论文部分内容阅读
摘要:本文深入的剖析了沥青路面施工出现质量问题的一些基本原因,并提出相应的解决措施,以确保沥青混凝沥青混凝土路面施工质量。
关键词: 高速公路 沥青路面施工质量
中图分类号:U412.36+6 文献标识码:A 文章编号:
0、引言
我国的沥青路面技术经过从上世纪90年代至今的20多年的发展,已形成了较为完整的基于性能的重交通沥青路面的设计方法, 随着大量的现代化施工设备和规模化施工工艺的开发和引进,目前我国的沥青路面技术在全世界已处于领先地位。SMA、Superpave、开级配排水路面、橡胶沥青混合料、钢桥面环氧沥青混合料、高模量沥青混合料、温拌沥青混合料、冷再生、热再生、稀浆封层等各种新材料、新工艺、新技术已大量应用到高速公路、跨江、跨海大桥的桥面的修建和各级公路的养护中。但近年来沥青路面的各类质量问题还是时有发生,车辙、开裂、松散等沥青路面的早期破坏并没有因为技术的进步、装备的现代化、新材料、新工艺的应用而消失。笔者参与了对一些沥青路面质量问题的调研分析,发现大多数情况下设计和技术方案都是可行的甚至是比较先进的,但由于施工过程中质量控制不严谨,忽视了一些看似传统却非常关键的质量控制环节,在超载和高温、路面冰冻等不利外部条件的综合作用下,局部路段往往会发生沥青路面的早期病害。本文主要阐述一些易被忽视的环节失控后会产生怎样的质量问题,以及在施工的控制要点。
一、忽视对矿料含泥量的控制
沥青混合料对粘土是非常敏感的,因为粘土进入沥青混合料,在施工初期集料经过拌合楼的加热烘干和沥青拌合后摊铺到现场,后经过碾压后常规的检测指标往往是合格的。即使进行残留稳定度试验,也不一定能发现问题。因为该试验只是浸水48小时,而路面通车后将承受反复的长时间的雨水浸泡、并且由于行车的作用,沥青混合料内部还存在动水压力,其水损坏机理浸水马歇尔试验是不能模拟的。粘土含量严重超标的沥青混合料路面,在夏、秋季节施工完成后,经过一个冬天雨水反复浸泡甚至是冰雪的反复冻融,粘土会和其裹附的沥青一起从混合料中脱落,到第二年5月份开始随着路表温度的升高,沥青路面会开始出现车辙,中下面层沥青混合料会由于失稳而向车辙的两侧推挤,两侧会发生隆起,并最终导致上面层开裂,致使整过沥青路面松散。如图1:
图1
中下面层沥青混合料失稳后造成车辙、隆起、开裂
所以在施工过程中必须严格控制含泥量,对细集料要进行常规的砂当量和亚甲蓝试验控制含泥量,同时由于这两个检测指标有时还是不能准确分辨出0.075mm以下的粉尘到底是泥土还是加工过程中产生的石粉。还要控制采石场的头破石料,其中不能混有泥土,从石料加工的源头控制住细集料的含泥量。粗集料的含泥量试验得出的结果只是0.075mm以下的粉尘含量,这个指标常常被忽视,很多人以为如果仅是石粉含量超標,对质量不会有影响。其实不然,当石粉由于雨水的作用裹附在粗集料的表面形成一层薄壳,有时在拌合楼滚筒内加热、除尘的过程并不能消除这个薄壳,沥青只能粘附在薄壳上,同样是雨水的作用,沥青最终会和粉尘形成的薄壳一起从粗集料上脱落。
二、忽视对桥面防水层质量的控制
桥面防水层一般采用聚合物乳化沥青,其防水机理是乳化后的聚合物改性沥青微粒渗透到桥面铺装层水泥混凝土毛细孔中,并填充水泥混凝土面板的表面纹理,破乳成膜后粘结在桥面水泥混凝土铺装层上。和其上的沥青混凝土粘结成一个整体,其主要作用是阻止桥面渗水对桥梁中钢筋的锈蚀,同时作为沥青混凝土和桥面水泥混凝土之间的牢固的粘结层,防止沥青混凝土和水泥混凝土桥面之间发生滑离。
