浅谈高速公路沥青混凝土路面病害防治(精选16篇)
浅谈高速公路沥青混凝土路面病害防治
本文对高速公路沥青路面出现的.病害进行了归纳分类,从设计、施工、养护管理及材料等方面对路面病害进行了深入的分析,总结出病害产生的原因和影响因素,并提出了病害防治的有效措施,在此基础上,提出相应的养护维修对策,为提高养护质量,降低养护成本提供了科学依据.
作 者:许玉滨 作者单位:日东高速公路菏泽管理处,山东,菏泽,274000刊 名:中国科技博览英文刊名:China Science and Technology Review年,卷(期):“”(2)分类号:U418关键词:高速公路 沥青路面 病害 路面养护
随着高速公路交通量日益增大, 高速公路路面面临着严峻的考验, 很多高速公路沥青路面均呈现出一定的早期破坏, 主要表现特征为:纵、横向裂缝、水破坏、松散、早期车辙、沉陷、坑槽等现象, 这都直接影响了车辆的运行, 也增大了养护管理资金的投入。因此, 如何及时治理公路沥青路面的早期病害, 是摆在公路建设、养护管理者面前的新课题。下面对沥青路面早期病害产生的原因及防治加以探讨。
1 沥青混凝土路面早期病害成因分析
造成沥青混凝土路面早期病害的因素很多, 但综合起来主要有路面结构设计不合理、现场施工质量控制不严、投入运营后超载车辆管理不严、气候条件影响等4个方面。
1.1 裂缝路面裂缝可分为龟裂 (网裂) 、纵裂缝、横裂缝。
(1) 龟裂又称网裂, 通常由于路面整体强度不足、基层湿软、稳定性不良等原因引起。沥青路面老化变脆, 也会发展成网状裂缝。 (2) 纵裂缝通常产生在拓宽的新旧路面交界处或路基半填半挖处, 由路面不均匀沉陷引起; (3) 横裂缝通常是由于温度、湿度的变化, 路面结构层产生收缩而引起的;半刚性基层的收缩裂缝及其面层的反射裂缝, 大多是横向裂缝。
1.2 水损坏所谓水损坏即降水透入路面结构层后使路面产生
早期破坏的现象, 它是目前沥青混凝土路面早期病害中最常见也是破坏力最大的一种病害。水损坏的产生往往是由于施工中沥青混凝土配合比控制不严、沥青混合料拌和不均、碾压效果不良等导致的沥青路面空隙率过大所造成的。形成水损坏的原因除沥青混合料不均匀、空隙率过大外, 还与沥青和碎石间的粘结性能或有无抗剥落剂、交通量大小、重载车比重及公路沿线降雨量等因素有关。在我国南方潮湿地区, 沥青路面的水损坏数量及速度比北方干旱地区严重的多。近年来我国部分高速公路开始采用改性沥青或加抗剥落剂的SMA路面, 虽然产生水损坏的数量和速度明显改观, 但只要混凝土不均匀自由水能够进入并滞留的地方也不同程度的产生了水破坏。
1.3 松散松散是由于沥青混凝土表面层中的集料颗粒脱落, 从表面向下发展的渐进过程。
集料颗粒与沥青之间丧失粘结力是颗粒脱落的主要原因。可能导致松散的情况有: (1) 集料颗粒被足够厚的粉尘包裹, 使沥青膜粘结在粉尘上, 而不是粘结在集料颗粒上, 表面的摩擦力磨掉沥青膜, 并使集料颗粒脱落。这种情况的产生主要是由于集料含泥量超标所造成的。 (2) 表面离析处往往缺少大部分细集料, 离析面上粗集料与粗集料相接触, 但只有在少数接触点沥青膜与集料粘结。 (3) 沥青混凝土面层要有高密实度才能保证沥青混合料的粘聚力, 如果混合料密实度不够, 集料就容易从混合料中脱落而形成局部松散。
1.4 沉陷一般是由基层局部成形不足, 强度不够, 在行车载荷和自然因素等作用下形成的。
对于大面积沉陷往往是由于路基 (高填方地段) 不均匀沉降或局部滑移面引起的。主要原因是路基压实度不足引起, 特别是在一些高填方和压实困难的半填半挖路段以及构造物两端出现。
1.5 坑槽坑槽是沥青混凝土路面常见的病害, 其产生的原因有:
(1) 施工时混合料温度太高, 使沥青老化, 粘结力降低, 脆性增加, 在行车载荷作用下易形成坑槽;混合料温度太低, 使摊铺不够均匀, 压实不充分, 导致压实度不够, 也易形成坑槽。 (2) 路面的下面层标高控制不严, 导致沥青上面层结构厚度不够, 从而在行车载荷作用下, 这部分混合料易被“带走”, 形成坑槽。
2 沥青混凝土路面早期病害防治措施
高速公路路面一旦产生早期病害, 应采取一定措施进行及时修补, 沥青路面病害多种多样, 产生原因也非常复杂, 因此, 要使沥青混凝土路面在使用过程中不发生破坏应从设计、施工和路面维护三个方面着手, 只解决一个方面的问题是不够的。
2.1 设计方面从目前的设计规范来看, 在车辆荷载等级换算
