文/楊志安
道路橋梁工程在建設(shè)與運營期間,道路結(jié)構(gòu)的使用質(zhì)量一直都是施工及養(yǎng)護所關(guān)注的重點,而道路橋梁瀝青路面出現(xiàn)裂縫的原因有很多,如路面行駛荷載力影響、路面所處環(huán)境溫度變化、瀝青材料性能、施工技術(shù)操作等。當路面形成裂縫問題之后,會嚴重影響路面車輛行駛的舒適性與安全性,相關(guān)施工人員需要及時對瀝青路面的裂縫進行修復處理,并建立裂縫預防的意識,從而強化瀝青路面的質(zhì)量和安全性能。
疲勞裂縫在瀝青路面結(jié)構(gòu)當中發(fā)生的概率比較高,道路橋梁工程在建設(shè)完成投入使用之后,路面結(jié)構(gòu)需要長期承受車輛行駛施加的動荷載、摩擦力等拉壓作用,尤其是我國交通運輸業(yè)的飛速發(fā)展,道路交通量呈倍數(shù)遞增,使得瀝青路面常年承受愈加繁重的外界應力作用。路面結(jié)構(gòu)在長時間使用后,瀝青混合料就會發(fā)生質(zhì)變,疲勞強度隨之降低,直至結(jié)構(gòu)的強度小于車輛行駛產(chǎn)生的應力水平,道面就會因疲勞而開裂。疲勞裂縫會影響瀝青結(jié)構(gòu)的彈性模量,進而減少瀝青路面使用的壽命[1]。對于疲勞裂縫,相關(guān)施工人員需要及時處理,必須對道面結(jié)構(gòu)組合及材料組成進行合理設(shè)計,不然裂縫問題會愈演愈烈,嚴重影響路面使用質(zhì)量。
道路橋梁工程路面中包含多層結(jié)構(gòu),路面基層結(jié)構(gòu)與路面結(jié)構(gòu)之間在施工期間需要較長時間的黏合,才能形成完整、堅實的路面結(jié)構(gòu)。但是在其黏合的過程中,基層結(jié)構(gòu)的性能會受環(huán)境氣候如溫、濕度水平等的影響而開裂,這種開裂會反射到面層表面使面層開裂。另外,由于瀝青材料材質(zhì)的特殊性,當施工所處的環(huán)境溫度水平比較高的情況下,柔韌性較好,能抵抗相應的變形,不會產(chǎn)生嚴重的裂縫;但是當環(huán)境溫度較低的情況下,面層的脆性就會增加,柔韌性明顯降低,面層應力收縮,從而加速反射裂縫的形成。此外,還有一種情況,就是路面的基層結(jié)構(gòu)與面層結(jié)構(gòu)之間沒有充分黏合,這樣路面使用過程中在多種應力的反復作用下,沒有充分黏合的區(qū)域就更容易產(chǎn)生反射裂縫問題。
溫度裂縫問題在道路橋梁瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)中比較常見,瀝青路面中的多個結(jié)構(gòu)層由于應用材料性能的不同,在溫度變化的作用下會產(chǎn)生差異性變化,另外不同的材料導熱性能也不同,會使各個結(jié)構(gòu)層之間產(chǎn)生大小、方向均不一致的作用力,由此結(jié)構(gòu)層便會產(chǎn)生收縮及膨脹變形,從而影響結(jié)構(gòu)之間的黏合效果。當溫度變化較大或者較為頻繁的時候,變形產(chǎn)生的應力超過結(jié)構(gòu)層之間的黏結(jié)力時就會產(chǎn)生裂縫。溫度裂縫問題也分為兩種:一種是低溫收縮裂縫,在瀝青路面所處環(huán)境經(jīng)常低溫的情況下會比較容易發(fā)生;另一種是溫度疲勞裂縫,在溫度差異變化頻繁的環(huán)境中容易出現(xiàn),特別是在早晚溫差大的地區(qū),發(fā)生概率更高。
