摘要:本文分析了水泥混凝土路面的破损原因,并提出沥青混凝土加铺层结构设计与施工质量控制的措施。沥青加铺改建工程的施工质量控制是水泥混凝土路面改造的重要环节,我们应当重视原材料的选择,科学地进行加铺层的结构设计,并做好路面的摊铺、压实工作。
关键词: 水泥混凝土;沥青加铺层;处治技术
引言:因为水泥混凝土路面具备较高的强度,而且稳定性和耐久性良好,一直以来在我国公路交通运输中发挥着主要作用。但随着我国道路交通的发展,特别是大型车辆的逐渐增多,超载现象屡禁不绝,路面往往受到损害,降低了公路的通行能力。目前,我国已有的大量水泥混凝土路面将面临着翻新改造的重任。在水泥混凝土路面中加铺沥青混凝土,能够为路面提供较为稳定和坚固的基层,而且抗滑性和平整度良好,养护简便,有助于实现公路的正常运营,在当前的路面改造工程中获得了普遍的应用。本文分析了水泥混凝土路面的破损原因,并提出沥青混凝土加铺层结构设计与施工质量控制的措施,希望有助于我国水泥混凝土路面的改造工作。
1 水泥混凝土路面的破损原因分析
1.1 交通量增大及车辆超载
在交通运输中,相对于轻型车辆,大中型车辆对路面结构具有显著的影响。目前,我国公路上运行的大中型车辆包括单轴大货车、三轴大货车、大客车以及双轴大货车,达到大中型车辆总流量的百分之七十以上,而集装箱车、罐车等在车流量中所占比例较低,因而大中型车的比例并不平衡。从我国公路交通运行情况来看,夜间十二小时混合交通量达到全天混合交通量的一半以上,而且其中八成以上属于重型货车。这些车辆在夜间的装车比例较高,而且运量较大,对路面产生的影响最大。随着标准轴载累积次数的增加,荷载疲劳应力随之提高,因而持续加剧了水泥混凝土路面所受到的损害。如果荷载疲劳应力超过一定数值,当荷载疲劳应力与温度梯度疲劳应力之和超过路面设计弯拉强度标准数值的时候,水泥混凝土路面将遭受损害。而且,我国夜间普遍存在公路车辆超载的现象,导致路面的累计轴载作用时间缩短。
1.2 混凝土板接缝处理不当
水泥混凝土路面存在大量接缝。若施工过程中对这些接缝处没有妥当处理,由于温度应力的影响,混凝土在收缩时就往往会造成各种不规则的裂缝。纵向和横向接缝附近的局部混凝土板产生裂缝或断裂现象,表现为收缩缝设置不科学、混凝土板长宽比不协调、建设中没有及时锯缝或锯缝深度不够,缺乏纳入填缝料的空间,导致交叉口路面块体接缝处破坏面荷载传递不合理,相邻板间接缝错开,传力杆施工过程中混凝土收缩变形不一致,上下翘曲或出现热膨胀现象,混凝土顶部的内应力裂缝受到破坏,使伸缩缝逐渐失去伸缩能力。接缝未能妥善处理还表现在填缝的材料选择不合理,因为老化、脆化、变形等因素,往往产生裂缝,使地下水沿着空隙渗到基层中,造成软化现象,从而降低了路面强度。随着公路的投入运营,受到车辆荷载的影响,逐渐形成有压水对基层进行冲刷,而且会沿着接缝空隙喷出,最终造成面板底部的空鼓破裂。
1.3 路面内部排水系统失效
我国不少公路道路两边的盲沟受到淤泥堵塞的影响,失去应有的功能,使路面无法正常进行排水。积水未能及时排出,就会不断侵蚀路面基层、底基层、路基上路床,导致路面不稳定、强度不均、支承强度降低、结构性能破坏等,造成混凝土板底被掏空。而路面受到损害后,积水进一步向下渗透,自然就降低了路面的结构性能和强度。
2 沥青混凝土加铺层结构设计与施工质量控制
2.1 水泥混凝土路面沥青加铺层材料的选择
科学选用原材料是保证沥青加铺层性能的基础。为了达到加铺层对抗反射裂缝性能的要求,我们应当根据公路建设需要选用合理的原材料。从公路运营来看,当前沥青加铺层出现的车辙往往是因为沥青混合料的抗剪强度不够所造成的。因而,我们应当选用具备较高抗剪强度的加铺层材料。研究表明,提升沥青比例能够显著改善沥青混合料的抗剪能力。