但施工时往往对防水层的施工质量不够重视,将防水层和地下结构混凝土的防水层混为一谈,仅重视其防水效果,并不重视其粘结作用,最终导致沥青混合料面层在桥面上发生层间滑移,造成桥面沥青混凝土的早期破坏。下图是一座发生早期破坏的桥面,在挖开沥青混凝土后的照片。从图2中可以看出,防水层已经和混凝土桥面完全分离。
图2
以下两个环节是桥面防水层施工时最重要也是最易被忽视的:
1、对基层的处理。
桥面混凝土铺装层施工时常常会在表面形成一层浮浆,凝固后会在混凝土实体上形成一层薄壳,该薄壳应用精铣刨或抛丸的方法清除,直到混凝土中的集料暴露出来,防水层才能够牢牢粘附在水泥混凝土上。
2、给涂刷后的防水层必要的破乳时间
由于防水层基本上是冷施工,而只有乳化后的材料才可以冷施工,否则只能是加热液化,冷却后凝固。各种型号的桥面防水层基本上是聚合物改性乳化青,乳化材料的特性是破乳前是水的特性,基本没有粘性,破乳后随着水分的蒸发,粘性逐渐增强,水分完全蒸发后达到最大值。不同类型的乳化沥青需要的破乳时间也不同,产品说明书上会有详细的规定。施工时必须严格按此执行。否则防水层在沥青面层施工时,由于车辆、机械在防水层表面行走、转弯、调头等作业,防水层会发生脱落,起不到应有的效果。
三、忽视对沥青面层下承层的沉降观测
近年来,随着国民经济的高速发展,道路施工的工期往往比较紧,导致很多等级公路甚至是高速公路,往往连续施工,水稳混合料基层在设计中的大量采用更多的是考虑该混合料在施工7-10天后就可以在其上摊铺沥青面层。但土质路基往往有工后沉降,并需要一个很长的沉降期才能稳定,如果没有这个沉降期,沥青路面施工完成后,往往由于路基的不均匀沉降,导致水稳混合料基层的开裂,最终反射到沥青面层,所以在路基施工完成后就要不间断地进行沉降观测,只有基层顶面沉降速率连续两个月内小于3mm/月,才可铺筑沥青面层。
四、忽视对施工温度的控制
沥青混合料的各工序的施工温度应通过沥青的粘温曲线确定,在没有粘温曲线的情况在也可按照下表的规定控制施工温度。
表1、沥青混合料的施工温度℃
表七
沥青混合料是靠高温加热集料和沥青,使粘稠的无法和集料拌合的沥青液化,不仅和集料充分融合,且渗透到集料的开口孔隙中去,形成牢固的粘结,在高温时被充分压实,冷却后形成有足够强度和稳定性的粘弹体。但沥青对温度又较敏感,偏高会造成热老化,甚至发脆失去粘性。温度偏低拌合、碾压就达不到预期的效果,会使沥青路面发生早期破坏。很多时候我们专注于对级配、油石比、松浦系数、碾压组合的等环节的控制,而忘记了在混合料出场、到摊铺现场以及开始摊铺时去测量混合料温度,最后造成由于温度变化超出允许范围而发生的质量事故。
五、结语:
影响沥青路面施工质量的因素非常多,本文所列举的环节也只能是冰山之一角,但无论是何种类型的混合料,采用何种设备和工艺,只要没有控制好文中所提之要素,最终仍然会出各种程度不同的质量问题或事故。可见技术和装备的进步并不能取代基本的质量控制工作。
沥青混凝土路面施工是一项涉及面十分广、 技术性也很强的系统工程。 成熟的施工工艺、 现代化的施工机械是质量保证必备的手段, 但还必须具有严密的质量保证体系、 工序组织、 管理人员等等。 要从施工的各个环节着手, 对其原材料以及沥青混合料各个方面层层把关, 严格管理。只有综合考虑多方面的因素, 才可以使沥青混凝土路面铺筑出来后具有足够的耐久性、 强度、 稳定性、 抗滑性能, 才可以保证其在设计年限内发挥比较好的功能。
参考文献:
[1] 邓振华. 沥青路面施工的质量控制[J]. 河南建材, 2009,(6):142-144.
[2] 袁维庆 . 沥青路面施工质量控制指标选择研究[J]. 广西质量监督导报,2008,(5):19-20.