道路橋梁工程中,瀝青路面裂縫問題的形成都是受其誘發(fā)因素的影響,因此我們要對誘發(fā)因素進行掌握,從而有針對性地對誘發(fā)因素進行防控,有效處理裂縫。下面本文就對道路橋梁工程中瀝青路面裂縫誘發(fā)的因素進行分析。
近些年,國家在交通運輸結(jié)構(gòu)上的規(guī)劃和建設(shè)力度持續(xù)加大,道路橋梁工程的設(shè)計和建設(shè)也更加復雜,路面是直接與車輪接觸的結(jié)構(gòu),大量、反復、繁重的行車荷載會對路面結(jié)構(gòu)施加持續(xù)的拉應力和壓應力,同時車輪與路面之間還存在更為持久的摩擦力作用,路面的結(jié)構(gòu)層的整體性能持續(xù)受到不良的影響,內(nèi)部性能和強度、硬度等參數(shù)無法保持靜力狀態(tài)下的平衡,從而誘發(fā)路面出現(xiàn)裂縫問題。另外,瀝青路面的應用荷載能力有一定的范圍限制,在實際道路橋梁工程建設(shè)中,相關(guān)人員還需要根據(jù)后期工程使用的交通量規(guī)模、交通結(jié)構(gòu)等情況進行分析,準確計算路面荷載能力,從設(shè)計上強化瀝青路面結(jié)構(gòu)的承載能力,降低車輛荷載對瀝青路面結(jié)構(gòu)的影響效果,以此有效預防裂縫問題。
瀝青路面由于瀝青材質(zhì)本身的特性問題,受溫度的影響作用較為明顯。道路橋梁工程建設(shè)遍及我國大江南北,從雪山到沙漠、從峽谷到平原到盆地,各地區(qū)的溫濕度差異巨大,并且在道路使用期間季節(jié)變化、晝夜變化等都會存在溫度變化。瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)承受著不同的溫濕度作用,結(jié)構(gòu)的性能、各層結(jié)構(gòu)之間的銜接都無法保持穩(wěn)定、堅固的狀態(tài),結(jié)構(gòu)內(nèi)部會直接產(chǎn)生變形、作用力改變等行為,當溫度變化使得結(jié)構(gòu)的變化超過穩(wěn)固性承受能力,就會產(chǎn)生變形與裂縫的問題。針對這一問題,相關(guān)人員主要應明確結(jié)構(gòu)因溫度形成的抗力阻礙特性,掌握裂縫發(fā)育的程度,因地制宜地采取不同的處理措施。
瀝青混凝土原材料的質(zhì)量性能、拌和后的混合料質(zhì)量性能,都會對實際施工構(gòu)建的瀝青路面結(jié)構(gòu)質(zhì)量性能水平產(chǎn)生影響[2]。瀝青混合料中包含有機瀝青、無機礦物骨料等多樣化的原材料,另外關(guān)于瀝青材料的使用有對應的道路橋梁工程材料相關(guān)的規(guī)范及標準文件,且對各種型號、種類、規(guī)格的瀝青材料使用都有明確的要求。但是通常情況下,因道路橋梁工程施工工期緊迫,施工團隊在材料質(zhì)量控制方面容易疏忽甚至不嚴密,沒有對瀝青材料按規(guī)定的抽檢頻率進行質(zhì)檢,容易使質(zhì)量不達標的材料就投入施工中。一旦原材料質(zhì)量控制不嚴格,瀝青混凝土的各項性能指標水平也很有可能會低于工程建設(shè)的標準要求,如延展性會比較差,骨料與瀝青之間的黏合效果就無法達到理想的狀態(tài),在外界環(huán)境因素的影響下,增加裂縫產(chǎn)生的概率。此外,骨料的質(zhì)量對于瀝青混合料的質(zhì)量也有顯著影響,骨料強度、壓碎值等參數(shù)不符合標準要求的話,瀝青路面裂縫形成的速率會進一步加快。