我们应当按照不同的剪应力水平,选用合理的集料级配类型和沥青结合料等级,并提高沥青含量。
2.2 沥青加铺层结构设计
第一,路面结构内部需要根据防排水相结合的规范加以设计,路面结构和防排水的设计应综合衡量各种因素,尽可能避免雨水渗透进入路面结构内部,并及时清除已经渗入内部的雨水。
第二,提升路面结构所具有的承载力,需要合理设计加固层,消除水泥混凝土路面结构的原本缺陷。设计人员应当综合考量当地交通量与轴载的差异,并具体分析超载、超重车辆对水泥混凝土路面所造成的损害。
第三,在满足路面使用需求和技术指标的前提下,按照因地制宜、合理选材、节省成本的要求,对路面结构方案进行比较和选择,选定可靠性较高、成本较低、施工便捷的方案。
2.3 沥青加铺层路面的施工及质量控制要点
在沥青加铺层路面的施工中,摊铺和压实的环节十分重要。摊铺施工不仅要维持速度的合理性,同时还要维持连续性,对操作人员提出了较高的要求。为保证路面的平整度,应做到缓慢、匀速、连续不断地摊铺,不得随意变换速度或中途停顿,操作人员的摊铺速度一般为2~4m/min,允许放慢到1~3m/min。相较于普通沥青混合料而言,改性沥青混合料的摊铺温度更高,路面摊铺温度应保持在165℃至175℃之间。施工单位应当安排专门人员对整个过程加以指导和现场指挥,防止施工中出现路面破损的状况。在摊铺完毕之后,施工单位必须对路面的质量加以严格检测,切实保证施工的质量符合相关技术规范的要求,若在实际施工中存在混合料不均匀、离析严重等状况,施工单位有必要重新进行摊铺作业。
在沥青混合料完成摊铺后,现场人员应当马上对路面加以细致的检查,一旦发现不符合规范要求的地方,就要加以调整,然后开始压实。压实环节应当严格按事先确定的方案,选择合适的机具并进行组合,严格控制好碾压温度、压实的顺序与碾压遍数,保证沥青加铺层的平整度和压实度符合规范要求。除此之外还要准备小型振动压路机等设备,以应用在不利于大型机具设备运行的环境下配套使用。第一,要保证沥青路面混合料符合相关规范的技术要求,同时,施工单位必须严格按照技术操作规定,从外到内,或从低到高进行2次碾压。碾压重叠宽度需为轮胎的一半,这样才能达到预期效果。初压的温度应保持在140℃至160℃之间。第二,在碾压的时候,操作人员应当保证摊铺机和压路机处于同一个方向,两者的距离不应超过20cm。第三,在碾压这道工序开始之后,要使用复压的方法来达到提高路面密度的目的,复压应紧跟在初压后开始,且不得随意停顿。复压过程应当保持平稳,碾压速度可保持3~4km/h。终压应紧接在复压后进行,如经复压后已无明显轮迹时可免去终压。终压可选用双轮钢筒式压路机或关闭振动的振动压路机碾压不宜少于2遍,至无明显轮迹为止。
结语:当前,随着我国交通运输业的发展,大型、重型车辆的日益增多,越来越多的水泥混凝土路面受到损害,影响了公路的正常运营。为了保证交通运输的持续发展,减少车辆运行的成本,我们应当持续对原有路面采取加固措施。从实际效果来看,沥青混凝土加铺层的应用能够提升路面的强度、耐久性以及稳定性,而且成本较小,是水泥混凝土路面改造的重要手段。在改造过程中,我们应当重视对原材料的选择,科学地进行加铺层的结构设计,并做好路面的摊铺、压实工作,以保证路面改造质量。
参考文献:
[1] 欧阳露,熊苏斌.旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构可靠性研究[J].交通世界, 2017(28):64-65.
[2] 翟晓莉.旧水泥混凝土路面沥青加铺层施工技术探讨[J].科技资讯, 2014, 12(12):35-36.
[3] 邢杰.旧水泥混凝土路面沥青加铺层反射裂缝防治措施[J]. 内蒙古公路与运输, 2014(3):75-76.