設計質量負全責。
2.養(yǎng)護改善大中修設計審查原則和要點
2.1設計審查把握的原則
養(yǎng)護改善段按照新建設計原則進行。對于瀝青路面大中修基本原則:優(yōu)先采用預防性養(yǎng)護技術;優(yōu)先采用中修罩面方案;優(yōu)先采用先進的冷熱再生技術;優(yōu)先采用非開挖基層補強快速修補技術。水泥混凝土路面大中修基本原則:使用年限5—10年的,以日常養(yǎng)護為主,水泥路面破板原則采用同厚度的水泥砼進行修復;使用年限10年以上的,破板率40%以下的,水泥路面破板可采用瀝青砼進行過渡(過渡路段可采用厚度不少15厘米水泥穩(wěn)定碎石或貧砼+5厘米的瀝青砼,或調平層+兩層瀝青砼);使用年限10年以上,破板率40%(含修復過的板塊數(shù)量)以上的,應考慮通過改造進行修復,改造方案優(yōu)先采用共振或多錘頭碎石化技術。
2.2設計審查要點
2.2.1對舊路資料收集的完整性與路況評定準確性的審查
改善、大中修工程長度、具體樁號、原老路修建年代、技術等級、路基路面寬度、路幅布置、原路面結構及厚度、歷次大中修情況、現(xiàn)主要病害照片,大中修路段橋隧等結構物技術狀況、原設計荷載;現(xiàn)交通量及組成、實測彎沉值、平整度值,路面破損等病害調查數(shù)據(jù)、路面技術狀況等級;
路面病害處理后及基層、路面大中修后設計強度或彎沉值應達到的指標,以及具體各路段處治方案分析,特別是對老路病害處治方法和橋頭沉降處治的具體方案作重點審查。
2.2.2路基及縱坡設計審查
路基原則利用現(xiàn)有路基,不作大的改善。中修工程,一般路段縱坡原則上不進行設計;大修工程,縱坡設計以滿足路面最低結構厚度和恢復路面橫坡及接順橋頭為原則,盡量避免大填大挖。養(yǎng)護大中修工程突出以路面整修及排水設施完善、安全設施恢復為重點,注重橋頭跳車治理,兼顧其他附屬設施的整修和完善,做到統(tǒng)一設計,整體提高。
2.2.3原舊路處理情況審查
在全面調查原老路技術狀況的基礎上,根據(jù)原路面病害類型,合理采用處治方案。大修路段,原則上應少挖多填,并應先處治好原路面病害后,再加鋪新的路面;中修路段,為確保新鋪路面質量和厚度的均勻性,可采用銑刨一定厚度瀝青砼面層后,再加鋪新的路面。
2.2.4路面結構設計審查
路面面層及基層厚度,應根據(jù)該公路等級、結構強度(彎沉值)和交通量組成及發(fā)展趨勢綜合確定,加鋪瀝青砼面層一般為兩層。路面大修工程設計彎沉值原則上應根據(jù)交通量及其組成情況計算確定,中修工程設計彎沉值可不作要求。
2.2.5交通安全設施審查
原有交通標志原則上應盡量利用,對不符合國標及法規(guī)要求的,應拆除或更換、調整,根據(jù)需要適量增設;大修路段如不滿足公路建筑限界要求的應調高或更換,中修路段原則不作調整。交通標線,路面工程完成后按國標及法規(guī)要求重新標劃。安全防護設施應嚴格按規(guī)定和規(guī)范要求進行設置,新設防撞護欄宜適當提高,以保證今后大中修時不要再做抬升處理;因路面大修后護欄高度達不到規(guī)范要求的,應作相應調高,護欄基礎埋置深度應滿足規(guī)范要求,對特殊路段達不到規(guī)范要求的必須作相應的加固處理;原有護欄整修后應盡量利用;對原有護欄墩如需利用的應根據(jù)各路段實際情況進行加高等措施加以改造,以達到安全防護要求;中修路段原則不作調整。
2.2.6路面使用材料審查
交通量較大的路段,路面上面層材料可采用改性瀝青砼,交通量較小的宜采用普通瀝青,纖維材料原則用于橋面鋪裝和爬坡路段路面。設計應明確路面主要材料來源及配合比設計要求。
2.2.7橋頭跳車處理情況審查
橋頭路基已基本穩(wěn)定的過渡路段,應按原工程設計要求一步到位;原路基仍不穩(wěn)定的,以接順為原則,仍可采用過渡方案;有條件的應采用注漿提升或輕質材料置換等措施,對橋頭路基進行處理,力求達到減緩橋頭沉降速度或基本根治橋頭沉降。瀝青砼路面橋頭接坡長度應不少于30m,縱坡坡差原則控制在0.5%以內;水泥混凝土路面橋頭跳車,如橋面與路面的坡差≥1%時,橋頭接坡30m應將水泥混凝土路面改造成瀝青混凝土路面,縱坡坡差控制在0.5%以內。
2.2.8排水設施與其他工程設計審查
原則上控制在路面大中修路段范圍,其他路段原則不作考慮。路面大中修路段排水設施應做到齊全、配套、完整、暢通、形成系統(tǒng),無淤塞無破損;規(guī)模較大的邊坡處治、擋墻加固和路線改善工程及綠化工程須另行設計;橋涵、隧道僅對橋面和隧道路面進行修復,涉及病害需加固維修的工程應另行設計。
2.2.9施工組織計劃的審查
對于邊通車邊施工的項目,施工期間臨時交通組織設計圖。繪出交通限流、分流、封閉及繞行等交通管制措施設計圖。
2.2.10路面病害處治設計的審查
根據(jù)病害的密集、嚴重程度合理進行分段,列出樁號段落,對統(tǒng)計出每段的病害類型及數(shù)量(長度、面積、個數(shù)、塊數(shù))進行審查,病害處治是養(yǎng)護工程中的關鍵環(huán)節(jié),病害處治的好壞直接影響?zhàn)B護工程的質量。
養(yǎng)護改善、大中修工程設計必須貫徹“科學合理、節(jié)能環(huán)保、快速安全、經(jīng)濟優(yōu)質”的設計理念,結合經(jīng)濟、技術條件,吸收國內外先進經(jīng)驗,積極采用新技術、新材料、新設備、新工藝。貫徹因路制宜,注重現(xiàn)場調查,針對路況實際開展設計,注重精細設計,倡導作品設計,重視環(huán)境保護,注重與其他工程及周邊環(huán)境的協(xié)調,使設計的工程項目取得經(jīng)濟、社會和環(huán)境的綜合效益。
