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摘要本文主要结合辽宁省辽阳市的一、二级公路设计、施工概况,介绍了沥青混凝土路面关于沥青路面耐久性的问题及如何抓好路基,路面结构层的设计、施工、养护的技术措施,以保证沥青路面耐久性。
关键词沥青砼路面;耐久性;措施
中图分类号: U416 文献标识码: A
1前言
目前我国的公路里程已突破四百多万公里,除了十万多公里已建完的和正在施工的高速公路外,一级、二级公路约为四十多万公里,占总里程的10%左右,却承担了交通公路运输量的近60%。其主要原因如下:
⑴、高速公路对超限、超载管理较严。
⑵、高速公路收费也促使车主选择一、二级公路。
⑶、一、二级公路设计标准能满足重载运输车辆速度、时间及安全的需要。
因此,一、二级公路成为重载运输车辆首选路线,提高一、二级公路的设计,施工和养护标准是提高沥青路面耐久性的主要方法和有效途径。
2影响路面耐久性的因素
近年来,一、二级公路计划投资低于高速公路及乡村公路,却承担了公路货运输量约60%左右,造成一、二级公路出现严重病害如:沉陷,松散,拥包,网裂,龟裂、坑槽等。以致使用周期越来越短,远达不到设计年限,公路部门每年投人大量时间、精力和交付金进行维修,造成大量经济损失,严重影响了公路运输,所以提高沥青路面耐久性成为当务之急,重中之重。
3保证沥青路面耐久性技术措施
3.1规划
要符合国家及地方长期发展战略,标准及规模。要求高一~二个等级,避免以后发生维修、改建、新建等加宽补强工程,避免重复建设,造成极大浪费。
3.2设计方面
百年大计质量先行,设计是龙头,设计要求因地制宜,面层建议采用沥青混凝土路面,有成型快,平整度好,密实耐久,裂缝少,造价低廉,易维护等优点。
根据公路的日平均交通量和车辆轴载,并结合当地的气候水文条件,远景规划,舒适程度,建筑材料,施工能力,养护能力等综合因素,综合选定结构以满足日益增长的交通量的需要。
⑴路基工程:一、二级公路在保证边坡率和稳定的同时,土基回弹模量值≥40MPa,填挖方路基≥CBR=8%,压实度≥96%,上下路堤CBR≥4%,压实度≥94%,填筑山皮石或碎石土达到上述要求。
⑵路面垫层:为保证垫层的透水性、防冻要求、增加路面刚度和调整平整度,采用透水性材料厚度约40~50cm,密实度≥96%,其它等级公路详见《公路沥青路面设计规范》5.2条的规定。
⑶路面基层、底基层:路面基层是主要的承重层应具有足够的强度和稳定性,较小的变形能力。一、二级公路基层宜采用水泥稳定集料类,选用骨架密实型混合料,压实度≥98%。路面基层抗压强度≥3.5~4.5MPa(7天无侧限抗压强度);底基层≥2.5MPa,每层最小厚度采用15~20cm,可采用多层结构,以提高层底拉应力。
⑷路面面层:面层应具有平整,密实,抗滑耐久以及高温抗车辙,低温抗开裂和良好的抗水损害能力。根据我国实际情况,上面层宜采用改性细粒式沥青混凝土或沥青玛蹄脂碎石(SMA)厚度宜为4~5cm,中面层采用中粒式改性密级配沥青混凝土厚约6~8cm,下面层可采用中粒式或粗粒式密级配沥青混凝土。严重病害如沉陷、松散、拥包、网裂、龟裂、坑槽等是面层密实度不足,弯拉应力不够等多种原因造成的,并不是由于粒徑小和大粒径数量多少造成的。
3.3施工
设计的实施一定要由施工力量强,业务水平高,团结高效的施工队伍和懂技术,会管理,责任心强的管理团队和项目经理等因素才能实现,同时还需要各方面的大力支持。
3.3.1路基土方
填筑时应该严格按照《公路路基施工技术规范》执行,每层虚铺设厚度不得大于30cm,整平碾压前检验含水量,等于或小于含水量0~2%时应及时进行碾压,碾压数遍后达到设计要求为止,并保证有两台以上重型压力机械。
