公路工程是維持社會交通運(yùn)輸?shù)闹饕椖,政府投資當(dāng)?shù)毓方ㄔO(shè)可帶動區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,滿足了區(qū)域交通線路正常行駛的需求。早期公路路面只利用混凝土材料鋪設(shè)施工,長期勘測發(fā)現(xiàn)這種方案在雨水或潮濕季節(jié)易引發(fā)公路病害,公路路面層會出現(xiàn)裂縫、沉降等病害。這不僅降低了公路瀝青層面的結(jié)構(gòu)性能,也破壞降低了工程投資的經(jīng)濟(jì)收益。

1瀝青混凝土材料的推廣運(yùn)用

瀝青混凝土俗稱瀝青砼,經(jīng)人工選配具有一定級配組成的礦料與一定比例的路用瀝青材料,在嚴(yán)格控制條件下拌制而成的混合料。瀝青混凝土是公路項目施工的新材料,其能擺脫傳統(tǒng)施工工藝及路面結(jié)構(gòu)存在的諸多不足,顯著改善了瀝青路面各層面的綜合性能,F(xiàn)場施工人員結(jié)合瀝青路面層性能要求,應(yīng)從配料組合及制作工藝兩方面加以控制。

1.1配料組合

瀝青混合料的強(qiáng)度主要表現(xiàn)在兩個方面。一方面是瀝青與礦粉形成的膠結(jié)料粘結(jié)力;另一方面是集料顆粒間的內(nèi)摩阻力和鎖結(jié)力。礦粉細(xì)顆粒的巨大表面積使瀝青材料形成薄膜,從而提高了瀝青材料的粘結(jié)強(qiáng)度和溫度穩(wěn)定性。選擇瀝青混凝土礦料級配時要兼顧兩者,以達(dá)到加入適量瀝青后混合料能形成密實、穩(wěn)定、粗糙度適宜、經(jīng)久耐用的路面。瀝青混合料中的瀝青適宜用量,應(yīng)以試驗室試驗結(jié)果和工地實用情況來確定。

1.2制備工藝

熱拌的瀝青混合料宜在集中地點用機(jī)械拌制。一般選用固定式熱拌廠,在線路較長時宜選用移動式熱拌機(jī)。瀝青拌和廠的主要設(shè)備包括:瀝青加熱鍋、砂石貯存處、礦粉倉、加熱滾筒、蒸汽鍋爐、除塵設(shè)施等。拌和機(jī)又可分為連續(xù)式和分批式兩大類。在制備工藝上,過去多采用先將砂石料烘干加熱后,再與熱瀝青和冷的礦粉拌和。為了防止殘留在混合料中的水分影響瀝青混凝土使用壽命,最好能同時采用瀝青抗剝落劑,以增強(qiáng)抗水能力。

2公路瀝青路面主要的病害形式

社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展促進(jìn)了交通行業(yè)的改革,隨著城市與農(nóng)村地區(qū)的經(jīng)濟(jì)往來日趨頻繁,公路成為了交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的主要載體。車流量增多對瀝青路面造成的破壞作用也日趨明顯,尤其是交通主干要道的瀝青路面更容易受到損壞。經(jīng)專家實地勘測總結(jié),瀝青路面層常見的病害包括:裂縫、車轍、沉降等。設(shè)計人員在規(guī)劃瀝青路面層時要考慮到各種病害的防范。

2.1裂縫

對于公路工程而言,裂縫是項目施工期間常見的通病,也是路面層設(shè)計控制的難點。比較常見的裂縫是溫度差異過大所致,瀝青路面混合料凝固階段,由于溫度高低變化幅度超出標(biāo)準(zhǔn)范圍,破壞了瀝青路面結(jié)構(gòu)的牢固性。另外,瀝青原始材料的質(zhì)量及混合料的性能,也容易導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn),嚴(yán)重?fù)p壞了瀝青路面層的完整性,不利于公路交通的安全行駛。

2.2車轍

車輛行駛時瀝青路面外部產(chǎn)生力作用,地面荷載超標(biāo)會造成路面層結(jié)構(gòu)材料發(fā)生異向偏移,經(jīng)過一段時間的沖壓會形成“車轍”。引起車轍現(xiàn)象的因素包括:一是混合料凝固不完全,路面層的強(qiáng)度性能弱而難以抵制外力荷載的破壞;二是滲水量過多,瀝青路面在雨水季節(jié)的滲入量增大,混凝土內(nèi)水分過多使材料變得松散,難以承受路面荷載而產(chǎn)生變形。

2.3沉降

地理環(huán)境對公路瀝青路面層也會造成不利的影響,特殊區(qū)域的路基形式復(fù)雜多變,地下水流的沖蝕極易損壞路基結(jié)構(gòu)的牢固性。沉降病害多數(shù)由于公路的地基構(gòu)造不穩(wěn)定所致,如:施工單位開挖路基的面積、深度、坡度等參數(shù)與工程圖紙的標(biāo)準(zhǔn)不一致;道路基坑未設(shè)置加固或支護(hù)體系,這些都不利于瀝青路面層的結(jié)構(gòu)要求,給上層路面造成一定程度的破壞。