關鍵詞:瀝青混凝土路面;水泥混凝土;病害成因;防治對策;
1.混凝土路面的病害成因
1.1瀝青路面病害成因
瀝青混凝土作為一種路用結合料,從三級路到高速公路,從路面底基層到路面面層,均普遍采用,成為道路建設長久使用的一種材料,但由于瀝青混凝土材質本身的差異,以及受設計和施工水平的影響,瀝青路面常常出現(xiàn)各種各樣的病害。
1.1.1設計規(guī)范存在的問題
目前,在路面設計中,一方面交通車輛調查資料,是為通行能力服務的,沒有考慮到超載的問題,造成設計年限內累計標準軸載出現(xiàn)與事實不相符的情況。這樣,使得設計彎沉值偏大,基層、低基層的拉應力偏小,造成路面整體剛度不足,導致路面提前破壞。另外,載貨車輛中,80%有超載現(xiàn)象,加速了路面的破損,促使路面開裂、推擁,甚至局部下陷。
1.1.2氣候和溫度的影響
1)瀝青材料在氣溫大幅度下降時,逐漸發(fā)硬并開始收縮;面層中產(chǎn)生的收縮拉應力或拉應變一旦超過瀝青混合料的抗拉強度,瀝青面層就會開裂,產(chǎn)生裂縫。再者,在日溫差大的地區(qū),由于溫度反復升降導致瀝青面層溫度應力疲勞,使瀝青混合料的極限拉伸應變(或勁度模量)變小,應力松弛性能降低,最終達到極限抗拉強度使路面產(chǎn)生裂縫。
2)石油瀝青實際上在拌合溫度控制方面時高時低很不穩(wěn)定。溫度過高可能導致瀝青變質,沒有黏性使瀝青混凝土松散;溫度過低,瀝青混和料拌合不勻,影響級配,這些也是導致瀝青路面有時局部松散或其他病害的原因。
1.1.3配合比設計的問題
瀝青混凝土配合比設計按規(guī)范要求應經(jīng)過四個階段,即目標配合比設計階段、生產(chǎn)配合比設計階段及驗證階段和試拌試鋪階段,在施工時,有的單位壓縮或干脆憑經(jīng)驗進行施工。因此,從理論和實踐來講瀝青混凝土配合比設計存在較大的偏差,從而導致瀝青混凝土內在質量存在不足,是路面發(fā)生松散、坑槽和滲水破壞的原因。
1.2水泥路面病害成因
由于設計深度不夠,施工經(jīng)驗的不足,路面常有裂縫出現(xiàn),并隨著通車時間的推移一些裂縫繼續(xù)發(fā)展,成因大致如下:
1.2.1路基面板的設計問題
進行路基設計時,如果沒有認真對影響路基強度和穩(wěn)定性的地面水和底下水采取攔截或排出路基外的措施,則路面沒有足夠的強度、穩(wěn)定性和耐久性。當面板的強度不能承受車輛荷載產(chǎn)生的應力時,或路面橫坡設置不當,會使排水速度很慢,使路基發(fā)生變形,路面面板也隨之變形而折斷。
1.2.2施工原因;路基施工過程中沒有按要求做成一定的橫坡度,路基施工臨時排水未做或不通暢,從而使大量的積水滲入路基;沒有分層碾壓,且混凝土攪拌不足或過分都會使形成的混凝土強度不足或不均勻,易導致早期開裂斷板。
2.混凝土路面裂縫防治對策
2.1水泥路面的病害防治措施
采取以下措施,可以在一定程度上減少路面的裂縫,進而提高交通的舒適性。
(一)設計方面;根據(jù)當?shù)氐牡乩砦恢?、地理環(huán)境、地形、地質,特別是交通量的組成和車輛的類別以及地方材料的供應情況,提出符合實際的軸載等設計參數(shù)、路面結構、材料組成、路基填料、碾壓方案和要求,設計出適宜水泥混凝土面板,以及完善的排水系統(tǒng),提出合理經(jīng)濟的水泥混凝土配合比設計和要求。其次,水泥混凝土路面基層要達到支撐穩(wěn)固的要求,必須解決基層耐沖刷和彎沉均勻性問題。
(二)施工方面;嚴格控制材料質量是實現(xiàn)優(yōu)質水泥混凝土路面設計和使用要求的前提,確?;炷谅访姘搴穸鹊木鶆蛞恢?,使基層保持基層濕潤狀態(tài),直至澆筑水泥混凝土路面板。按規(guī)范要求搞好基底及溝槽分層壓實;在溝槽和路基填筑過程中,要嚴格按規(guī)范要求選好填料,控制壓實含水量與最佳含水量之差在規(guī)定范圍內,每層填筑要用平地機等機械整平后壓實,形成橫向路拱,做好臨時排水使路基干燥。
2.2瀝青混凝土路面的病害防治對策
①路基和基層施工質量控制,要合理的安排路面、路基的施工周期,使路基在碾壓成型后,要經(jīng)過一段時間的自然沉降后,方可進行路面的施工。一定要做好材料配比的試驗。
②路面施工控制。施工時除了要嚴格控制壓實度外。還要嚴格控制瀝青混合料的拌合質量,從源頭上控制礦料的離析,避免路面強度的不足。瀝青路面施工要根據(jù)規(guī)范要求,選擇符合本地區(qū)道路自然區(qū)化的瀝青或改性瀝青,盡量采和開級配的骨架型密實結構,以提高面層的抗變形能力。
3.總結
由以上探討可知,瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面產(chǎn)生病害的原因多種多樣,路面病害的預防必須加強設計、施工、養(yǎng)護三個方面工作,從源頭抓好。在今后的混凝土路面施工過程中,不斷總結經(jīng)驗、分析原因,不斷提高施工人員的素質,貫徹“預防為主、防治結合”的方針,減少路面病害的發(fā)生,使道路更好的發(fā)揮作用。
參考文獻:
[1]公路水泥混凝土路面施工技術規(guī)范(JTGF30-2003)[S].