方面可能有较大的偏差, 特别是应考虑特大车辆荷载对路基路面所产生的影响, 其换算关系不是简单的倍数关系, 在这方面应引进部分省市科研机构的科研成果或引进国外科研机构提供的一些参数进行修订。采用新的、规范的配合比设计方法, 停止使用Ⅱ型及B型抗滑表层级配, 推广采用S型矿料级配。
2.2 施工质量方面优秀的设计, 合理的工期是修筑高质量的基础, 而科学施工则是高质量的保证。
材料的选配, 特别是集料场应固定, 选择1~2家能保证施工进度的厂家供料, 使材料级配始终处于受控状态, 不能偏离级配中线太远。在沥青混合料配合比设计上要特别重视。除了常规的几组马歇尔试验外, 还应增加抗车辙的动稳定度试验, 并衡量是否满足规范要求的一个条件, 由于我国目前也引进这一指标值, 虽然国内有关科研院校在搞这方面的研究, 并出了一些成果, 而作为施工企业现在采用并不普及, 因此, 作为交通行业标准, 从立法角度来讲, 应尽快推广执行。从施工机具来讲, 拌合能力, 摊铺机碾压机具必须配套, 摊铺机应选择两台前后错开同时施工, 而少采用全断面摊铺机, 注意路面纵向接缝的成型及碾压工艺。
2.3 路面维护围绕建设与养护、维修与预防的关系, 我们认
为, 随着路网的不断完善, 只有长期保持良好的路面使用性能, 公路建设的巨额投资才能充分发挥其投资效益。而长期保持路面良好的技术状况必须有一个强有力的养护维修支持系统来保障。从这一意义上来说, 养护维修实际上是公路建设的一种继续。在路面养护和维修的关系上, 长期以来人们总是习惯于等到路面开始出现损坏后, 才想起要对它进行维修, 而对于路面还处于良好状态下进行预防性养护的意义则往往认识不足。预防性养护实质上是一种周期性的强制保养措施, 它并不考虑路面是否已经有了某种损坏。预防性养护最佳实施时机应该是在路面尚处于良好状况, 或者只有某些病害先兆时进行。虽然预防性养护需要投入某些费用, 但它是一种效益比非常良好的养护措施。
2.4 病害处理在路面已经出现病害时, 就要对路面进行及时的处理。
在对病害处治之前, 要对病害进行实地调查, 然后根据病害的类型、面积大小、施工的难易程度、交通流量的大小等确定最佳处治方案, 保证养护工作快速、高效、安全。例如, 当路面发生裂缝且裂缝较少时, 可采用开槽灌缝的方法进行处治, 而当裂缝较宽而且分布面积较大时, 属于高速公路大修工程, 有时甚至整段路面翻修。
3 结束语
总之, 路面早期破损已成为沥青混凝土路面的主要危害之一, 各级公路管理部门都应引起足够的重视, 并根据其成因从路面设计、原材料进场到具体施工, 有针对性采取一系列预防和改善措施。同时, 必须建立健全质量保证体系, 从管理部门、设计部门到施工部门, 层层重视、层层控制、层层落实。只有这样, 才能从根本上减少沥青混凝土路面的早期破损现象的发生, 使公路建设质量全面提高, 更上新台阶。
参考文献
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关键词高速公路;沥青路面;病害
中图分类号U4文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)051-0124-01
沥青混凝土路面具有表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪声低、施工期短、养护维修简便、适宜于分期修建等一系列的优点,因此获得越来越广泛的应用。高速公路开放交通后,将直接受到交通荷载和自然环境因素的综合作用。由于高速公路渠化交通突出,超限车辆多,随着使用年限的延长,沥青路面逐渐产生一些病害。这些病害达到一定程度后就会严重影响高速公路的使用性能,损害高速公路形象,产生不良的社会影响。
1常见病害类型及其产生原因
1.1裂缝
裂缝是沥青混凝土路面最常见的病害之一,按其形状又基本分为以下三种:
1)横向裂缝:这种裂缝与路面中线近于垂直,裂缝起初大多出现于路面两侧的硬路肩,贯通的裂缝沿路面大致呈均匀分布。产生横向裂缝的主要原因是低温收缩或半刚性基层收缩。
2)纵向裂缝:高速公路普遍存在纵向裂缝,大多在半填半挖路基或路面加宽处产生,产生的主要原因是路基压实度不足,出现不均匀沉降造成的。
3)龟裂:相互交错的疲劳裂缝,形成一系列多边形小块组成的网状开裂,龟裂的初始形态是沿轮迹带出现单条或多条平行的纵缝,而后,在纵缝间出现横向和斜向连接缝,形成网状裂缝,即为龟裂。主要由路面结构强度不足引起。
1.2车辙