[3] 何新忠 . 沥青路面施工质量控制[J]. 交通世界: 建养·机械,2009, (1): 78-79.
关键词: 高速公路 沥青路面施工质量
中图分类号:U412.36+6 文献标识码:A 文章编号:
0、引言
我国的沥青路面技术经过从上世纪90年代至今的20多年的发展,已形成了较为完整的基于性能的重交通沥青路面的设计方法, 随着大量的现代化施工设备和规模化施工工艺的开发和引进,目前我国的沥青路面技术在全世界已处于领先地位。SMA、Superpave、开级配排水路面、橡胶沥青混合料、钢桥面环氧沥青混合料、高模量沥青混合料、温拌沥青混合料、冷再生、热再生、稀浆封层等各种新材料、新工艺、新技术已大量应用到高速公路、跨江、跨海大桥的桥面的修建和各级公路的养护中。但近年来沥青路面的各类质量问题还是时有发生,车辙、开裂、松散等沥青路面的早期破坏并没有因为技术的进步、装备的现代化、新材料、新工艺的应用而消失。笔者参与了对一些沥青路面质量问题的调研分析,发现大多数情况下设计和技术方案都是可行的甚至是比较先进的,但由于施工过程中质量控制不严谨,忽视了一些看似传统却非常关键的质量控制环节,在超载和高温、路面冰冻等不利外部条件的综合作用下,局部路段往往会发生沥青路面的早期病害。本文主要阐述一些易被忽视的环节失控后会产生怎样的质量问题,以及在施工的控制要点。
一、忽视对矿料含泥量的控制
沥青混合料对粘土是非常敏感的,因为粘土进入沥青混合料,在施工初期集料经过拌合楼的加热烘干和沥青拌合后摊铺到现场,后经过碾压后常规的检测指标往往是合格的。即使进行残留稳定度试验,也不一定能发现问题。因为该试验只是浸水48小时,而路面通车后将承受反复的长时间的雨水浸泡、并且由于行车的作用,沥青混合料内部还存在动水压力,其水损坏机理浸水马歇尔试验是不能模拟的。粘土含量严重超标的沥青混合料路面,在夏、秋季节施工完成后,经过一个冬天雨水反复浸泡甚至是冰雪的反复冻融,粘土会和其裹附的沥青一起从混合料中脱落,到第二年5月份开始随着路表温度的升高,沥青路面会开始出现车辙,中下面层沥青混合料会由于失稳而向车辙的两侧推挤,两侧会发生隆起,并最终导致上面层开裂,致使整过沥青路面松散。如图1:
图1
中下面层沥青混合料失稳后造成车辙、隆起、开裂
所以在施工过程中必须严格控制含泥量,对细集料要进行常规的砂当量和亚甲蓝试验控制含泥量,同时由于这两个检测指标有时还是不能准确分辨出0.075mm以下的粉尘到底是泥土还是加工过程中产生的石粉。还要控制采石场的头破石料,其中不能混有泥土,从石料加工的源头控制住细集料的含泥量。粗集料的含泥量试验得出的结果只是0.075mm以下的粉尘含量,这个指标常常被忽视,很多人以为如果仅是石粉含量超標,对质量不会有影响。其实不然,当石粉由于雨水的作用裹附在粗集料的表面形成一层薄壳,有时在拌合楼滚筒内加热、除尘的过程并不能消除这个薄壳,沥青只能粘附在薄壳上,同样是雨水的作用,沥青最终会和粉尘形成的薄壳一起从粗集料上脱落。
二、忽视对桥面防水层质量的控制
桥面防水层一般采用聚合物乳化沥青,其防水机理是乳化后的聚合物改性沥青微粒渗透到桥面铺装层水泥混凝土毛细孔中,并填充水泥混凝土面板的表面纹理,破乳成膜后粘结在桥面水泥混凝土铺装层上。和其上的沥青混凝土粘结成一个整体,其主要作用是阻止桥面渗水对桥梁中钢筋的锈蚀,同时作为沥青混凝土和桥面水泥混凝土之间的牢固的粘结层,防止沥青混凝土和水泥混凝土桥面之间发生滑离。
但施工时往往对防水层的施工质量不够重视,将防水层和地下结构混凝土的防水层混为一谈,仅重视其防水效果,并不重视其粘结作用,最终导致沥青混合料面层在桥面上发生层间滑移,造成桥面沥青混凝土的早期破坏。下图是一座发生早期破坏的桥面,在挖开沥青混凝土后的照片。从图2中可以看出,防水层已经和混凝土桥面完全分离。