論文摘要:隨著城市交通日益發(fā)展,車流量加大,市政道路的質量面臨著更大的挑戰(zhàn)。道路的路基施工質量直接影響了路面的使用品質,要做到市政道路工程路基路面的穩(wěn)定和堅固,就要合理規(guī)劃設計,精心施工。本文分析了市政道路工程路基路面合理的規(guī)劃方案和設計方法,對市政道路工程路基路面的施工作業(yè)具有一定的參考意義。
隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展和科技水平的不斷進步,我國市政道路工程實現(xiàn)了跨越式的發(fā)展。市政道路工程現(xiàn)代化建設的開展如火如荼,其工程質量與建設速度受到社會各界的廣泛關注。如何合理規(guī)劃設計路基路面,避免市政道路的路基路面建成后發(fā)生病害,我們需要根據(jù)以往的始終能夠道路路基路面工程施工當中總結經(jīng)驗,吸取教訓,經(jīng)過深入地分析、總結,在施工過程中把握每一個環(huán)節(jié),控制路基路面工程的施工質量。
一、市政道路工程規(guī)劃應遵循的原則
市政道路工程的施工主要包括三大部分:道路的縱、平橫斷面的設計、路基路面工程和道路的配套基礎設施。其中,路基路面工程必須根據(jù)市政道路工程的總體規(guī)劃原則進行設計和規(guī)劃,市政道路工程的設計原則包括:
首先,要在滿足城市的總體規(guī)劃的前提下,科學、合理地設計道路交通,土地的使用要滿通運輸需求。要充分發(fā)揮城市的道路交通對于土地開發(fā)強度的制約與促進作用,完善和優(yōu)化城市的用地布局,使城市的運轉效能得到提高,改善城市的環(huán)境,提供高效、經(jīng)濟、低公害、舒適和安全的交通條件。
其次,遵循市場經(jīng)濟規(guī)律,同城市的社會經(jīng)濟發(fā)展水平相結合,大力發(fā)展公共交通,形成個體交通和公共交通優(yōu)勢互補的多元化客運網(wǎng)絡。
再次,要充分考慮道路的無障礙設計,保證行動不便者能夠安全、方便地使用城市道路,達到環(huán)境效益、社會效益、經(jīng)濟效益相互結合的目的。
最后,城市的配套基礎設施和城市的道路交通要緊密結合。與城市的主干道相互結合的城市基礎設施主要包括:電信管廣電線、電力管線、雨水管線、污水管線、給水管線,結合城市的美化亮化道路灌溉及綠化設施、景燈設施、路燈及交管紅綠燈控制設施等。
對各基礎設施進行綜合規(guī)劃,除景燈、路燈、綠化及部分電信、電力設施設計在路面以上,其他的管線設施都在路面以下,以保證道路的視線通暢、環(huán)境良好,道路設施功能完善、齊全,環(huán)境優(yōu)美,引導城市的空間向縱橫延伸,確保城市空間的可持續(xù)發(fā)展。
二、市政道路工程路基路面設計關鍵點
(一)控制路基面層裂縫
根據(jù)實踐總結的經(jīng)驗,市政道路路基路面工程施工當中的裂縫控制,關鍵要采用穩(wěn)定性能較好、收縮性較小的結構作為基層,而在施工的過程中必須對這種類型施工材料裂縫的原理給予充分考慮,其出現(xiàn)裂縫最主要的原因是材料收縮。材料收縮有兩個主要方面:溫縮和干縮。無論是哪種收縮,都同施工材料塑性指標和含水率有關。所以施工材料的選用中要對施工材料的塑性指標等進行相關的試驗和檢測,經(jīng)檢測符合標準的才可以采購。另外,在施工的過程中可以添加具有減水、緩凝性能的外加劑來確保施工材料能達到符合施工要求的含水率。只有保證了施工材料這兩方面的指標參數(shù),才能夠保證很少甚至避免出現(xiàn)裂縫。
(二)控制基層平整度
路基是道路重要的組成部分,其穩(wěn)定性和強度是確保路面穩(wěn)定的條件。所以,在設計與施工上都要保證路基質量。而面層平整度的好壞對行車的安全和舒適有著直接的影響,對于控制路基路面的平整度,要對不同的基層區(qū)別對待。
由于石灰穩(wěn)定土為基層的工程,其平整度的要求和標準較低,所以石灰穩(wěn)定土為基礎的工程平整度質量比較容易控制,可以使用平地機進行刮平,直到平整度合格即可。
但是對于水泥穩(wěn)定碎石為基層的工程,其平整度質量比石灰土要難,要求也比較高。而且,水泥穩(wěn)定碎石對面層的平整度影響較大。水泥類的穩(wěn)定材料不同于石灰土或者粉煤灰、石灰,穩(wěn)定類材料施工對壓實的時間要求并不嚴格,而終壓時間對水泥類穩(wěn)定材料施工影響非常大,稍控制不好就會影響強度。所以,水泥類的穩(wěn)定材料接頭一般較多,對平整度產(chǎn)生影響??梢杂镁從郎p水劑延長初凝的時間。通過現(xiàn)場的試驗,初凝時間平均為二百七十分鐘,至此,可以設計攤鋪長度和壓實程序?;鶎佑脭備仚C進行攤鋪時,要注意攤鋪的寬度,過寬時,布料器的轉速會加快,使兩側的混合料離析進而對成型和平整度產(chǎn)生影響。
為了保證路基、路面的穩(wěn)定性和強度,必須非常嚴格地控制路基壓實度,尤其要注意路堤與人工構造物銜接處的壓實,減少銜接處沉降錯落影響。
路基經(jīng)碾壓以后要進行密實度、縱橫坡度、幾何尺寸、標高等指標的檢測,檢測合格后才可以進行路面結構的施工。
對于各種路面材料要進行必要的試驗與施工檢測,對不符合要求的,要果斷采取相應的補救措施。
(三)對軟土地基的處理