沥青路面表面沿轮迹的纵向凹陷,是沥青路面特有的一种损坏现象,是在与时间有关的荷载因素和气候因素共同作用下,轮迹带逐渐产生下洼形变并形成两条纵向的凹槽。车辙可分为两种类型:结构性车辙和流动性车辙。
造成高速公路沥青路面产生车辙的原因可概括如下:①沥青混合料在高温季节强度降低,在车辆荷载的作用下产生侧向位移;②路面行车道表面磨损过度;③高速公路交通量大,且渠化交通,受超重车影响大;④基层水稳性能不好,使基层局部下沉。
1.3泛油
沥青从混合料层的内部和下部向上移动,使表面有过多沥青的现象称作泛油。高温季节雨水侵入沥青混合料内部后,若沥青与矿料的粘结力不足,沥青很快会从集料表面剥落井向上移动,产生严重的泛油现象。在绝大多数情况下,泛油仅产生在行车道上,而且是间断式的片状分布。
泛油产生的原因:一是沥青混合料中沥青用量过多以及沥青稠度太低;二是低温季节施工,表面嵌缝料散失过多。当气温升高,在车辆作用矿粒下挤,沥青上泛。
1.4沉陷
沉陷指路基压实度不够或地基土质不良,在地下水的浸入、路基不稳定因素和行车荷载等作用下产生的不均匀的竖向变形而导致路面局部下沉的现象。在JTGH20-2007公路技术状况评定标准中将大于10 mm的路面局部下沉定义为沉陷。
沉陷产生的主要原因是:路基不均匀沉降或局部滑移以及基层结构造到破坏;桥涵台背填土不实以及基层局部刚度不足会导致出现局部沉陷。
1.5水损害
沥青混凝土路面的水损害,是指沥青混凝土路面在有水存在的条件下,经受交通荷载和温度胀缩的反复作用,一方面水分对沥青起乳化作用,导致沥青混合料强度下降,同时水分逐步侵入到沥青与集料界面上,由于水动力的作用,沥青膜渐渐的从集料表面剥离,导致集料之间的粘结力丧失而发生的路面破坏过程。常见的水损害破坏形式有:唧浆、坑槽、网裂、松散等。
沥青路面产生水损害的外因是降水量、交通量和交通组成以及行车速度;内因:①II型沥青混凝土的空气率较大和I型沥青混凝土的压实度偏小,现场实际空气率较大,以及沥青混凝土不均匀造成的局部空气率更大;②沥青与碎石的粘结力不足;③我国的路面设计方法习惯上不考虑路面结构层排水和不设置有效防水层。
2沥青路面常见病害的防治措施
2.1裂缝的防治措施
1)产品生产前对原材料特别是沥青做试验,根据《沥青路面施工及验收规范》要求,按本地区气候条件和道路等级选取适用的沥青类型,以减少或消除沥青面层温度收缩裂缝。采用优质沥青更有效。
2)合理组织施工,尽量避免冷接缝。对于冷接缝的处理,应先将接缝处沿边缘切割整齐、清除碎料,然后预热软化接缝处,涂刷乳化沥青,再铺筑新混合料。
3)沥青路面摊铺前,对下卧层需认真检查,及时清除泥灰,处理好软弱层,保证下卧层稳定。在旧路面上加铺沥青路面结构层前,须铣刨原路面后再加铺,以延缓反射裂缝的形成。
4)在路面出现微小裂缝时就必须及时处理整治。对于细裂缝(2~5mm)可用改性乳化沥青灌缝。对大于5mm的粗裂缝,可用改性沥青(如SBS改性沥青)灌缝。
2.2车辙的防治措施
主要是提高混合料的高温稳定性。近几年来的改性沥青混合料的生产施工实践证明,采用改性沥青混合料是防止或延缓路面产生车辙的有效方法。在沥青中掺入不同的改性剂能改善沥青的很多性能,粘度提高,感温性能稳定,沥青软化点提高,针入度提高,耐老化性能提高,从而也相应的提高了沥青的高温稳定性和抗车辙能力。此外,合理设计路基结构层次及粒料配合比,采取正确的施工方法,合理进行养护等也是车辙的防治措施。
2.3泛油的防治措施
提高混合料在压实后的内在稳定性,适度降低沥青和细集料的含量,提高混合料中多角碎石颗粒的含量,施工摊铺时尽量避免搅拌不匀的现象,如出现时可采用人工局部挑出。另外,运输途中绝不能出现颠簸严重,运输时间长的情况。
处治泛油应注意以下事项:处治时间应选择在泛油路段已出现全面泛油的高温季节;撒料应顺行车方向撒,先粗后细;做到少撒、薄撒、匀撤、无堆积、无空白;禁止使用含有粉粒的细料;采用压路机或引导行车碾压,使所撒石料均匀压入路面;如采用行车碾压,应及时将飞散的粒料扫回,待泛油稳定后,将多余浮动的石料清扫并回收。
2.4沉陷的防治措施
路面表面的局部不均匀凹陷,主要原因是因为路基土压实度不够,导致路面在横向和纵向产生不均匀沉陷和严重的纵向开裂,同时由于路基压实度差导致显著降低和路面承载能力不足而产生路面早期损坏现象。在一些高填方和半填半挖路段,碾压机械很难达到需要压实的位置而使填方路堤下部无法压实,导致沉陷;有些桥梁桥台的后部填土压实不够,导致桥头跳车现象。要想消除桥头跳车现象,需从两个方面入手:一是基本消除地基沉降;二是消除桥头填土的固结变形。