瀝青路面施工包含混合料的拌和、運輸、攤鋪、碾壓等多項環(huán)節(jié),各個環(huán)節(jié)之間相互銜接。拌和不均勻、拌和時間不夠、運輸?shù)缆仿窙r不良、鋪筑的平整度不足、壓實度不夠?qū)е聦娱g黏結(jié)不牢、接縫處理不當?shù)?,都屬于瀝青路面裂縫問題誘發(fā)的施工操作因素。尤其是瀝青路面結(jié)構(gòu)的平整性沒有達到標準理想狀態(tài)下,車輛行駛平穩(wěn)性無法得到保障,另外再加上車輛不斷對路面結(jié)構(gòu)施加荷載應力,形成明顯的坑洼,路面表面出現(xiàn)坡度較大的凹凸區(qū)域,高低起伏的交界處會首先出現(xiàn)裂縫,并且演變得越來越嚴重,逐漸發(fā)展成深層甚至斷層裂縫。
在瀝青路面施工中,攤鋪作業(yè)是關(guān)鍵環(huán)節(jié),規(guī)范操作攤鋪機械設(shè)備是施工質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié)。在具體施工過程中,攤鋪機械設(shè)備運行參數(shù)與標準狀態(tài)不相符或者攤鋪設(shè)備在施工時出現(xiàn)故障等,都屬于攤鋪機械設(shè)備使用不當范疇,都會導致路面施工質(zhì)量出現(xiàn)問題。而攤鋪施工一旦開始運轉(zhuǎn),就需要連續(xù)進行作業(yè),一般情況下不能停頓,若是在施工中攤鋪設(shè)備沒有連續(xù)作業(yè),無論是如何停頓都會導致攤鋪的瀝青材料溫度下降,甚至因停頓時間過長而聚集成塊,進而不能碾壓密實、結(jié)合不良,或者路面冷卻效果不佳而出現(xiàn)明顯的碾壓輪跡情況,在后期瀝青路面使用過程中勢必會誘發(fā)裂縫問題。
路面裂縫對道路交通安全運行的影響較大,相關(guān)施工人員需要及時采取有效的施工技術(shù)處理措施,有效處理裂縫問題。近幾年,隨著施工技術(shù)不斷創(chuàng)新突破,裂縫處理技術(shù)得到了實質(zhì)性發(fā)展,且應用效果良好。下面本文就對道路橋梁工程中的瀝青路面裂縫處理技術(shù)應用展開分析。
道路橋梁工程在后期運營期間的路面養(yǎng)護是運營管理的重要任務。在養(yǎng)護期間,相關(guān)人員應采用科學、高效的路面養(yǎng)護技術(shù),持續(xù)優(yōu)化路面結(jié)構(gòu)質(zhì)量性能,降低瀝青路面裂縫出現(xiàn)的概率,在裂縫問題出現(xiàn)時進行及時有效的修復,以保證路面行駛安全,延長路面結(jié)構(gòu)的使用壽命期限。在道路橋梁養(yǎng)護管理時,要重視瀝青路面養(yǎng)護技術(shù)的應用,如采用新型化的養(yǎng)護設(shè)備,并定期保養(yǎng),同時對管養(yǎng)人員進行定期的技術(shù)培訓,創(chuàng)新管養(yǎng)模式,并及時更替陳舊技術(shù)及設(shè)備。另外,在設(shè)計及施工階段,重視裂縫的預防工作,結(jié)合道路所處環(huán)境及路面等級、交通量規(guī)模等實際情況,對養(yǎng)護方案進行規(guī)劃設(shè)計,做好裂縫預防養(yǎng)護處理計劃,隨時監(jiān)控瀝青路面使用情況,一旦發(fā)現(xiàn)裂縫,及時處理,防止裂縫繼續(xù)擴散。此外,在對裂縫進行養(yǎng)護處理時,也要合理化控制材料的應用方面,盡量使用具備環(huán)保性的新型材料,進一步優(yōu)化瀝青路面結(jié)構(gòu)質(zhì)量性能。