通過對大量的市政道路工程調查表明,軟土地基的路段由于地基沉降引起跳車的現(xiàn)象主要是由于施工圖的設計過程中地質鉆探的布孔太少,鉆探不深,軟土地基沒有被及時發(fā)現(xiàn),或者對軟土地基的深度、范圍和物理力學性質等沒能準確探明,致使沒有對軟土地基進行相應的加固處理或處理方法不夠完善。
另外,軟土地基的加固處理計算參數(shù)和計算方法與軟土地基實際情況或多或少存在一定差距,軟土地基的處理很難達到技術要求及預期效果。另外,雨水侵蝕導致路基填充材料流失和強度降低,也是導致市政道路工程的路基沉降一個主要原因。各種軟土地基的處理方法適的適應性和機理各有特點,在施工的過程中應根據(jù)工程實際情況有選擇地采用。下面以江蘇某公路工程的第1標段為例進行說明:
江蘇某公路工程的第1標段,長2km,流塑狀淤泥與欠固 結靈敏或者高靈敏淤泥質土的分布比較廣泛,厚度大,屬于軟土路基,而且溝壑、魚塘眾多。
針對這種難以控制路基穩(wěn)定與固結時間的路段,可以用真空聯(lián)合的堆載預壓的方法進行加固處理。真空聯(lián)合的堆載預壓法具體操作是在軟土地基的表面先鋪設好砂墊層,之后埋設垂直的排水通道,然后在砂墊層的頂面鋪設密封薄膜隔絕大氣,薄膜的四周埋入土里,通過砂墊層埋設的吸水管道,使用真空裝置抽氣,形成真空。抽真空的時候,排水通道和砂墊層會先后形成壓差,土體中空隙的水在壓差作用下有排水通道不斷排除,最終使土體固結。
(四)路基路面排水
路基的穩(wěn)定性和強度受到水的影響,很多路基的病害都是水的侵蝕導致的。另外,從不損害當?shù)氐霓r(nóng)田水利設施和保護環(huán)境的角度考慮,必須要做好路基的排水,并且要與地區(qū)的排水規(guī)劃相互協(xié)調,形成完善的排水系統(tǒng)。在路基施工中要重視施工排水,避免水患給路基和路面的施工造成多余的損失。
1.地面排水
常用的地面排水設施有急流槽、對于一級公路和高速公路的排水溝渠,通常都要求鋪砌防護。漿砌片石加固應用非常廣泛,如今,水泥混凝土預制板塊的應用也越來越普遍。
2.路面排水
路面排水要做到迅速排除在路面范圍的降水,減少路面滲入,避免水沖刷路基邊坡。路面排水通常有兩種方式。首先是分散排水,通常應用于我國西北地區(qū)地勢較平坦的長路段,除了加固路基邊坡和硬化路肩,也要考慮到邊坡下部植物的生長是否會擋住橫向排水的通路,導致路面積水。對應措施是硬化路肩并設路肩排水溝,加大溝坡排水。另外一種為集中排水,硬路肩的外側可以設置現(xiàn)澆瀝青混凝土攔水帶或者泥混凝土預制塊,使其同硬路肩路面形成三角形集水槽流水,隔30—50m的間距設置一道泄水口,和路堤邊坡的急流槽相互銜接,將雨水排放到坡腳的排水溝中。
3.地下排水
路基地下排水多用滲井、滲溝、盲溝、暗溝等,特點是滲透式的排水。水流較大時多采用有滲水管的滲溝。傳統(tǒng)砂礫料的反濾層大多改用了具備反濾功能土工織物。帶有濾布、鋼圈與加強合成纖維所組成的加勁軟式的透水管很適合在地下排水中應用。
三、結語
總之,公路的路基路面質量深刻影響著公路的使用性能,因此,進行路基路面的施工時應當嚴格按照相應的規(guī)范和設計進行,并針對不同的工程具體情況有選擇地采用相適應的具體措施。通過大量的工程實踐積累經(jīng)驗,總結路基路面的施工設計方法,對降低工程成本,提高公路使用性能是非常重要的環(huán)節(jié)。
參考文獻:
[1]張迎秋.市政道路路基施工質量控制的探討[J].經(jīng)營管理者,2010(09).
關鍵詞:路基翻漿,水質,隔溫層,隔離層
一、路基翻漿形成機理
我國北方地區(qū)到了冬天溫度非常低,經(jīng)常出現(xiàn)冰凍,道路路基便會結凍,上下層形成溫度差,使得道路凍脹隆起。到了春天,氣溫開始回升,由于路面導熱性大,土基上層便呈現(xiàn)過濕狀態(tài),有時甚至超過液限。這樣路面的強度就會降低,造成大量路面的破壞,甚至出現(xiàn)塌方現(xiàn)象。另外,路基翻漿地基現(xiàn)象往往伴隨著凍脹而發(fā)生,凍脹和塌方是路基凍結和融化過程中形成的兩個不同階段。
二、影響路基翻漿的主要因素
結合路基翻漿的相關資料,總結出如下影響路基翻漿的主要因素:水,土質,水文與氣候,行車,設計和施工,人文因素等。
1、水
水是影響道路路基翻漿的最基本的因素,水主要是雨水,雪水,地下水等等。過多的水就會使土壤失去強度,容易產(chǎn)生路基塌方。洪水是導致水量過多的最主要來源,為此,每年汛期來臨之前,我們要進行動態(tài)掌握,密切聯(lián)系相關部門,了解洪水的情況,從而及時采取有效措施保證公路路基路面不被水毀過重,造成路基翻漿和冒泥病害。
2、土質
土質的好壞對于道路翻漿的影響不盡相同。顯然是土質越好,就越不容易出現(xiàn)塌方現(xiàn)象。因此,我們在施工的過程中要選擇好的土質。像粘性土,腐晴土,泥炭土,鹽漬土等這些容易產(chǎn)生翻漿的土質不宜采用。
3、水文與氣候
在一凍一化,寒暖交替時,道路塌方會加重,由此可見,水文和氣候對于路基翻漿也具有很大的影響。因此要根據(jù)水文和氣候的變化來保護路基。
4、行車
道路上的車流量,車的載重大小,對于道路的影響非常大,道路路基翻漿也會在載車較重的地方暴露出來。因此,在發(fā)現(xiàn)路基翻漿苗條時,要及時控制車輛的通行,盡量減少不必要的車輛通行,同時采取相應的維修措施。
5、設計、施工的原因’