3.3.2垫层施工
垫层分两层施工,第一层整平后立即碾压,不洒水,第二层整平后洒水碾压并达到要求。
3.3.3基层施工
材料选择:水泥一定要选择经过国家认证并经过实验室检测合格,近期出厂初凝时间较长,并不需要太高标号。
⑴碎石; 碎石采用最大粒径小于40mm各种规格石料,经实验室筛分, 掺配调整后材料满足强度,压碎值要求,最好是酸性石料或玄武岩,含泥量要满足要求,不满足要求的要进行筛分和清洗。
⑵配合比设计 :要以水泥剂量(重量比)为控制指标,以保证无侧限抗压强度为前提,在3%~6%范围内从3%开始,以每增加0.5%为一档依次做无侧限抗压强度配合比,一档至少做9套,每套3组,做完后在实验室以常温规定湿度养护7天和28天后,做无侧限抗压测试,确定其强度,经数理统计,画出强度与剂量增长曲线,确定最佳配合比。原则是在满足设计强度的前提下,水泥剂量增加而强度无明显增加时为最佳剂量和配合比。
⑶机械配备:拌和,运输,摊铺,压实,养护等机械设备要配套,施工前要检查维修好,施工期间不应损坏和停顿,造成质量事故。其中拌和机械确保每天产量要满足要求,含水量要合适,拌和要均匀。压实、养护等机械要有富余,避免出现因机械损坏和机械设备不足而出现停顿现象,
⑷施工:在垫层检测合格后即可开始进行施工,首先做500米实验段,积累经验和数据,确定合理施工工艺后即可全面展开,施工期间一定要封闭交通,气温在零上10~30℃之间晴天施工。
⑸运输:要覆盖拌合料表面(防脱落和蒸发)。
⑹摊铺:摊铺前由测试人员一定要放好边桩,画好标高,打好钢线,以便摊铺机控制标高和平整度,每层虚厚不宜大于25~30cm,不得过快,离析处需要人工整理,尽量做到均匀,当有多层基层和底基层时,宜分层成梯次相隔100多米同时施工,这样做的优势是上、下层结合好,下层不用养护,整体刚度好,进度快大大节省施工成本;缺点是拌和站规模较大,施工机械较多,管理协调难度大,总的要求是能做多宽做多宽,纵横向接缝越少越好。
⑺碾压:摊铺整平后应该立即碾压按施工规范要求先轻后重,先慢后快碾压至规定遍数和密实度,一定要做到每车料从拌合开始到碾压结束时间控制在初凝期内结束。为确保基层与面层良好地结合,表面不要做的太光滑。
⑻养护:碾压结束后,质量检测人员立即进行检测,完成后立即洒水养护,水量要适量做到表面既有水膜又不流淌然后立即覆盖土工布和槊料薄膜,养护至少7天后可做碎石封层或喷洒透层油,不需要洒水车洒水养生。
3.4路用材料选择:
⑴沥青:宜采用稠度大,粘度≥60℃的A级沥青。
⑵改性沥青:用于改性沥青的基质沥青,必须符合重交通道路沥青技术要求,基质沥青的标号应通过实验确定,通常采用比当地常用沥青标号稍硬Ⅰ级或Ⅱ级。
⑶改性剂:改性剂剂量宜为3.5~5%,用于改性沥青的基质沥青与改性剂有良好的配伍性。
⑷纤维稳定剂:宜选用木质纤维、矿物纤维等,纤维应在250℃以上的干拌温度不变质、不发脆、符合环保要求,纤维必须混合料抖和过程中能充分分散均匀,在运输及使用过程中应避免受潮,不结团,且对环境不造成公害,不危害身体健康。
⑸粗集料:应该洁净,干燥,表面粗糙。生产碎石用的原石不得含有土块杂物,集料成品不得堆放在泥土地上。质量应符合《公路沥青路面施工技术规范》中表4.8.2粗集料质量技术要求;粘附性、磨光值应符合《公路沥青路面施工技术规范》中表4.8.5的技术要求。
⑹细集料:细集料应采用专用的细料破碎机生产的机制砂,有良好的棱角性和嵌挤性能,洁净、干燥、无风化无杂质,并有适当的颗粒级配,其质量应符合《公路沥青路面施工技术规范》中表4.9.2要求.