2.5水损害的防治措施
针对沥青路面的水损害,提出从设计和施工两方面考虑采取多种措施,才能基本解决路面的早期水损害。对沥青混凝土路面水损害的防治主要采取的措施有以下几方面:一是研究新型级配,提高沥青混合料的水稳定性,通过模拟路面实际浸水条件提出试验指标来评价沥青混合料的水稳定性;二是设置路面防水层或路面内部排水系统;三是在施工方面,提高压实标准以及减少沥青混合料的不均匀离析;四是掺加抗剥落剂提高沥青与集料的粘附性等措施;五是从预防性养护来防治,通过预防性养护措施来减缓水损害的进一步发展。
3结语
预防和减少路面病害的发生,要从设计、施工、质量检测、养护等方面综合考虑,建立健全的质量管理体系,层层进行控制。认真贯彻“预防为主、防治结合”的方针,建立路面养护管理系统,对路况进行跟踪观测,及时采取预防措施。同时,应加强对路面病害处治方法的研究,才能达到治理病害的目的。
参考文献
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高速公路沥青砼路面施工质量控制要点及常见病害的防治
沥青砼路面具有表面平整、行车舒适、耐磨、噪音低、施工期短等优点,因此在高等级公路中得到了广泛应用.本文综合叙述了沥青路面工程在具体施工过程中各工序应注意的事项,以便掌握和控制施工中的各个环节和步骤以达到规范要求,为确保沥青砼路面工程质量,提供了可靠的`保证.
作 者:刘剑刚 作者单位:平顶山市公路工程质量检测中心刊 名:中小企业管理与科技英文刊名:MANAGEMENT & TECHNOLOGY OF SME年,卷(期):2010“”(19)分类号:关键词:高速公路 沥青路面 施工控制 病害防治
沥青路面早期破坏的现象有:车辙、裂缝、坑槽九种。这些病害极具普遍性和严重性,为公路工程质量通病之一。
1.1车辙
车辙是指路面上沿行车轮迹产生的纵向带状凹槽,深度1.5cm以上。车辙是在行车荷载重复作用下,路面产生永久性变形积累形成的带状凹槽。车辙降低了路面平整度,当车辙达到一定深度时,由于辙槽内积水,极易发生汽车飘滑而导致交通事故。产生车辙的原因主要是由于设计不合理以及车辆严重超载导致的。
1.2裂缝
裂缝主要有三种形式:纵向裂缝,横向裂缝和网裂。沥青路面产生裂缝后,导致渗水,危害面层和基层。
1.3坑槽
坑槽是常见的沥青路面早期病害,指路面破坏成坑洼深度大于2cm,面积在0.04m2以上。形成坑槽主要是车辆修理或机动车用油渗入路面,污染使沥青混合料松散,经行车碾压逐步形成坑槽。
1.4脱皮
沥青路面脱皮是指路面面层层状脱落,面积0.1m2以上。导致沥青路面脱皮主要是因为水损害。
1.5松散
沥青路面的松散是指路面结合料失去粘结力、集料松动,面积0.1m2以上。
2沥青路面常见病害的养护措施
对于沥青路面早期产生的病害,我们要及时做好维修工作,这样才将病害对沥青路面行车安全的影响降到最低点。
2.1车辙的维修
沥青路车辙的维修,处理方法主要有以下几种:
2.1.1如果车道表面因车辆行驶推移面产生的车辙。应将出现车辙的面层切削或铣刨清除,然后重铺沥青面层。然后采用沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)或SBS改性沥青单混合料、或聚乙烯改性沥青混合料来修补车辙。
2.1.2如果路面受横向推挤形成的横向波形车辙,如果已经稳定,可将凸出的部分削除,在波谷部分喷洒或涂刷粘结沥青并填补沥青混合料并找平、压实。
2.1.3如果由于基层强度不足、水稳性能不好,使基层局部下沉而造成的车辙,应先处治基层。将面层和基层完全挖除
2.2裂缝的维修
沥青路面裂缝产生后,如果在高温季节全部或大部分可愈合的轻微裂缝,可不加处理。如果在高温季节肯定是不能愈合的轻微裂缝,要及时进行维修,控制裂缝的进一步扩大,防止导致路面早期破坏,提高公路使用效率。同样在沥青路面裂缝的维修时,要严格工艺操作和规范要求。
2.2.1灌油修补法。在冬季节,将纵横裂缝处清扫干净,用液化气将缝壁加热至粘性状态后,再把沥青或沥青砂浆(在低温潮湿季节宜喷洒乳化沥青),喷抹到缝中,再匀撒一层2~5mm的干燥洁净石屑或粗砂加以保护,最后用轻型压路机将矿料碾压。如果是细小的裂缝,则要预先用盘式铣刀进行扩宽,再按上述方法做处理,沿裂缝涂刷少量稠度较低的沥青。