設計和施工對于道路的影響也很大,高質量的設計和施工過程會造就切實可行的高標準道路,這樣道路路基翻漿問題也會在一定程度上避免。
6、人為因素
人文因素也是其中關鍵的因素。做到設計時對路基翻漿的因素考慮周全,加強施工質量,做好養(yǎng)護工作。
三、路基翻漿處理的防治
根據(jù)以上影響路基翻漿的主要因素,總結出如下路基翻漿的處理防治辦法:填高路基法,路基排水法,修隔溫層,鋪設隔離層,降低地下水位,改善路面結構。
1、填高路基法
填高路基可以使路基上層與地下水遠離,這樣就會大大減少聚集的水分,還有利于路基排水,保持路基干燥,對于根除路基翻漿地基問題有明顯的效果。
2、路基排水法
就是采用各種有效的措施,降低路基土壤的地下水位,使路基土壤保持干燥,以此來減少路基翻漿的情況出現(xiàn)。
3、修隔溫層
所謂修隔溫層就是在路基上部或路面底基層處,以延緩和減小負氣溫的強度,鋪一層爐渣、礦渣、碎磚等材料。
4、鋪設隔離層
隔離層鋪設在路基頂面以下0.5至0.8 m處,目的在于隔斷毛細管水上升進入路基上部,防止在負溫差時的水分積聚,以保持路基上部處于干燥狀態(tài)。隔離層按使用材料的不同,可分為透水和不透水兩種。
5、降低地下水位
降低地下水位的方法主要包括兩種:設置滲溝和路肩盲溝。通過這兩種方面可以有效的降低地下水位,是路基翻漿防治的有效措施。
6、改善路面結構
改善路面結構的方面主要有三:砂墊層法,鋪石灰土法和鋪爐渣石灰土法。這三種方法都能有效的改善路面結構,防治路基翻漿現(xiàn)象。
四、總結
路基翻漿處理現(xiàn)象是道路的病害之一,在以后的道路施工和保養(yǎng)中一定要盡量避免。為此,我們要科學施工,考慮地區(qū)的氣候,地質等等,合理分析,科學管理,運用各種防治路基翻漿的防治措施,根除翻漿現(xiàn)象,減少道路病害。
參考文獻:
[1] 周立棟. 隧道襯砌裂縫的成因分析與防治措施[J]. 科技咨詢導報, 2007, (03)
[2] 林波. 水泥混凝土路面斷板的原因分析及其防治[J]. 中國西部科技(學術), 2007, (14)
[3] 馮保良, 杜紅. 淺議公路橋頭跳車的原因及防治措施[J]. 科技信息(科學教研), 2008, (08)
[4] 宋安紅. 淺談公路橋涵臺背跳車的原因及處理措施[J]. 山西建筑, 2010, (13)
[5] 梁俊峰. 淺析瀝青路面推移成因及防治[J]. 科學之友(B版), 2008, (02)
[6] 韓之江. 橋梁板式橡膠支座病害原因分析及防治措施[J]. 山西交通科技, 2008, (01)
二、勇于創(chuàng)新,總結經(jīng)驗。專來技術工作水平在實踐逐步提高
一九九七年八月參與了南平至章莊二級公路路面改善工程建設,在該項目中,任技術負責人,總結并編寫《水泥穩(wěn)定砂礫層機械化施工要點》,對在水泥穩(wěn)定砂礫機械化施工中,機械配備,材料用量及控制,工藝流程及工程質量控制起到了良好效果。在一九九八年孟溪大垸水毀調研工程后,總結了《瀝青路面春季翻漿處治方法及要點》,在春季雨水過多,不利于瀝青路行車的狀況下,主要采取三種處理措施:(1)開挖路肩明溝:春初翻漿路段兩側路肩上每隔6-8開挖一道橫向明溝。及時排降除路面水份。(2)挖橫斷面或路基明溝,不致使路面積水。(3)挖滲水坑,在易于翻漿的路段,挖成直徑20-40cm左右的坑,人工定期掏出坑積水。同時還在市養(yǎng)護工作經(jīng)驗流會上作了《淺談公路水毀的成固與防法》,總結經(jīng)驗。近幾年工程水毀主要有路基沉陷,路基坍塌,橋梁破壞,防護與加固工程損壞等類型。公路水毀要以預防為主,及時清除水毀隱患,防患于未然,只要能從公路的設計、施工、養(yǎng)護等方面重視水毀,采取措施得當,公路水毀將會得到有效控制。
三、敢于探索,理論結合實踐,專業(yè)技術工作成績顯著
一九九八年十月,擔任水泥路養(yǎng)護工程隊技術員,在公安縣公路管理局列養(yǎng)里程中,國道二級水泥砼路面有49km,省道公石線有49.5km,為了交通行車舒適,找出一條即經(jīng)濟又合理的水泥砼路面破板修復辦法,通過實踐觀察發(fā)現(xiàn)破板的主要原因是基層不穩(wěn)定造成的,影響基層不穩(wěn)定的主要因素是雨水滲透到基層,在荷載的作用下,基層開始變形發(fā)生唧泥,對這種現(xiàn)象,我們?yōu)槭叙B(yǎng)護科提出要加強對水泥砼路面進行縫養(yǎng)的建議,采用科學的縫養(yǎng)和高密度縫養(yǎng)材料,對遏制水泥砼路面的破碎起到了明顯的效果,受到了市局的領導表揚。
xx年2xx年國道黑狗當大橋工字梁生生位移,橋面鋪裝板破裂,橋梁伸縮縫損壞,被省市專家確定為危橋,需要加固維修。我擔任該項目技術負責人,針對大橋各種病害,通過近十天觀察,報省市批準,采用簡支梁穩(wěn)定工字梁,重新布筋進行橋面鋪裝,通過四個多月的維修加固,經(jīng)省市檢測為合格優(yōu)質工程,大大的提高了橋梁的通行能力,行車安全有了保障。該項目受到了省市領導好評,市養(yǎng)路科在此召開了全市橋梁維修加固工程現(xiàn)場會,個人也受到了極大的鼓舞。xx年四月完成了207國道二級路面改善工程j標段施工任務。我擔任技術負責人,在老油路基礎上進行加鋪砂礫下基,在施工中發(fā)現(xiàn)老油路路面呈塊狀,且極不穩(wěn)定,上報給市局,經(jīng)實地察看,本人建議挖除塊松動油路基礎,進行局部挖一補一措施,通過彎沉檢測,各項技術指標合格,此項目被評為優(yōu)質工程。xx年三月?lián)紊硠⒔泳€改建工程技術負責人,在處理軟基時,k00+300-k00+500有200米軟基無法處治,因路基旁為一水堂,在下挖無望的情況下,結合在書本上學到的知識,進行石灰樁處冶后,再進行底標號砼下基施工,三天后通過彎沉檢測,容許值在標準范圍內,完全合符二級公路建設標準,受到監(jiān)理和業(yè)主的表揚。
