農(nóng)村公路瀝青路面的推移破壞

關(guān)鍵詞：瀝青路面：瀝青混合料：推移：離析、均勻性：

　　隨著河北省經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和農(nóng)村公路建設(shè)戰(zhàn)略的實(shí)施，黑色的瀝青路面正不斷地向山區(qū)的各鄉(xiāng)鎮(zhèn)延伸，但局部路段的路面推移問(wèn)題已對(duì)工程質(zhì)量構(gòu)成極大威脅，開(kāi)始成為眾多施工單位一項(xiàng)重要課題來(lái)研究。

　　近幾年來(lái)，農(nóng)村公路的瀝青路面施工相繼出現(xiàn)了早期破損，尤其是瀝青路面的局部推移現(xiàn)象，普遍表示關(guān)切，因而對(duì)推移的成因與機(jī)理也就各有所見(jiàn)，通過(guò)在施工過(guò)程中對(duì)這種病害的觀察與分析，從中得到了一些啟示。

　　造成推移的原因是非常復(fù)雜的，可以從內(nèi)因、外因兩方面進(jìn)行分析。

　　1.面層結(jié)構(gòu)層厚度偏薄：承德市農(nóng)村公路黑色化路面結(jié)構(gòu)形式普遍采用4cm厚瀝青混凝土，面層很薄。其主要作用是抵抗車輛磨耗，增強(qiáng)路面防水性、平整度，減少揚(yáng)塵、減小噪音，基本起不到提高路面強(qiáng)度的作用，由于面層厚度過(guò)小，很難形成具有一定強(qiáng)度的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

　　2.面層與基層結(jié)合不良：根據(jù)力學(xué)分析表明面層與基層結(jié)合是否緊密，對(duì)面層底面拉應(yīng)力有很大影響，在相同荷載作用下，面層與基層的接觸面呈滑動(dòng)狀態(tài)時(shí)面層底面的拉應(yīng)力要比接觸面呈連續(xù)狀態(tài)大2-3倍，顯然對(duì)面層十分不利。再者，按荷載應(yīng)力隨深度遞減的規(guī)律要求，相鄰結(jié)構(gòu)層之間剛度不能相差過(guò)大，否則將引起剛度大的上層底面出現(xiàn)較大的拉應(yīng)力，導(dǎo)致開(kāi)裂破壞。根據(jù)理論分析和經(jīng)驗(yàn)，一般基層與相鄰面層的回彈模量之比不應(yīng)小于0.3，綜上可見(jiàn)剛度較大并表面過(guò)光的基層，都是造成推移不可忽略的因素。

　　3.隨意減少礦粉用量：在瀝青混合料中礦粉用量一般只占7%左右，其比表面積卻占80%以上，礦料與瀝青交互作用，比表面積的減少，形成的結(jié)構(gòu)瀝青所占瀝青的比例也就愈少，瀝青混合料的粘]聚力愈差，從而嚴(yán)重影響了瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度，同時(shí)礦粉的化學(xué)性質(zhì)與混合料的粘聚力也是緊密相關(guān)的，以硅、鋁為主要成份的石料加工的礦粉，不能加入瀝青混合料中，一般把礦粉的二氧化硅含量控制在52%以下。

　　4.瀝青混合料的離析及不均勻性：首先明確什么是離析、不均勻性。離析是混合料粗細(xì)集料和瀝青含量的不均勻，在同一區(qū)域內(nèi)粗細(xì)集料的不均勻，偏離了設(shè)計(jì)級(jí)配，瀝青含量的不均勻則與設(shè)計(jì)的最佳瀝青用量不一致，從而使配合比設(shè)計(jì)變成一種擺設(shè)，等于瀝青路面的質(zhì)量處于完全失控狀態(tài)。細(xì)集料集中的部位往往空隙率小，瀝青含量偏高，粗集料不能直接靠攏形成骨架，這也是加速路面推移破壞和導(dǎo)致路面永久變形的主要原因之一；相反粗集料集中的部位往往空隙率大，瀝青含量偏小，是出現(xiàn)水損害，形成坑槽的主要原因。造成瀝青混合料離析，及不均勻的原因也是多方面。