2.2.2对开裂的沥青路面进行修补。施工时,先把裂缝的旧迹凿掉,形成V形槽;再用空压机吹除V形槽中及其周围的松动部分和尘土等杂物,然后通过挤压枪把已经拌和均匀的修补材料灌入裂缝中,使之饱满。待修补材料凝固后,约一天左右即可开放交通。此外,如果由于土基、基层强度不足或路基翻浆等引起严重龟裂,应先处治好基层再重作面层。
2.3坑槽的护理
2.3.1路面的基层完好,仅面层有坑槽时的护理方法。按“圆洞方补”的原则,划出与路中心线平行或垂直的坑槽修补轮廓线,按长方形或正方形来进行,凿开坑槽到稳定部分,用空压机将槽底,槽壁的尘土和松动部分清除干净,然后在干净的槽底;槽壁喷洒薄层粘结沥青,随即填铺备好的沥青混合料。然后手压路机碾压,压时要确保压实力直接作用在摊铺后的沥青混合料上。采用这种方法,不会发生裂缝、裂纹等现象。
2.3.1热补法修补。采用热修补养护车,将加热板加热坑槽处路面,翻松被加热软化铺装层,喷洒乳化沥青,加入新的沥青混合料,然后搅拌摊铺,压路机压实成型。
2.3.3若因基层局部强度不足等使基层破坏而形成坑槽,应将面层和基层完全挖除。
2.4脱皮的维修
2.4.1由于沥青面层与上封层之间粘结不好,或初期养护不良引起的脱皮,应清除已脱落和已松动的部分,再重新做上封层,所做封层的沥青用量及矿料粒径规格应视封层的厚度而定。
2.4.2如沥青面层层间产生脱皮,应将脱落及松动部分清除,在下层沥青面上涂刷粘结沥青,并重作沥青层。
2.4.3面层与基层之间因粘结不良而产生的脱皮,应先清除掉脱皮、松动的面层,分析粘结不良的原因。
2.5松散的维修
2.5.1因嵌缝料散失出现轻微麻面,在沥青面层不贫油时,可在高温季节撒适当的嵌缝料,并用扫帚扫匀,使嵌缝料填充到石料的空隙中。
2.5.2大面积麻面就喷洒稠度较高的沥青,并撒适当粒径的嵌缝料,应使麻面部分中部的嵌缝料稍厚,周围与原路面接口要稍薄定型要整齐,并碾压成型。
2.5.3因沥青与酸性石料间的粘附性不良而造成路面松散。应将松散部分全部挖除后,重作面层。重作面层的矿料不应再使用酸性石料。
3结束语
总之,沥青路面在使用过程中,难免会出现车辙、裂缝、松散、坑槽、脱皮等破损病害,若不能及时有效地进行维修,将会进一步使病害加重扩散,加速沥青路面破坏,影响道路的使用安全性能。综上所述,我们要充分了解使用过程中出现的不同类型的破损病害,应认真调查研究,采取行之有效的技术措施,及时进行维修,以保持路面的完好状态,提高道路的使用性能。
参考文献:
1 病害出现原因分析
1.1 原材料的影响
1) 矿料:设计好的沥青混合料首先应认真抓好矿质原材料的选材, 严格控制矿质原材料备料质量。目前, 市场上供应水泥砼用或建筑用集料多采用传统小型锷式破碎机生产, 加工的碎石针片状含量大, 级配和材料均匀性差, 采用这样的矿料很难生产出质量稳定的沥青混合料。2) 沥青:沥青质量的优劣与沥青路面的好坏有着密切的关系, 它直接影响到沥青路面的使用寿命。使用优质的沥青, 对预防沥青路面早期出现车辙, 保证路面有较好的抗疲劳破坏能力具有重要的意义。
1.2 车辆超载的影响
随着我国经济的迅速发展, 某些部门仅从自身利益出发, 车辆超载严重, 甚至达到了令人无法想象的程度。严重超载是造成早期破坏的主要原因之一。
1.3 路基施工缺陷的影响
有些道路早期破坏与路基施工质量有关, 特别是软土地区。路基软土地基不稳定、地基换填或挤淤处理不彻底、路基填筑密实度不足、路基填料的液限偏高、路堤不均匀沉降等都会导致路面的早期破坏。
1.4 施工因素的影响
1) 沥青砼配合比设计存在的问题:沥青混合料的配合比不合理, 如:油石比较大, 已铺筑的路面会产生拥包和泛油;油石比较小, 路面会出现松散;矿料的质量不好, 集料的压碎值和石料的抗压强度太差和细长扁平颗粒含量过高, 使路面混合料的稳定度降低, 容易出现路面的各种病害。2) 沥青砼拌合的控制:拌和设备出现意外情况:刚开炉, 料温低、含水量大时, 会出现料温不均匀现象;当筛分系统出现问题时, 造成骨料级配发生较大变化;有时也会出现花白料, 使路面难以摊铺成型;温度过高造成沥青老化, 不能保证沥青混凝土摊铺质量;拌和能力过小, 出现停工待料状况, 使接头处温度降低, 出现温度差, 形成一个个坎, 当运输设备不配套或司机技术较差时, 会撞击摊铺机, 使机身后移, 形成台阶。3) 沥青砼的摊铺及压实:摊铺机是沥青路面面层施工的主要机具设备, 其本身的性能及操作对摊铺平整度影响很大。目前在国内问题比较大, 有些交通部门摊铺设备落后, 摊铺面过窄, 没有自动找平系统, 完全凭经验、凭操作人员的感觉进行施工, 甚至有些高速公路要求全断面摊铺, 只考虑到了横坡容易掌握和消除了纵向接缝。