xx年八月參加了省公路局與長安大學科研項目試驗工程建設,任公石d標技術負責人。因為公石線是連接我市至湖南岳陽107國道的主要干線,對我市的經(jīng)濟發(fā)展有著十分重要的作用,根據(jù)湖北省公路局和長安大學科研項目要求,其主要是目的在于比較舊水泥砼路面上不同結構加鋪層在相同的氣候,水文、地質等自然條件及相同交通量情況下各種加鋪層的使用壽命,防止反射裂縫的能力,找到適合于湖北實際情況,在技術上可行,經(jīng)濟上合理及施工方便的舊水泥砼路面加鋪改建的典型結構。在湖北省公路局和市局主管部門的領導,在長安大學陳教授和楊博士的指導下,我參與了項目技術科各種承載力試驗及cbr值檢測,對板塊不同部位進行了彎沉測量。參與了初步測量,設計到實際施工放樣,水準點恢復及中線測定,為長安大學科研項目提供了第一手數(shù)字依據(jù),在幾次省公路局和長安大學的經(jīng)驗交流會上,受到了省局和長學教授好評,該項工程初步評定為省優(yōu)質工程。
四、嚴標準、嚴要求,力求專業(yè)技術工作邁向新臺階。
關鍵詞:舊水泥路面加鋪改造 關鍵技術 探討
目前,我國現(xiàn)有的水泥混凝土路面有相當一部分已接近或超過設計年限,有些雖未達到設計年限,但是由于設計時對交通量增長預估不足,汽車軸載日益重型化,路面累計通行標準軸次已超過設計值。此外,由于我國水泥混凝土路面設計理論不夠完善,施工經(jīng)驗的不足以及養(yǎng)護時不夠規(guī)范和重視等眾多原因,許多路面或出現(xiàn)結構性損壞,或出現(xiàn)功能性缺陷,嚴重影響了公路使用質量,大部分水泥混凝土路面都維持在較低的服務水平上,面臨著修復、改建和重建工作。本文結合我項目部在某高速舊水泥混凝土路面改建工程的實踐,談談對舊水泥路面加鋪改造施工關鍵技術的認識。
1、舊水泥路面脫空狀況評價與處理
水泥混凝土路面主要有以下四種類型的損壞:斷裂類(縱向、橫向、斜向、角隅和交叉裂縫);接縫損壞類(唧泥、錯臺、接縫碎裂、拱起、填縫料損壞等);變形類(沉陷、脹起等);材料或表層類損壞(活性集料反應病害、集料凍融裂紋、網(wǎng)裂和起皮、磨損和露骨等)。在瀝青加鋪層的研究中,主要關心的是前三類病害。斷裂、錯臺、接縫損壞、唧泥和坑洞等水泥路面常見病害通過目測即可發(fā)現(xiàn),而板底脫空具有一定的隱蔽性,需要借助于特殊的設備。
板塊脫空會使路面板在荷載作用下處于極為不利的受力狀態(tài),有限元分析表明板底脫空會使路面板在相同荷載下承受比正常不脫空板更大的拉應力,相鄰板在車輪荷載作用下產(chǎn)生較大的錯動,溫度變化引起的水泥混凝土路面板脹縮變形更多的傳遞給瀝青混凝土 ,這些都加劇了反射裂縫的發(fā)生與發(fā)展。因此,脫空板塊的處治效果直接關系到加鋪層的壽命,而這一切又是建立在脫空的識別判定基礎之上的。
本項目部采用聲振法水泥混凝土面板脫空檢測儀,對舊水泥路面板底脫空情況進行了檢測與評定。每塊板布置了5個測點,如圖1所示。板塊編號和測點位置以現(xiàn)場標注為準。
圖1 測點位置示意圖
建議根據(jù)現(xiàn)場板塊破損狀況和脫空檢測結果,按照設計文件的要求,將斷裂和下沉的板塊及其基層挖除后更換新的基層和面板;對板塊表面完整但板角脫空的板底和基層底面進行壓漿處理,壓漿孔深度宜超過基層底面3~5cm。
壓漿是較為成熟的脫空處治方法,壓漿時需要根據(jù)不同的脫空位置選擇合理的鉆孔形式,推薦的超車道和行車道鉆孔形式如圖六。此外,施工中一定要做到2點:一、淺層灌漿位置達到水泥板與基層脫空之處,二、灌漿材料嚴格按照規(guī)定配合比拌制,三、發(fā)現(xiàn)唧漿嚴重處,深層壓漿入混凝土板底和路基頂面。
a) b)
圖1 灌漿的鉆孔形式 a)超車道鉆孔位置示意圖 b)行車道鉆孔位置示意圖
2、路面防裂技術的應用
設置中間夾層是目前水泥混凝土加鋪最常用的防裂技術,其可使溫度作用下的接縫伸縮及車輛荷載作用下相鄰板邊的豎向位移被大變形率的材料所吸收,或是阻止板接縫或裂縫處各個方向相對運動時產(chǎn)生的應力,進而起到降低裂縫應力峰值的作用,此外,部分中間夾層還具有防水層的作用。它通常與其他防裂技術如水泥板處治技術、瀝青混合料性能改進等綜合采用來提高路面防止反射裂縫性能。目前國內應用比較成功的中間夾層有聚酯土工布、橡膠瀝青應力薄膜吸收層(SAMI)兩種技術。
由于橡膠瀝青技術對于設備的依靠性比較高,需要專業(yè)化施工隊伍進行施工,故本項目采用聚酯玻纖布這種防裂技術。所用的Trupave聚酯玻纖布是美國生產(chǎn)的全新玻纖復合防裂材料,是由60%玻璃纖維和40%聚酯纖維組成的一種無紡、無加筋合成材料。這種獨特的組合克服了原材料的缺點,為Trupave提供了玻璃纖維的強度和聚酯纖維的柔韌性,這是它成為路面防裂材料的基本保證。