⑺填料:沥青混合料的矿粉必须采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉原石料,为改善沥青结合料与集料的粘附性使用消石灰和水泥时,其用量不宜超过矿料总质量的2%。矿粉中的泥土杂质应除净,矿粉应干燥,洁净能自由地从矿粉仓流出。
规定和要求:沥青面层集料的最大粒径从上至下逐渐增大,并应与压实层厚度相匹配,对热拌热铺密级配沥青混合料,沥青层一层的压实厚度不宜小于集料公称最大粒径的2.5~3倍。
上面层采用改性沥青,应满足《公路沥青路面施工技术规范》中表5.3.3-3和表5.3.4-1的设计技术要求。满足沥青混合料水稳定性,低温弯曲试验破坏应变和试件渗水系数技术要求,既《公路沥青路面施工技术规范》中表5.3.4-2;5.3.4-3;表5.3.4-4的所有要求。
中面层为中粒式改性密级配沥青混凝土厚约6~8cm,为连续级配,空隙率3~5%,其余要求同上。
下面层可采用中粒式或粗粒式密级配沥青混凝土,为连续级配,空隙率3~5%,其余要求同上。
4结束语
沥青混凝土路面前期规划、设计、施工、养护等是一项技术性强、涉及范围很广的系统工程。除上述措施外还有以下因素:
1、注意施工温度,天气变化,施工细节。
2、施工人员的积极性和责任心也是影响施工质量的一个重要因素,上述所有措施方法需要人员去实施,因此懂技术,会管理,认真负责任,注重细节,有质量意识的管理人员和施工队伍才是提高青路面耐久性的关健。
3、修建完成后的养护也要重视,当路面遭受破坏应及时修复,日常养护应及时跟上,也能提高沥青路面耐久性。
4、提高路面通行能力,处理好平面交叉道口,适当修建立交桥解决主要干线交通分流问题。
5、需要公路部门主要领导和当地各级政府的大力支持和协调,从各个环节入手,对各个方面层层把关,严格管理,才能保证路面耐久性。
关键词沥青砼路面;耐久性;措施
中图分类号: U416 文献标识码: A
1前言
目前我国的公路里程已突破四百多万公里,除了十万多公里已建完的和正在施工的高速公路外,一级、二级公路约为四十多万公里,占总里程的10%左右,却承担了交通公路运输量的近60%。其主要原因如下:
⑴、高速公路对超限、超载管理较严。
⑵、高速公路收费也促使车主选择一、二级公路。
⑶、一、二级公路设计标准能满足重载运输车辆速度、时间及安全的需要。
因此,一、二级公路成为重载运输车辆首选路线,提高一、二级公路的设计,施工和养护标准是提高沥青路面耐久性的主要方法和有效途径。
2影响路面耐久性的因素
近年来,一、二级公路计划投资低于高速公路及乡村公路,却承担了公路货运输量约60%左右,造成一、二级公路出现严重病害如:沉陷,松散,拥包,网裂,龟裂、坑槽等。以致使用周期越来越短,远达不到设计年限,公路部门每年投人大量时间、精力和交付金进行维修,造成大量经济损失,严重影响了公路运输,所以提高沥青路面耐久性成为当务之急,重中之重。
3保证沥青路面耐久性技术措施
3.1规划
要符合国家及地方长期发展战略,标准及规模。要求高一~二个等级,避免以后发生维修、改建、新建等加宽补强工程,避免重复建设,造成极大浪费。
3.2设计方面
百年大计质量先行,设计是龙头,设计要求因地制宜,面层建议采用沥青混凝土路面,有成型快,平整度好,密实耐久,裂缝少,造价低廉,易维护等优点。
根据公路的日平均交通量和车辆轴载,并结合当地的气候水文条件,远景规划,舒适程度,建筑材料,施工能力,养护能力等综合因素,综合选定结构以满足日益增长的交通量的需要。
