陶永剛
摘 要:國內(nèi)的瀝青路面普遍存在工程的耐久性和早期損壞兩大突出問題。造成這種情況有設(shè)計方面的原因、施工方面的原因,如材料、機械、施工工藝、質(zhì)量控制等。瀝青路面施工是高速公路的最后一道關(guān)鍵工序,瀝青混合料的設(shè)計和生產(chǎn)很大程度上決定著瀝青路面的施工質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:公路;瀝青;混凝土;優(yōu)化設(shè)計
一、公路瀝青路面設(shè)計中的控制原則
眾所周知,在公路工程的建設(shè)過程中,無論從管理角度還是從經(jīng)濟角度,瀝青路面的設(shè)計都應(yīng)該遵循防治結(jié)合并且以預(yù)防為主的原則,即堅持預(yù)防性控制,并在出現(xiàn)病害時及時修補。而其設(shè)計控制工作應(yīng)分兩種:預(yù)防性控制和修復(fù)性控制。預(yù)防性控制工作旨在保護(hù)瀝青路面并減小瀝青路面質(zhì)量下降速度,修復(fù)性控制工作旨在修復(fù)特定的瀝青路面破壞或損壞區(qū)域。及時的預(yù)防性控制能延緩在交通與環(huán)境施加的荷載作用下瀝青路面損壞的時間。而一旦該設(shè)計控制沒有做好,則會增加缺陷數(shù)量并增大其嚴(yán)重程度,以致在改建時修補費用增加,縮短罩面與改建之間的時間間隔,導(dǎo)致顯著增加瀝青路面壽命周期費用。為了降低瀝青路面的控制成本,提高瀝青路面的經(jīng)濟效益,許多國家大力發(fā)展預(yù)防性控制技術(shù),提高瀝青路面的設(shè)計控制水平??傊?,在公路工程的設(shè)計過程中,當(dāng)瀝青路面出現(xiàn)了工程質(zhì)量問題以后再來進(jìn)行修復(fù)性的控制工作,雖然也是有效的,但是畢竟就落了下乘,而且也是治標(biāo)不治本的控制方法,只有在其設(shè)計的全過程中進(jìn)行嚴(yán)格的預(yù)防性控制措施,才是對瀝青路面設(shè)計進(jìn)行科學(xué)控制的根本所在。
二、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。
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。
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)人員修補處理,以免滲漏問題進(jìn)一步擴大。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用于路面施工。
三、.攤鋪及壓實工藝質(zhì)量控制
3.1瀝青混合料攤鋪
瀝青路面攤鋪前應(yīng)先做好下承層的準(zhǔn)備。對下承層應(yīng)徹底清掃,采用人工與空壓機(9m3)相結(jié)合為宜。對下承層的平整度等技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行復(fù)測,平整度代表值控制在規(guī)范允許范圍內(nèi),否則應(yīng)采取補救措施,凸出基層用銑削機械銑刨處理,對凹陷基層挖坑回填。透(粘)層灑布主要是使各結(jié)構(gòu)層緊密聯(lián)結(jié)形成整體承受行車荷載,但灑布量不宜過多否則易導(dǎo)致泛油。瀝青混凝土攤鋪機是將生產(chǎn)合格的瀝青混合料按一定的技術(shù)要求均勻地攤鋪在基層或下面層,并給以初步搗實的專用設(shè)備。攤鋪機主要構(gòu)造包括傳動系,供料設(shè)備(受料斗,刮板輸送器,螺旋分料器),工作裝置(振搗梁,熨平裝置,自動找平裝置)。
3.2瀝青路面壓實工藝及接縫處理
瀝青混凝土路面要具有優(yōu)良的耐久性能,混合料的配合比設(shè)計與壓實是十分重要的兩個工序。最優(yōu)配合比設(shè)計的混合料若不充分壓實,將會嚴(yán)重降低路面的使用性能。壓實過程是減少瀝青混合料中孔隙的過程,此過程為固體顆粒在一種粘彈性介質(zhì)中的填實和定位,以形成一種更密實和有效的顆粒排列形式。
3.3瀝青路面彎道攤鋪技術(shù)
彎道攤鋪是瀝青路面施工技術(shù)的重要組成部分,也是瀝青路面施工中的一個技術(shù)難點。提高變坡攤鋪的橫坡準(zhǔn)確性和路面平整度的基本措施主要有:設(shè)置攤鋪基準(zhǔn)時,采用一側(cè)掛線(或平衡梁基準(zhǔn))和手動控制橫坡輸入信號的方法,將變坡段沿著超高側(cè)曲線按等弧長分成若干份,然后根據(jù)所需變化的總橫坡值計算第份弧長所應(yīng)改變的橫坡值。在每一弧度范圍內(nèi),手動旋轉(zhuǎn)橫坡調(diào)節(jié)器旋扭使攤鋪機每走過一份弧長時,正好完成一份橫坡值的調(diào)節(jié);由于厚度調(diào)節(jié)誤信號而引起鋪層厚度變薄,采取事先適當(dāng)加厚非超高側(cè)的鋪層厚度,并在變坡攤鋪的過程時時檢查非超高側(cè)的鋪層厚度,必要時可用連續(xù)地微調(diào)縱向傳感器以控制必要的厚度;鋪機轉(zhuǎn)向時,應(yīng)平衡漸變地沒事先畫好的方向線進(jìn)行,避免一次大幅度地轉(zhuǎn)向。避免施工中的混亂和失誤,在攤鋪試驗路段前應(yīng)制訂出詳細(xì)的施工技術(shù)方案,從施工前的各項準(zhǔn)備工作到橫坡控制器的具體操作都應(yīng)做出詳細(xì)的規(guī)定,以確保彎道攤鋪的質(zhì)量。
四、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。
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。
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1 cm、20 cm,也可適當(dāng)擴大層面的尺寸。
結(jié)語:
瀝青路面的設(shè)計問題涉及面十分廣泛,而且影響因素也眾多,關(guān)系到了瀝青路面建設(shè)的全過程,情況可謂是極其復(fù)雜。只有在進(jìn)行充分地研究分析得到原因之后,才能進(jìn)行對癥下藥,因此必須抓好設(shè)計當(dāng)中的每一個細(xì)小環(huán)節(jié)。瀝青路面的平整度是人員素質(zhì)、操作水平和施工機械的綜合反映,只有進(jìn)一步加強瀝青路面設(shè)計的管理,精心地組織設(shè)計,才能為瀝青路面的工程質(zhì)量奠定堅實的基礎(chǔ)。
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(作者單位:甘肅睿達(dá)工程咨詢有限責(zé)任公司)