先導試驗段方案為水泥混凝土路面板與板之間縱向和橫向接縫鋪設第一層聚酯玻纖布,在對應的調平層頂面同樣位置鋪設第二層聚酯玻纖布。按此方案試鋪后,發(fā)現(xiàn)第一層聚酯玻纖布上的調平層施工質量難以保證。經(jīng)過調查、分析得到下面的結論:調平層的厚度是影響其施工質量的主要因素之一,調平層厚度為2.5cm,在攤鋪與碾壓過程中會造成下面的聚酯玻纖布發(fā)生推移、卷起的現(xiàn)象?;谏鲜鼋Y論本次設計對原方案進行了調整,聚酯玻纖布鋪設于找平層頂面和下面層頂面。其中表面層有4cm,可以有足夠的保護厚度來保證聚酯玻纖布施工不推移。
聚酯玻纖布依靠與瀝青的粘結、吸附以形成強度,進而防止反射裂縫。因此,聚酯玻纖布與下層水泥混凝土板或者瀝青混凝土的粘結非常重要。本項目在前期試鋪過程中,對于聚酯玻纖布的瀝青灑布量與均勻性認識不夠,是施工效果不好的主要原因。
為了確保聚酯玻纖布不推移以及減少其對表面層平整度的影響,經(jīng)過分析與總結,本項目瀝青面層施工做了兩點調整:一、將聚酯玻纖布設置層位進行調整(如前所述);二、對施工碾壓工藝做如下調整,將原先鋼輪初壓、膠輪復壓的碾壓方式改為膠輪初壓、鋼輪復壓的模糊碾壓程序,這樣可以再一定程度上降低聚酯玻纖布對其上面層瀝青面層平整度的影響。
總結起來聚酯玻纖布攤鋪的主要經(jīng)驗總結如下:
(1)熱瀝青灑布量不能太少,撒布的熱瀝青應加熱到足夠高的溫度,使噴灑的時候能夠達到霧化的效果,以保證均勻性要達到要求;
(2)灑布熱瀝青后,立刻鋪設聚酯玻纖布,鋪設完畢后,用帶有一定重量的滾軸在聚酯玻纖布上進行人工碾壓,保持灑布瀝青和鋪設聚酯玻纖布的工作與作業(yè)面連續(xù),粘結良好。
(3)盡可能使聚酯玻纖布下的瀝青浸透上來,鋪設聚酯玻纖布12h(時間最好能延長)后再進行上層瀝青混合料的攤鋪;
(4)在瀝青混凝土上鋪設聚酯玻纖布的效果要好于水泥混凝土板;
(5)聚酯玻纖布嚴禁雨水或潮濕狀況時施工,遇雨要及時覆蓋,盡量避免雨淋,雨淋后的聚酯玻纖布要風干后才能鋪瀝青混凝土。
3、瀝青加鋪層施工技術
目前對于改建項目還沒有針對性的施工及驗收規(guī)范,應參照新建高速而進行有針對性的管理。由于舊水泥混凝土路面經(jīng)過多年行車荷載作用,水泥板塊出現(xiàn)不同程度的功能降低,路面斷裂、面層豎向位移、接縫損壞及表層損壞等不可避免的病害造成路面平整度較差,勢必與新建高速公路的基層平整度有一定差距。這樣瀝青面層質量評價指標厚度和標高會有所沖突,另外平整度水平也會相應降低。對此,本項目制定了如下原則:以標高即總厚度控制為基準,以較厚的下面層起到調平和標高控制的雙重作用,保證中上面層改性瀝青的厚度。
根據(jù)本項目瀝青混合料設計中采用了superpave技術中骨架嵌擠密實型的理念,混合料更加難以壓實,對此我們對施工碾壓工藝做了優(yōu)化調整,將原先鋼輪初壓、膠輪復壓的碾壓方式改為膠輪初壓、鋼輪復壓的模糊碾壓程序。一方面為了進一步確保瀝青路面壓實度,另一方面能對平整度的改善有所幫助。工程上經(jīng)常反映輪胎壓路機輪跡不容易清除,對此要客觀分析,有的看似輪跡,實則不然。另一方面即使有極輕微輪跡,通車后也可很快消除,不必計較。
采用優(yōu)化的施工碾壓工藝,平整度整體水平能較好控制在規(guī)范以內。同時,現(xiàn)場檢測結果也表明,瀝青路面壓實度滿足要求,表面密水性較好。
4、小結
改建項目缺乏規(guī)范依據(jù),通過研究與實際工程的開展,我部總結了一套完整的水泥路面加鋪施工關鍵技術標準,可作為今后類似項目的參考。
(1)采用聲振法對水泥混凝土面板進行脫空檢測是一種實用性強且準確度較高的方法。
(2)研究表明聚酯玻纖布在水泥路面加鋪中起到良好的防裂作用;在其施工中需要特別注意兩點:一是熱瀝青灑布量和均勻性,二是聚酯玻纖布應及時而平順的鋪設。
(3)改建項目可以按現(xiàn)行國標新建瀝青路面的質量標準進行控制與驗收。
【關鍵詞】瀝青路面;早期病害;養(yǎng)護對策
0.前言
我國地大物博,各地區(qū)氣候地理環(huán)境和自然條件有明顯差異,路面結構形式,筑路材料各不相同,養(yǎng)護標準,養(yǎng)護方法和養(yǎng)護決策方法存在著明顯的地域特點。因此,從道路養(yǎng)護的實際需要出發(fā),系統(tǒng)歸納總結瀝青路面典型病害類型,結合當?shù)氐乩須夂蛱攸c,研究適用于浙江省的瀝青路面養(yǎng)護標準,養(yǎng)護決策方法,對于省內乃至全國瀝青路面的科學養(yǎng)護管理具有重要的現(xiàn)實意義。
1.浙江省瀝青路面典型病害研究
浙江省出現(xiàn)病害的形式主要有:裂縫、沉陷、推移或搓板、坑槽或松散、泛油等。
(1)裂縫:是路面上較普遍的損壞現(xiàn)象,常表現(xiàn)為縱向裂縫、橫向裂縫、縱橫交錯的龜裂(網(wǎng)裂)等形態(tài),有時還伴隨其他損壞現(xiàn)象同時出現(xiàn)。
(2)沉陷和車轍:是指路面出現(xiàn)局部下凹的現(xiàn)象,有的下凹部分仍處于完整狀態(tài),有的則出現(xiàn)裂縫或網(wǎng)裂。如果整個路段土基強度不足,路面沿縱向產(chǎn)生帶狀凹陷,即產(chǎn)生車轍。車轍主要發(fā)生在高溫季節(jié)渠化重交通的公路上,在半剛性基層瀝青路面上車轍往往發(fā)生在面層。按其成因不同車轍分三類:結構性車轍;失穩(wěn)性車轍;磨損性車轍。