　�。�1） 拌和過(guò)程中的不均勻及材料自身的不均勻

　　我們施工時(shí)所用集料多半是自己生產(chǎn)的，但由于供應(yīng)不足，增加工程量等諸多原因，也有取自社會(huì)料場(chǎng)的集料，這樣一來(lái)，不同料場(chǎng)的集料，質(zhì)量自然參差不齊，不僅石料的質(zhì)量不同，覆蓋層和風(fēng)化層不清除干凈、破碎和篩分機(jī)械不一、篩孔尺寸混亂、導(dǎo)致集料產(chǎn)品的質(zhì)量及規(guī)格各行其是，實(shí)際級(jí)配與配合比設(shè)計(jì)所采用的級(jí)配有很大的差距。盡管目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)很認(rèn)真，生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)的材料相比簡(jiǎn)直就是面目全非了。

　　承德市的油路工程的瀝青拌和場(chǎng)大都是臨時(shí)在沿線設(shè)置的移動(dòng)式拌和場(chǎng)，材料堆放場(chǎng)地不規(guī)則，許多料場(chǎng)不同材料之間互相不能完全分開(kāi)，材料有放在沒(méi)有硬化的土地上，裝載機(jī)鏟料時(shí)很容易將土地的粘土及雜物帶入料倉(cāng)。再者，拌和場(chǎng)一般沒(méi)有防雨設(shè)置，下雨對(duì)集料的含水量影響很大，尤其是砂子，石屑等細(xì)集料，不同部位的含水量也不一樣，干燥狀態(tài)和潮濕狀態(tài)時(shí)的流動(dòng)情況差異很大，拌和樓的供料控制會(huì)很大的波動(dòng)，直接影響配合比。

　　集料烘干筒的加熱溫度、加熱時(shí)間、天氣狀況等都不可能恒定，拌和的混合料溫度也是會(huì)有所波動(dòng)的。

　�。�2）運(yùn)輸過(guò)程中造成的離析及不均勻

　　拌和的瀝青混合料直接從拌和樓卸到運(yùn)料車中，按規(guī)范要求運(yùn)料車應(yīng)該每卸一斗挪動(dòng)一步，以便減少混合料的離析，實(shí)際上即使這樣做了離析也是難免的，3000型的拌和樓一斗接近3噸，卸料時(shí)粗料向下滾，細(xì)料滾的少，更有許多運(yùn)料車并沒(méi)按照規(guī)范的要求做，車停在拌和樓下一直不動(dòng)卸成為一座小山一樣，離析就更嚴(yán)重了，在通常情況下，運(yùn)料車移動(dòng)次不宜少于3次。

　�。�3）攤鋪過(guò)程的離析

　　混合料從運(yùn)料車卸到攤鋪機(jī)的過(guò)程中，一定程度會(huì)產(chǎn)生粗細(xì)集料的分離，混合料卸到攤鋪機(jī)料斗中以后，中間的混合料進(jìn)入攤鋪機(jī)的速度快，兩邊的混合料可能停留相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間，直到兩側(cè)擋板立起，這樣兩側(cè)的混合料比中間混合料溫度低得多，從而使鋪到路面的混合料的溫度不一樣。

　　盡管拌和樓的拌和能力有了提高，攤鋪機(jī)可以連續(xù)不間斷攤鋪，但實(shí)際上不可避免地還是可造成攤鋪機(jī)停頓，攤鋪停頓未攤混合料溫度降低，也能造成鋪筑到路面的混合料的溫度的不均勻。

　　瀝青混合料的離析及不均勻性，可能發(fā)生在混合料拌和、運(yùn)輸、鋪筑過(guò)程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)。其中有些因素是目前難以避免的，而有些則是人為造成的，通過(guò)努力是可以避免或者減輕的。