⑴路基工程:一、二级公路在保证边坡率和稳定的同时,土基回弹模量值≥40MPa,填挖方路基≥CBR=8%,压实度≥96%,上下路堤CBR≥4%,压实度≥94%,填筑山皮石或碎石土达到上述要求。
⑵路面垫层:为保证垫层的透水性、防冻要求、增加路面刚度和调整平整度,采用透水性材料厚度约40~50cm,密实度≥96%,其它等级公路详见《公路沥青路面设计规范》5.2条的规定。
⑶路面基层、底基层:路面基层是主要的承重层应具有足够的强度和稳定性,较小的变形能力。一、二级公路基层宜采用水泥稳定集料类,选用骨架密实型混合料,压实度≥98%。路面基层抗压强度≥3.5~4.5MPa(7天无侧限抗压强度);底基层≥2.5MPa,每层最小厚度采用15~20cm,可采用多层结构,以提高层底拉应力。
⑷路面面层:面层应具有平整,密实,抗滑耐久以及高温抗车辙,低温抗开裂和良好的抗水损害能力。根据我国实际情况,上面层宜采用改性细粒式沥青混凝土或沥青玛蹄脂碎石(SMA)厚度宜为4~5cm,中面层采用中粒式改性密级配沥青混凝土厚约6~8cm,下面层可采用中粒式或粗粒式密级配沥青混凝土。严重病害如沉陷、松散、拥包、网裂、龟裂、坑槽等是面层密实度不足,弯拉应力不够等多种原因造成的,并不是由于粒徑小和大粒径数量多少造成的。
3.3施工
设计的实施一定要由施工力量强,业务水平高,团结高效的施工队伍和懂技术,会管理,责任心强的管理团队和项目经理等因素才能实现,同时还需要各方面的大力支持。
3.3.1路基土方
填筑时应该严格按照《公路路基施工技术规范》执行,每层虚铺设厚度不得大于30cm,整平碾压前检验含水量,等于或小于含水量0~2%时应及时进行碾压,碾压数遍后达到设计要求为止,并保证有两台以上重型压力机械。
3.3.2垫层施工
垫层分两层施工,第一层整平后立即碾压,不洒水,第二层整平后洒水碾压并达到要求。
3.3.3基层施工
材料选择:水泥一定要选择经过国家认证并经过实验室检测合格,近期出厂初凝时间较长,并不需要太高标号。
⑴碎石; 碎石采用最大粒径小于40mm各种规格石料,经实验室筛分, 掺配调整后材料满足强度,压碎值要求,最好是酸性石料或玄武岩,含泥量要满足要求,不满足要求的要进行筛分和清洗。
⑵配合比设计 :要以水泥剂量(重量比)为控制指标,以保证无侧限抗压强度为前提,在3%~6%范围内从3%开始,以每增加0.5%为一档依次做无侧限抗压强度配合比,一档至少做9套,每套3组,做完后在实验室以常温规定湿度养护7天和28天后,做无侧限抗压测试,确定其强度,经数理统计,画出强度与剂量增长曲线,确定最佳配合比。原则是在满足设计强度的前提下,水泥剂量增加而强度无明显增加时为最佳剂量和配合比。
⑶机械配备:拌和,运输,摊铺,压实,养护等机械设备要配套,施工前要检查维修好,施工期间不应损坏和停顿,造成质量事故。其中拌和机械确保每天产量要满足要求,含水量要合适,拌和要均匀。压实、养护等机械要有富余,避免出现因机械损坏和机械设备不足而出现停顿现象,
⑷施工:在垫层检测合格后即可开始进行施工,首先做500米实验段,积累经验和数据,确定合理施工工艺后即可全面展开,施工期间一定要封闭交通,气温在零上10~30℃之间晴天施工。
⑸运输:要覆盖拌合料表面(防脱落和蒸发)。
⑹摊铺:摊铺前由测试人员一定要放好边桩,画好标高,打好钢线,以便摊铺机控制标高和平整度,每层虚厚不宜大于25~30cm,不得过快,离析处需要人工整理,尽量做到均匀,当有多层基层和底基层时,宜分层成梯次相隔100多米同时施工,这样做的优势是上、下层结合好,下层不用养护,整体刚度好,进度快大大节省施工成本;缺点是拌和站规模较大,施工机械较多,管理协调难度大,总的要求是能做多宽做多宽,纵横向接缝越少越好。