沥青面层铺筑后的碾压对平整度有着重要影响, 选择碾压机具、碾压温度、速度、路线、次序等部关系着路面面层的平整度。
1.5 养护与管理
养护灌缝不及时, 水泥路面缩缝、胀缝、施工缝, 施工时基本上是用沥青灌缝, 使用一般2~3年的材料自身老化松脱, 如果不及时填缝料更新, 雨水渗入, 破坏基层和垫层, 造成板接缝处的变形和破损。原“先行工程”建设资金投入不够余留排水设施不完整, 导致边沟排水不畅积水, 由于养护资金不足没能及时进行完善排水系统, 也会导致路面提前损坏。混凝土板早期一些病害处理方法不当不及时, 如混凝土板断裂、板角断裂、错台等病害处理不及时, 只重视处理严重病害而忽视对板裂缝封水处理, 使路面水渗入, 加剧其他病害的产生。
2 路面病害的防治措施
2.1 原材料质量控制
1) 沥青应选用具有良好的高低温性能、抗老化性能、含蜡量低、高粘度的优质国产或进口沥青。在条件许可的情况下, 可在沥青中掺加各种类型的改性剂, 以提高基性能指标。2) 集料选用的骨料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青粘附性能好的集料。3) 混合料的级配确定沥青混合料的高温稳定性和疲劳性能、低温抗裂性, 路面表面特性和耐久性是两对矛盾, 相互制约, 照顾了某一方面性能, 可能会降低另一方面性能。4) 混合料配合比设计, 实际上是在各种路用性能之间搞平衡或最优化设计, 根据当地的气候条件和交通情况做具体分析, 尽量互相兼顾。当然为提高沥青路面使用性能还可以考虑以下两个途径:第一是改善矿料级配, 采用沥青玛蹄脂碎石混合料 (SMA) :第二是改善沥青结合料, 采用改性沥青。
2.2 优化设计
提高长期使用性能的重点应该从优化结构组合设计, 按每一条路的实际情况得到的数据去设计路面面层, 这样的数据才能更合理、更适合。对各油面层沥青混合料进行优化设计, 矿质混合料设计时应采用骨架密实结构, 最佳沥青用量应根据不同层位油面层需要的功能谨慎选定。为提高沥青路面的高温稳定性, 南阳地区施工采用的沥青用量应按最佳沥青用量OAC降低0.1%~0.3%选用, 中、下油面层宜取低限。重载道路或高速公路沥青路面建议对中、上面层使用沥青进行SBS改性。
2.3 路基的强度
首先压实度是反映路基强度的重要指标, 也是提高路基强度和稳定性的最经济、最有效的技术措施, 施工中必须严格检测控制。使其达到规定值。填土层的厚度对压实度有直接的影响, 每层的松铺厚度不应大于30cm。必须严格控制路基的填筑工艺, 确保路基强度。
2.4 施工过程中质量的控制
1) 沥青的选用十分关键, 要挑选符合规范各项要求的沥青, 特别是沥青针入度, 延度指标必须严格把关, 在北方施工由于近些年的气候偏暖, 因此, 沥青标号宜选择在规定范围内低标号沥青。此外, 透层油、粘层油沥青应采用与沥青砼用同一种沥青, 特别是油石比的选择应考虑粘层油透层油返油时对其影响。2) 在沥青混合料配合比设计上要特别重视。3) 沥青混合料拌合时间、出厂温度、摊铺温度、碾压成型等温度控制必须严格按规范要求进行, 合理安排工期, 避开不利天气施工。4) 摊铺机应选用熟练的摊铺机操作手, 并选择两台前后错开同时施工, 而少采用伞断面摊铺机, 在摊铺过程中, 应尽量避免停机, 注意路面纵向接缝的成型及碾压工艺。
综上所述, 路面早期破损已成为沥青路面的主要危害之一, 各级交通管理部门都应引起足够的重视, 并根据其成因从路面设计、原材料进场到具体施工, 有针对性采取一系列预防和改善措施。同时, 必须建立健全质量保证体系, 从管理部门、设计部门到施工部门, 层层重视、层层控制、层层落实。只有这样, 才能从根本上减少沥青路面的早期破损现象的发生, 使公路建设质量全面提高, 更上新台阶。
参考文献
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[关键词]沥青:混凝土路面:早期病害:产生原因:防治方法
目前,我国国省干线公路多采用沥青混凝土或改性沥青混凝土路面,但随着交通量地日益增大,很多道路沥青混凝土路面均呈现出一定的早期破坏,如开裂、泛油、剥落、车辙等现象,有的道路甚至当年通车即发生了病害,正常维修期大大提前,直接影响了车辆的运行,也增大了养护管理资金的投入。如何及时治理公路沥青混凝土路面的早期病害,是摆在公路建设、养护管理者面前的新课题。下面,笔者对沥青混凝土路面早期病害产生的原因及防治加以探析。