在瀝青路面施工的過程中,要建立溫度控制的意識,施工人員要結(jié)合實際合理控制施工溫度,在具體施工過程中根據(jù)應用的瀝青材料性能與溫度變化之間的關(guān)系,對施工環(huán)境的溫度、濕度等參數(shù)指標進行控制,保證溫度水平能夠讓瀝青材料保持穩(wěn)定的狀態(tài)。同時,在路面基層結(jié)構(gòu)材料選擇上,也要選用具備耐高溫性能的骨料,如玄武巖等。攤鋪材料性能方面,要對粘結(jié)力、內(nèi)摩阻力等指標進行強化,以此提升瀝青路面結(jié)構(gòu)整體的高溫穩(wěn)定性,降低溫度對瀝青路面的不良影響。另外,還要根據(jù)道路橋梁建設(shè)標準嚴格控制瀝青路面結(jié)構(gòu)的材料硬度、強度、粗糙度等。
材料質(zhì)量可以直接影響瀝青路面結(jié)構(gòu)的最終質(zhì)量,二者之間是成正比變化的關(guān)系。因此,相關(guān)施工人員需要通過施工期間對原材料的質(zhì)量控制,提升瀝青路面裂縫問題預防的效果;對原材料的進貨質(zhì)量進行嚴格把關(guān),在施工材料進場前檢查材料出廠合格證明,并進行質(zhì)量抽檢,務必保證所有投入使用的材料都達到道路橋梁工程建設(shè)標準[3]。建立嚴格的檢驗報告?zhèn)鬟f程序,實行見證取樣、送樣試驗制度,所有取樣、送樣及試驗必須有監(jiān)理工程師在場并確認。另外,關(guān)于施工材料的質(zhì)量控制還應體現(xiàn)在材料運輸與保存方面,在運輸?shù)倪^程中要對運輸車輛、運輸保護措施進行管控,應用大噸位的自卸汽車,裝車之前做好車廂清潔與防護處理工作,保證材料裝載環(huán)境沒有雜塵;在瀝青運輸至施工場地之后,要有專門的技術(shù)人員對卸料、存放進行指導和管控,既要保證材料存放的科學性,又要保證卸料過程的安全性。
瀝青路面施工期間需要有效處理接縫結(jié)構(gòu),保證接縫結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。接縫處理施工應在銜接攤鋪之前進行,要結(jié)合攤鋪的方向?qū)涌p進行科學合理安排;接縫要做成垂直接縫,嚴禁斜接,刨毛處理要到位,深度不小于1cm,另外刨毛之后涂刷粘層瀝青也要到位,做到不留白。若攤鋪施工采用的是半幅攤鋪的施工技術(shù),要進行縱向的接縫處理,攤鋪時在適宜位置設(shè)置缺口,缺口在前一幅先不進行碾壓,在后一幅鋪筑時將混合料與經(jīng)過刨毛涂刷粘層油的缺口緊密鋪貼。在接縫碾壓期間,保證碾壓遍數(shù)足夠,消除接縫處的縫跡,此過程通常都是采用熱接縫技術(shù)來實現(xiàn)。此外,由于瀝青路面結(jié)構(gòu)是多層體系,在相鄰結(jié)構(gòu)層中的縱向縫處理是難點和重點,處理過程中上下層之間的接縫位置要錯開一定距離,通常是1m 左右,而對于橫向的接縫處理一般都是應用平接縫處理技術(shù)。另外,在接縫處理施工完成后,還要對施工結(jié)構(gòu)進行清潔處理,不要在施工結(jié)構(gòu)表面留下雜物。在應用瀝青路面接縫處理技術(shù)時,需要堅持精細化的原則,在實際施工操作中,嚴格按照操作規(guī)范進行,保證接縫處理的質(zhì)量以及接縫結(jié)構(gòu)表面的平整性。