图2
以下两个环节是桥面防水层施工时最重要也是最易被忽视的:
1、对基层的处理。
桥面混凝土铺装层施工时常常会在表面形成一层浮浆,凝固后会在混凝土实体上形成一层薄壳,该薄壳应用精铣刨或抛丸的方法清除,直到混凝土中的集料暴露出来,防水层才能够牢牢粘附在水泥混凝土上。
2、给涂刷后的防水层必要的破乳时间
由于防水层基本上是冷施工,而只有乳化后的材料才可以冷施工,否则只能是加热液化,冷却后凝固。各种型号的桥面防水层基本上是聚合物改性乳化青,乳化材料的特性是破乳前是水的特性,基本没有粘性,破乳后随着水分的蒸发,粘性逐渐增强,水分完全蒸发后达到最大值。不同类型的乳化沥青需要的破乳时间也不同,产品说明书上会有详细的规定。施工时必须严格按此执行。否则防水层在沥青面层施工时,由于车辆、机械在防水层表面行走、转弯、调头等作业,防水层会发生脱落,起不到应有的效果。
三、忽视对沥青面层下承层的沉降观测
近年来,随着国民经济的高速发展,道路施工的工期往往比较紧,导致很多等级公路甚至是高速公路,往往连续施工,水稳混合料基层在设计中的大量采用更多的是考虑该混合料在施工7-10天后就可以在其上摊铺沥青面层。但土质路基往往有工后沉降,并需要一个很长的沉降期才能稳定,如果没有这个沉降期,沥青路面施工完成后,往往由于路基的不均匀沉降,导致水稳混合料基层的开裂,最终反射到沥青面层,所以在路基施工完成后就要不间断地进行沉降观测,只有基层顶面沉降速率连续两个月内小于3mm/月,才可铺筑沥青面层。
四、忽视对施工温度的控制
沥青混合料的各工序的施工温度应通过沥青的粘温曲线确定,在没有粘温曲线的情况在也可按照下表的规定控制施工温度。
表1、沥青混合料的施工温度℃
表七
沥青混合料是靠高温加热集料和沥青,使粘稠的无法和集料拌合的沥青液化,不仅和集料充分融合,且渗透到集料的开口孔隙中去,形成牢固的粘结,在高温时被充分压实,冷却后形成有足够强度和稳定性的粘弹体。但沥青对温度又较敏感,偏高会造成热老化,甚至发脆失去粘性。温度偏低拌合、碾压就达不到预期的效果,会使沥青路面发生早期破坏。很多时候我们专注于对级配、油石比、松浦系数、碾压组合的等环节的控制,而忘记了在混合料出场、到摊铺现场以及开始摊铺时去测量混合料温度,最后造成由于温度变化超出允许范围而发生的质量事故。
五、结语:
影响沥青路面施工质量的因素非常多,本文所列举的环节也只能是冰山之一角,但无论是何种类型的混合料,采用何种设备和工艺,只要没有控制好文中所提之要素,最终仍然会出各种程度不同的质量问题或事故。可见技术和装备的进步并不能取代基本的质量控制工作。
沥青混凝土路面施工是一项涉及面十分广、 技术性也很强的系统工程。 成熟的施工工艺、 现代化的施工机械是质量保证必备的手段, 但还必须具有严密的质量保证体系、 工序组织、 管理人员等等。 要从施工的各个环节着手, 对其原材料以及沥青混合料各个方面层层把关, 严格管理。只有综合考虑多方面的因素, 才可以使沥青混凝土路面铺筑出来后具有足够的耐久性、 强度、 稳定性、 抗滑性能, 才可以保证其在设计年限内发挥比较好的功能。
参考文献:
[1] 邓振华. 沥青路面施工的质量控制[J]. 河南建材, 2009,(6):142-144.
[2] 袁维庆 . 沥青路面施工质量控制指标选择研究[J]. 广西质量监督导报,2008,(5):19-20.
[3] 何新忠 . 沥青路面施工质量控制[J]. 交通世界: 建养·机械,2009, (1): 78-79.