1、起沥青混凝土路面早期病害的原因
1.1水是引起沥青混凝土路面病害产生的直接外因。筑路先治水,水是公路工程和公路养护工作中首先必须解决好的一个主要问题,是沥青混凝土路面早期病害引发的一个直接外因。每到春、冬季节,由于地表水的渗入,地下水位的上升,直接改变路基的湿度,使路面的强度降低,路基的承载力下降,从而导致路面病害的产生,一场大雨和几场连绵阴雨过后,路面便开始小面积的裂缝,继而出现大面积的松散、翻浆、坑槽等现象。
1.2超限超载车辆是沥青混凝土路面早期病害产生的潜在外因。公路运输车辆的超限超载是公路沥青混凝土路面早期病害产生的又一个主要外因。据有关资料统计:车辆超限重量的增大和其对路面的损害是呈几何倍数增长的,超限10%的货车对道路损坏会增加40%,一台超载2倍的车辆行驶一次,对公路的损害相当于不超载车辆行驶16次,一台36吨的超载车辆对道路毁坏程度相当于9600辆1.8吨重汽车对道路的破坏,超限超载车辆对路面结构产生破坏造成路面网裂、变形、松散、沉陷和坑槽。
1.3路面设计、施工不合理和不规范。路面设计、施工不合理和不规范是沥青混凝土路面早期病害产生的内因。一是路面结构设计不合理,沥青面层结构选用不当,混合料类型不合理。二是路面基层(底基层)补强厚度设计不当,导致沥青面层产生早期病害,如龟裂、松散,局部沉陷等。三是路面施工不规范,材料把关不严,施工机具陈旧不配套,使得沥青混合料的配合比设计、拌和均匀性、压实度、平整度都达不到规范要求,从而导致面层松散、裂缝等病害。
1.4路面初期养护不及时得当。沥青混凝土路面面层初期养护及时得当会延长沥青混凝土路面的使用年限,否则会缩短其使用年限。由于养护资金不足或管养体制不明确,从而出现重建轻养的现象,有些地方,特别是现在的通乡通村沥青混凝土路面,有的公路修好一年以后,从来没有人去养过,更谈不上初期养护。路面积水,水沟不通,从而导致路基承载力下降,路面出现坑槽、翻浆等病害。有些即使在初期养护做了一些工作,但由于养护人员的养护方法不当,在沥青混凝土路面上采用人工喷油(或洒布机洒油)、人工撒铺粗矿料,结果破坏了原路面的平整度,由于油石比控制不均,造成路面泛油、松散等病害。
2、沥青混凝土路面早期病害防治措施
针对上述沥青混凝土路面早期病害产生的原因,笔者认为其防治措施应做到如下几点:
2.1治路病害先治水。要保证公路工程、养护质量,首先必须先处理好水,故而公路扩建、改造工程的设计必将排水防护工程作为整个工程设计的重点之一,使地下水不得渗泡路基,地表水不渗透路面。在日常的路面养护中,应加强对路基路面排水设施的养护,路肩与路面衔接应平顺,及时排除路肩、路面积水,这样才能使路基路面长期处于干燥状态,使路基路面保持一定的刚度和强度。
2.2定期检查,合理防治。沥青混凝土路面的早期病害分为形成、发展、破坏三个阶段,后两个阶段应列入专项治理。病害确定的依据是沉降值、弯沉、平整度等核定。可采用钻孔取芯的办法分析病害层次和处理深度,并确定专项处治方案,沥青混凝土路面的维修必须坚持“预防为主,防治结合”。局部出现裂缝,轻微沉陷,行车轻微跳车以及横纵接缝,柔、刚结合处(桥头搭板或沥青路与水泥砼路面接合处)出现轻微错台等,要列入预防性维修;对大面积裂缝,路基严重沉陷,路面坑槽超过8‰以上,要列入专项处治。对如何确定合理的防治措施及时间,一般依据《养护技术规范》、《公路工程质量检验评定标准》、《公路工程技术标准》对路面进行评价,路面评价指标应从以下五个方面着手:损坏分级、路面病害的破损率、路面强度、路面压实度检测和坑槽深度的检测。通过对路面评价,从而采取相应的如局部补强、中修罩面和彻底翻修等措施。
2.3严把设计、施工关。设计单位和设计人员必须严格规范进行设计,在设计上必须做到科学、严谨,设计资料必须与设计情况相符合,坚决拒绝“只管数量,不管质量”和行政指令性设计,杜绝边施工、边设计和无设计施工的现象。
2.4依法治路,整治车辆的超限超载运输。车辆超限超载运输,加速了公路路面的早期病害形成。公路管理部门要依据《公路法》及各省市与之相配套实施办法,加强对超限超载车辆的管理,实行计重收费,严重超载卸载放行,从而防止公路路面病害的早期产生。
辽宁省农村公路沥青路面推移破坏的病害成因及预防措施
通过对辽宁省农村公路破坏情况的实地调研,从设计、施工、路面承载、材料、环境等方面分析了沥青路面产生推移破坏的原因,并介绍了相应的`预防措施,以确保路面工程质量,延长沥青路面的使用周期.