3瀝青路面層結(jié)構(gòu)加固設(shè)計的重點

新時期國家對道路工程的監(jiān)管力度更嚴(yán),瀝青路面層的作業(yè)質(zhì)量、結(jié)構(gòu)性能、日常病害等已成為竣工考慮的重要內(nèi)容。瀝青混凝土材料已逐漸取代土石材料,在水利工程建設(shè)中的運(yùn)用范圍越來越廣。為了避免滲漏病害對瀝青路面造成的破壞作用,施工單位應(yīng)根據(jù)滲漏的實際情況制定加固方案,及時控制瀝青路面病害。瀝青路面加固設(shè)計要從基坑處理、路面支護(hù)、材料配制等方面進(jìn)行。

3.1基坑處理

公路結(jié)構(gòu)大體分為上部、中部、底部等三個層面,而基坑是瀝青路面的最底層結(jié)構(gòu),也是承受水流沖擊力的重點位置。水利施工初期,要對基坑實施綜合性的加固處理。如:設(shè)計人員可按照基坑面積的大小,設(shè)計鋼筋加固、坡面加固等形式,改善基坑的抗病害能力。設(shè)計人員應(yīng)按照瀝青路面層的結(jié)構(gòu)狀況,合理編制基坑處理方案。

3.2路面支護(hù)

設(shè)計支護(hù)結(jié)構(gòu)是防范或處理公路病害的最佳方式。首先,對未發(fā)生病害的路段設(shè)置支護(hù)結(jié)構(gòu),可增強(qiáng)其抵抗病害的能力;若瀝青路面已經(jīng)出現(xiàn)滲漏病害,施工單位需及時安排技術(shù)人員修補(bǔ)處理,以免滲漏問題進(jìn)一步擴(kuò)大。設(shè)計人員根據(jù)材料體滲漏的程度,制定結(jié)構(gòu)加固方案。小范圍滲漏可用土工膜材料攤鋪,大范圍滲漏要利用鋼筋混凝土整體加固支撐。

3.3材料配制

瀝青材料與混凝土材料混合使用,其配制工藝的科學(xué)性決定了后期材料使用的性能。因此,優(yōu)化設(shè)計混合料的調(diào)配方案也是很關(guān)鍵的。施工單位設(shè)計混合料的配合比時要考慮路面層的“抗病害”要求,除了對水泥、砂石、水等基本要素加以控制外,可適當(dāng)添加化學(xué)試劑增強(qiáng)材料性能。抽樣檢測瀝青混凝土材料的性能,符合要求后再正式運(yùn)用于路面施工。

4路面層設(shè)計需注意的其它問題

除了對公路瀝青路面層的主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計外,還需考慮結(jié)構(gòu)之間的配合問題。如:公路瀝青道路的排水系統(tǒng)、路面層的攤鋪厚度等,這些方面經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計后可顯著改善瀝青路面的耐久性。結(jié)合長期積累的設(shè)計經(jīng)驗,筆者總結(jié)了瀝青路面層優(yōu)化設(shè)計中需要注意的其它內(nèi)容。

4.1排水系統(tǒng)

給排水系統(tǒng)的功能是及時調(diào)配路面聚集的水分,以免積水時間過長浸入路面層。設(shè)計排水系統(tǒng)的具體方法:一是吸水,為防止下雨時期路面水量聚集過多,在瀝青道路的土層結(jié)構(gòu)里鋪設(shè)過濾層及吸水管道;二是排水,排水管道的設(shè)計要防止阻塞現(xiàn)象,應(yīng)盡量布置大管徑的水管,保持路面排水暢通無阻。

4.2層面厚度

瀝青道路各層面之間的厚度大小需嚴(yán)格控制,設(shè)計人員要掌握公路所處區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境,確定層面厚度的尺寸大小。正常情況下,層面厚度最基本的要求是達(dá)到實用性、耐久性、抗災(zāi)性等要求,可參照這些要求適當(dāng)調(diào)整路面層的構(gòu)造。如:公路瀝青道路的基層、底基層的厚度標(biāo)準(zhǔn)分別為15cm、20cm,也可適當(dāng)擴(kuò)大層面的尺寸。

5結(jié)語

總之,瀝青混合料用于路面層施工可大大改善道路的結(jié)構(gòu)性能,避免外界因素造成的各種病害。設(shè)計人員在規(guī)劃瀝青路面層結(jié)構(gòu)時要充分考慮材料、結(jié)構(gòu)、支護(hù)等因素,設(shè)計出更加完善的公路瀝青建設(shè)方案。此外,對于瀝青路面層的輔助結(jié)構(gòu)也應(yīng)詳細(xì)地設(shè)計安排,及時排出路面聚集的雨水。