　　5.超重載車輛對(duì)瀝青路面推移破壞的影響：隨著縣鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通量也在迅速增加。近幾年來(lái)，又出現(xiàn)大量超重載車輛，都是引起路面早期損壞主要因素，近年在農(nóng)村公路車輛調(diào)查中發(fā)現(xiàn)65%的貨車超載，秋季蔬菜外調(diào)時(shí)平均載重都在40噸以上，其中最大軸重達(dá)到180KN，標(biāo)準(zhǔn)軸重100KN的輪胎壓力0.7Mpa，軸重180KN，其輪胎壓力達(dá)到1.26Mpa，路表輪隙彎沉增大了1.8倍，路表彎沉對(duì)車輛軸載變化是相當(dāng)敏感的，輪重略增加一點(diǎn)，需大幅增加路面結(jié)構(gòu)層厚度與整體剛度以保證彎沉，否則極易引起路面的損壞，

　　據(jù)有關(guān)專家對(duì)超重交通對(duì)路面結(jié)構(gòu)影響的研究分析，得出車流量中含20%的輪胎壓力為1.0 Mpa 重車時(shí)，將造成路面彎沉增加1.43倍，面層疲勞壽命縮減80%，車轍量增加2.37倍，因而，超重載現(xiàn)象應(yīng)引起我們足夠重視，一方面加強(qiáng)道路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方向的研究，增加面層厚度，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)道路運(yùn)營(yíng)車輛的管理，使我們的縣鄉(xiāng)公路和營(yíng)運(yùn)的社會(huì)綜合效益都達(dá)到最佳。

　　由于以上種種原因，大量的行車荷載反復(fù)作用于瀝青路面上，在輪胎的水平力作用下面層產(chǎn)生裂縫，并不斷發(fā)展，瀝青面層板體沿基層表面發(fā)生大面積的滑動(dòng)位移，這就是推移破壞。

　　結(jié)合以上分析情況，基本的解決方法應(yīng)該是從加大瀝青混合料面層厚度入手，以此來(lái)獲得足夠的綜合強(qiáng)度和穩(wěn)定性。超重載車輛破壞問(wèn)題，在此不作重點(diǎn)討論。 大家注意到，對(duì)一條幾十公里乃至一百多公里同時(shí)完成的瀝青路面來(lái)說(shuō)，即便行車道處于上述不利情況下，路面的攤移破壞也都是局部發(fā)生的。同樣的面層結(jié)構(gòu)厚度、同樣有重載、超載作用，為什么沒(méi)有全部一起壞？如果籠統(tǒng)的說(shuō)是結(jié)構(gòu)層薄、超重載作用，是說(shuō)不過(guò)去的，還必須從我們自身內(nèi)部去找原因。下面談一下，施工單位在施工階段中首先特別注意以下幾個(gè)問(wèn)題：

　　1.在瀝青混合料目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)時(shí)，適當(dāng)增大集料的最大粒徑，在生產(chǎn)配合比調(diào)整中，盡可能將礦料的通過(guò)百分率調(diào)整接近級(jí)配曲線中值偏上限，使其形成級(jí)配礦質(zhì)骨架，具有較高的強(qiáng)度和穩(wěn)定性�？障堵时仨殗�(yán)格控制在5%以下。

　　2.瀝青路面屬柔性，其力學(xué)強(qiáng)度、穩(wěn)定性很大程度取決于基層，要求基層不但要有足夠的強(qiáng)度和適宜的剛度，還應(yīng)具有一定的粗糙度。不宜路拌法施工，均勻性很難保證。