⑺碾压:摊铺整平后应该立即碾压按施工规范要求先轻后重,先慢后快碾压至规定遍数和密实度,一定要做到每车料从拌合开始到碾压结束时间控制在初凝期内结束。为确保基层与面层良好地结合,表面不要做的太光滑。
⑻养护:碾压结束后,质量检测人员立即进行检测,完成后立即洒水养护,水量要适量做到表面既有水膜又不流淌然后立即覆盖土工布和槊料薄膜,养护至少7天后可做碎石封层或喷洒透层油,不需要洒水车洒水养生。
3.4路用材料选择:
⑴沥青:宜采用稠度大,粘度≥60℃的A级沥青。
⑵改性沥青:用于改性沥青的基质沥青,必须符合重交通道路沥青技术要求,基质沥青的标号应通过实验确定,通常采用比当地常用沥青标号稍硬Ⅰ级或Ⅱ级。
⑶改性剂:改性剂剂量宜为3.5~5%,用于改性沥青的基质沥青与改性剂有良好的配伍性。
⑷纤维稳定剂:宜选用木质纤维、矿物纤维等,纤维应在250℃以上的干拌温度不变质、不发脆、符合环保要求,纤维必须混合料抖和过程中能充分分散均匀,在运输及使用过程中应避免受潮,不结团,且对环境不造成公害,不危害身体健康。
⑸粗集料:应该洁净,干燥,表面粗糙。生产碎石用的原石不得含有土块杂物,集料成品不得堆放在泥土地上。质量应符合《公路沥青路面施工技术规范》中表4.8.2粗集料质量技术要求;粘附性、磨光值应符合《公路沥青路面施工技术规范》中表4.8.5的技术要求。
⑹细集料:细集料应采用专用的细料破碎机生产的机制砂,有良好的棱角性和嵌挤性能,洁净、干燥、无风化无杂质,并有适当的颗粒级配,其质量应符合《公路沥青路面施工技术规范》中表4.9.2要求.
⑺填料:沥青混合料的矿粉必须采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉原石料,为改善沥青结合料与集料的粘附性使用消石灰和水泥时,其用量不宜超过矿料总质量的2%。矿粉中的泥土杂质应除净,矿粉应干燥,洁净能自由地从矿粉仓流出。
规定和要求:沥青面层集料的最大粒径从上至下逐渐增大,并应与压实层厚度相匹配,对热拌热铺密级配沥青混合料,沥青层一层的压实厚度不宜小于集料公称最大粒径的2.5~3倍。
上面层采用改性沥青,应满足《公路沥青路面施工技术规范》中表5.3.3-3和表5.3.4-1的设计技术要求。满足沥青混合料水稳定性,低温弯曲试验破坏应变和试件渗水系数技术要求,既《公路沥青路面施工技术规范》中表5.3.4-2;5.3.4-3;表5.3.4-4的所有要求。
中面层为中粒式改性密级配沥青混凝土厚约6~8cm,为连续级配,空隙率3~5%,其余要求同上。
下面层可采用中粒式或粗粒式密级配沥青混凝土,为连续级配,空隙率3~5%,其余要求同上。
4结束语
沥青混凝土路面前期规划、设计、施工、养护等是一项技术性强、涉及范围很广的系统工程。除上述措施外还有以下因素:
1、注意施工温度,天气变化,施工细节。
2、施工人员的积极性和责任心也是影响施工质量的一个重要因素,上述所有措施方法需要人员去实施,因此懂技术,会管理,认真负责任,注重细节,有质量意识的管理人员和施工队伍才是提高青路面耐久性的关健。
3、修建完成后的养护也要重视,当路面遭受破坏应及时修复,日常养护应及时跟上,也能提高沥青路面耐久性。
4、提高路面通行能力,处理好平面交叉道口,适当修建立交桥解决主要干线交通分流问题。
5、需要公路部门主要领导和当地各级政府的大力支持和协调,从各个环节入手,对各个方面层层把关,严格管理,才能保证路面耐久性。