在道路橋梁施工與養(yǎng)護過程中,應用的設(shè)備先進性對于瀝青路面結(jié)構(gòu)質(zhì)量的影響也比較顯著。在道路橋梁養(yǎng)護期間,應用先進、新型的養(yǎng)護設(shè)備,能夠提升養(yǎng)護的質(zhì)量與效率。如今,我國自動化、智能化的技術(shù)水平不斷提升,施工團隊可以將這些技術(shù)與施工機械設(shè)備進行融合,根據(jù)道路橋梁工程建設(shè)地區(qū)的實際情況,應用適宜的、先進的養(yǎng)護技術(shù)設(shè)備,在提升設(shè)備養(yǎng)護運行質(zhì)效的同時,實現(xiàn)節(jié)約養(yǎng)護資源,通過先進養(yǎng)護施工設(shè)備的使用切實養(yǎng)護優(yōu)化瀝青路面[4]。同時,施工期間還要對攤鋪機械設(shè)備進行優(yōu)選,選用使用臺時較少的履帶式攤鋪機,在高溫狀態(tài)下保持良好的運行狀態(tài),進而優(yōu)化瀝青混合料施工期間的穩(wěn)定性;壓路機等設(shè)備都應結(jié)合實際進行優(yōu)選,以實現(xiàn)提高施工質(zhì)量,加快施工進程,改善瀝青路面后期使用期間的裂縫問題。
以某道路橋梁工程中的瀝青路面裂縫問題的技術(shù)處理為例,并對具體施工處理方案進行分析。該工程的瀝青路面的裂縫問題分為兩種:一種裂縫規(guī)格是在0.06cm 以上,裂縫結(jié)構(gòu)存在一定坡度;另一種裂縫寬度是0.2cm 以上。針對兩種裂縫分別采取灌縫和封縫技術(shù)進行處理,下面進行具體說明。
應用灌縫處理技術(shù)時,利用SBS 改性乳化瀝青對裂縫進行灌縫,先對裂縫中存在的碎雜物進行吹掃,并干燥處理。正式灌縫處理前,采用液化氣罐外接噴火設(shè)備加熱凹槽,并將被加熱到180℃的密封膠壓入縫槽內(nèi)直至灌滿[5]。由于該裂縫存在坡度,所以要在密封膠表面結(jié)構(gòu)均勻撒一層細沙,從高處開始灌注;另外,因裂縫規(guī)格超過0.06cm,所以封膠一次性灌注完成,灌滿之后即刻撒上適量的石粉,然后采用小型鋼輪壓路機碾壓平整,保證處理之后接縫處的平整度。為了提升裂縫處理結(jié)構(gòu)表面的美觀性,在槽口兩側(cè)設(shè)置列T 型的貼封層結(jié)構(gòu)。
封縫處理是利用氣管加熱設(shè)備進行施工,根據(jù)裂縫寬度為0.22cm,封縫帶寬度同樣設(shè)置為0.22cm。處理裂縫時,同樣先進行清掃,然后噴火對道面瀝青混凝土加熱,先用適量碎石料填滿裂縫,再澆入溶化后的封縫料,由人工搗實,直至填滿裂縫,沿著裂縫蔓延的方向?qū)⒚芊鈳юべN,然后在表面撒煤灰,最后采用小型鋼筒壓路機對接縫處進行平整性碾壓處理。
瀝青路面存在的裂縫問題分為多種情況,相關(guān)施工人員要根據(jù)不同的裂縫問題進行針對性處置,明確處理方案,為后續(xù)管養(yǎng)過程中類似裂縫問題的防治提供依據(jù),從而全面提升瀝青路面施工質(zhì)量與應用質(zhì)量。