(3)推移或搓板:面層材料沿行車方向產(chǎn)生推擠和隆起,甚至形成波浪的現(xiàn)象稱為推移(或搓板)。
(4)坑槽或松散:面層材料局部粘結力不足,或在行車作用下被磨損、碾碎,出現(xiàn)細料散失、粗骨料外露,進而骨料間失去聯(lián)結而出現(xiàn)成片散開的現(xiàn)象稱為松散;由于松散使骨料散失后就形成坑槽。
(5)泛油:在高溫季節(jié),瀝青面層發(fā)軟以至浮現(xiàn)一層黑亮瀝青的現(xiàn)象稱為泛油。我省高速公路瀝青路面泛油的現(xiàn)象主要產(chǎn)生在行車道上,超車道上的泛油現(xiàn)象很少。行車道上的泛油現(xiàn)象主要是間隔式和條片狀,而且間隔距離往往大于泛油條片的長度。連續(xù)泛油和整個行車道全面泛油的現(xiàn)象不多。
2.造成公路病害的主要原因
2.1瀝青混凝土的水穩(wěn)定性從設計到施工未能得到有效控制
路面滲水是無法避免的,水進入路面結構后,若不能盡快排出,將逐步沉積。浙江省屬亞熱帶和暖溫帶地區(qū),年降水量724-1210毫米,但地區(qū)差異明顯,東部多于西部,南部多于北部。在高速行車(特別是重載交通)作用下,路面結構中的水會形成很強的動水壓力(與輪胎壓力、行車速度、路面結構內積水面與路面頂?shù)木嚯x以及路面強度等因素有關)。動水壓力循環(huán)洗刷,甚至沖擊、剝落瀝青混合料與集料的粘結,導致瀝青混合料中瀝青與集料的分離,導致瀝青混合料強度降低、結構解體,路面出現(xiàn)早期損壞。一般來說,路面早期損壞即從此處開始。水跡滯留時間越長,損壞越快。
2.2瀝青路面的高溫、低溫穩(wěn)定性受多種因素的影響
瀝青路面高溫穩(wěn)定性習慣上是指瀝青混合料在載荷作用下抵抗永久變形的能力。嚴格的講,推移,擁包,搓板,泛油均屬于瀝青路面高溫穩(wěn)定性范疇。穩(wěn)定性不足,一般出現(xiàn)在高溫、低加荷速率以及抗剪切能力不足時,也即瀝青路面的勁度較低的情況下。
非荷載裂縫大都為橫向裂縫,主要是由于降溫及溫度循環(huán)反復作用在路面瀝青層產(chǎn)生溫度收縮裂縫以及由于半剛性基層收縮開裂產(chǎn)生的反射性裂縫,而且許多裂縫是多方面的原因和共同作用產(chǎn)生的。
2.3路基、路面的強度達不到設計的要求
由于團隊顆粒的內、外含水量不同(一般內濕外干),微觀狀態(tài)下路基密實度也不可能完全均勻,特別是表層顆粒界面間不可能完全密實。隨著時間的推移和地下水、毛細水的浸滲作用,路基本體在固結過程中,路基密實度出現(xiàn)驚人的下降,有時甚至超過10%。造成這種現(xiàn)象的主要原因是在施工中質量控制不嚴格,一些小問題并沒有得到妥善的處理。
3.浙江省公路瀝青路面養(yǎng)護對策
可選擇的養(yǎng)護技術對策技術含量,機械化程度要求相對低,可操作性要求要高。養(yǎng)護技術對策的選取以經(jīng)濟實用,易于推廣為原則。保證路網(wǎng)的總體服務水平,養(yǎng)護資金總體的科學合理的安排,養(yǎng)護方案的優(yōu)先排序顯得尤為重要。針對于以上總結的四點浙江省瀝青公路病害主要原因,應有如下養(yǎng)護對策:
(1)針對于水穩(wěn)定性:要做好分隔帶的排水,分隔帶綠化澆水應適量;還應設置綠化帶排水設施,防止過多積水滲入路面之中;可以把擋土式的路緣石,做成平路緣石,或干脆不做路緣石,但要保證路肩不被沖刷。在路面排水上,也可以采取"放"和"堵"的方法,即采取加強路面內部結構的組合和防止路表水下滲和地下水上升的措施,但設計要合理,施工要精細。在瀝青面層下設置排水層,空隙率應達到15%以上,如級配碎石層;或改進透層油或在瀝青面層下層用瀝青含量較高的瀝青砂作下封層,以隔斷地下水或毛細水上升;下封層厚度應達到1cm噴灑乳化瀝青屑或砂子,要求透層油至少透下去5mm。
(2)針對于熱穩(wěn)定性:根浙江的氣候變化特點,公路建設時應注意采用熱穩(wěn)性好的結構并加強排水,對瀝青面層應注意防滲、防滑與防軟化等,以保證水穩(wěn)性和熱穩(wěn)性。
(3)針對于路基路面的強度:我國現(xiàn)行高等級公路陸架壓實標準統(tǒng)一采用重型擊實標準,而判定路基施工質量合格與否,在不考慮平面幾何尺寸情況下,其主要判定指標為“密實度”,對土的固結這一客觀性狀未作考慮,這是片面的。如粘性土的路基壓實,在重型碾壓機械迅猛發(fā)展的今天,只要設法使得碾壓含水量低于最佳含水量,輔以重型碾壓設備或者過壓,其“壓實度”并不難獲得。所以,控制路基設計和施工質量,重要的是讓路基盡快進入密實、穩(wěn)定狀態(tài)。對路基土進行分類,將密實度或(干容量)碾壓含水量作為重要的道路設計和施工檢測指標,或許是求得穩(wěn)定路基的可行方法。
(4)針對于初期基層的養(yǎng)護:注重“保濕養(yǎng)生法”在浙江省公路建設中的科學使用。
4.結論
綜上所述,瀝青路面的早期破壞有材料、設計方面的原因也有施工方面的原因,有些因素是可控的,如施工管理、設計參數(shù)等;也有一些因素是不可控的,如路基材料的溫縮和干縮。但是只要我們從那些可控的因素著手分析研究就一定能解決或在很大程度上緩解路面的早期破壞,同時也能降低不可控因素的影響,最終達到改善瀝青路面早期破壞的狀況,并為我省經(jīng)濟的可持續(xù)、健康、穩(wěn)健的發(fā)展提供物質基礎。
【參考文獻】