　　嚴(yán)格控制結(jié)合料劑量，不得超過(guò)設(shè)計(jì)用量，即水泥用量不宜過(guò)大。 基層混合料的含水量不宜偏高，如混合料的含水量偏高，經(jīng)振動(dòng)壓路機(jī)振動(dòng)碾壓后，會(huì)使基層表面形成一層強(qiáng)度較大的灰漿層。2009年在縣級(jí)公路四御線龍頭山至棋盤(pán)山段（K10+100-K10+700路段）的基層施工時(shí)，碾壓前遇小雨，面層鋪筑后連續(xù)多次出現(xiàn)大面積推移，將面層整體破壞后，發(fā)現(xiàn)基層上表面2-4cm為一層剛度較大的灰漿層，后經(jīng)特殊處理后推移得以根治，由此可見(jiàn)，含水量的偏高是造成局部表面過(guò)光和剛度偏大，不可忽視的因素。

　　嚴(yán)格控制基層的平整度，以此來(lái)保證面層厚度的均勻性。

　　3.透層油灑布后應(yīng)盡早鋪筑瀝青面層。因?yàn)楦鶕?jù)以往經(jīng)驗(yàn)，我們施工單位自己的施工車輛，如基層運(yùn)料車、面層混合料運(yùn)料車對(duì)透層油的破壞相當(dāng)嚴(yán)重的，所以要求盡量縮短間隔時(shí)間，如不能及時(shí)鋪筑，又無(wú)法禁止交通時(shí)，應(yīng)撒鋪適量的石屑，穩(wěn)壓一遍。在灑布透層油前，必須保證基層表面的結(jié)構(gòu)均勻，清潔，無(wú)松散顆粒，在鋪筑面層前也必須如此。

　　4.加強(qiáng)集料生產(chǎn)的管理，努力使用清潔，均質(zhì)的集料，保證同一工程使用的集料相同，避免實(shí)際用料與設(shè)計(jì)配合比用料的不同的現(xiàn)象出現(xiàn)；拌和場(chǎng)應(yīng)該將集料堆放在硬化的土地上，細(xì)集料要加防雨措施；每天的廢料處理須嚴(yán)格 控制，防止重復(fù)使用對(duì)混合料的影響；運(yùn)料車每次卸料都要跟著移動(dòng)位置，途中不得隨意停留；加強(qiáng)壓實(shí)，合理安排壓路機(jī)的數(shù)量和類型，由幾臺(tái)壓路機(jī)均勻壓實(shí)，初壓要緊跟攤鋪機(jī)碾壓，提倡采用大噸位膠輪壓路機(jī)碾壓；加強(qiáng)質(zhì)量管理和檢查，通過(guò)肉眼觀察、鋪砂法檢測(cè)構(gòu)造深度等手段，對(duì)離析情況和均勻性作出評(píng)價(jià)。

　　5.在攤鋪機(jī)性能正常時(shí)，應(yīng)盡量避免用人工再次找平。尤其是攤鋪后，人工再用長(zhǎng)直尺刮平，首先素質(zhì)不高的工人很難判斷其高低，造成越整越不平，主要是這樣極易出現(xiàn)集料的離析。

　　6.越嶺段縱坡較大處、彎道車輛極易出現(xiàn)急剎車處，都應(yīng)必須做特殊處理，如在特殊地段可適當(dāng)增加瀝青面層厚度等措施。

　　推移破壞是十分復(fù)雜的技術(shù)問(wèn)題，以上僅是在以往施工中的實(shí)地觀察、分析和總結(jié)，把這項(xiàng)課題提出來(lái)，談?wù)劥譁\認(rèn)識(shí)，以供參考。

　　分析和裂縫發(fā)展趨勢(shì)的判斷，以及對(duì)其檢查與觀測(cè)來(lái)確定橋梁的使用質(zhì)量，對(duì)橋梁行車道板使用期間進(jìn)行有效的監(jiān)控，從而準(zhǔn)確而有效地判斷行車道板是否適應(yīng)現(xiàn)有交通運(yùn)輸狀況。通過(guò)橋梁行車道板的設(shè)計(jì)階段，施工階段予以改善和采取有效的措施，減少行車道板的裂縫，提高橋梁的使用壽命，充分發(fā)揮農(nóng)村公路的投資效益，確保為經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供快速、便捷的交通運(yùn)輸通道，為全社會(huì)提供更好的交通環(huán)境。