作 者:高德成 王欣 作者单位:沈阳市公路建设动迁办公室,沈阳,110004刊 名:北方交通英文刊名:NORTHERN COMMUNI CATIONS年,卷(期):“”(1)分类号:U4关键词:辽宁省农村公路 沥青路面 推移破坏 预防措施
一、沥青混凝土路面局部推移病害形成的原因
所谓面层推移是在道路的纵向或横向发生位移,或者是说在车辆荷载作用下路面向前滑动而出现的路面变形。一般来说当推移发生后,裂缝、隆起、拥包同时出现。经观察研究分析认为交通量超载车辆过多、沥青路面面层和基层施工存在缺陷是其主要原因。
1、重型车辆过多。由于黄河三角洲地区是我国第二大油田胜利油田所在地,过往车辆以大吨位的居多,据调查30t以上重型车辆占交通量的30%以上,60t以上重车比例也在不断增加。重型车辆特别是超限超载车辆超速行驶成了普遍现象,按标准轴载BZZ-100路面设计标准已不能满足大吨位轴载对路面的实际要求,特别是路面难以承受大吨位车辆在急刹车时产生的巨大剪力。一辆运输货物的特重车在正常道路上行驶一次,其疲劳作用相当于标准轴载几百次的作用效果,加之车辆振动冲击作用很可能造成一次性破坏。
2、二灰碎石基层施工原因。二灰碎石是沥青路面的主要承重层,其施工质量也是影响沥青面层推移的关键因素之一,因为沥青面层刚度小,抗弯拉强度低,基层不仅承受车辆垂直压力,且必须具有足够的抗剪和抗弯拉能力。而沥青路面和基层结合部位恰恰是个不容忽视的抗剪薄弱环节。
3、二灰碎石表面粗骨料少,级配偏细促进了推移的产生。按现有规范进行的组成设计,以近几年经验来看,二灰碎石级配是偏细的。从钻芯取样可以观察到使用摊铺机摊铺二灰碎石,粗骨料层底较少而表面细骨料、填充料较多。虽然强度等主要技术指标均能满足要求,但因缺乏有效粗糙处置方法而形成的光滑“细腻”表面与沥青面层之间不能起到很好的“啮合”作用。
4、沥青路面的施工原因。沥青混合料的稳定性是产生推移的至关重要的原因之一。由于混合料粘结力和内摩阻力小,刚度也就是板体性能差会导致推移等病害的形成。
二、预防与处理措施
根据上述原因分析,应采取相应的预防与处治措施,尽量减少推移现象的发生。应主要从提高工程质量入手,着重注意以下几个方面的问题。
1、在沥青路面设计中适当加厚沥青面层。据有关资料显示,有专家提出加厚沥青混凝土覆盖对减轻反射裂缝、推移等病害缺陷有一定的作用。当然要从实际情况出发,综合考虑工程的重要性、地理环境、修建周期、成本、养护及社会、经济效益等方面,作出正确选择。
2、确保沥青路面施工质量。一是控制原材料。选用优质原材料是确保沥青路面质量的前提,特别选用优质沥青如改性沥青能提高软化点和粘度,大大增强沥青路面的高温稳定性和低温抗裂性。二是优化材料配合比设计。配合比设计在沥青路面施工中占有重要位置,选择混合料类型时,一方面要考虑路面透水要求,另一方面更要提高其稳定度。笔者认为在满足抗滑要求的情况下,下面层尽可能偏粗,上面层偏细。三是施工过程控制。从混合料生产、摊铺到碾压各个环节认真按照施工技术规范和质量检测标准要求施工,对配比、油石比、温度、压实度等各项控制指标进行严格的检查和控制。
3、改善二灰碎石基层级配并注意养生。二灰碎石因其成本低,抗压强度高,板体性能好,在二级及其以下公路作为基层时已得到广泛应用。实践证明,只要注意混合料组成设计,路面设计的合适和施工质量控制的好,石灰粉煤灰集料可使路面具有卓越的使用性能。施工中防止混合料离析,控制含水量和压实度,保证养生期在规定期限以上。如果表面光滑应放开交通让汽车通行一段时间使表面的二灰磨去和集料颗粒外露。同时要控制其合适含水量,注意相邻工序时间间隔。
4、加强养护和交通管理。加大超限超载运输车辆治理力度,彻底杜绝超限超载车辆通行,以减少大吨位车辆对路面的破坏。同时做好冬季除雪和夏季排水,加强日常养护维修和管理,使路面病害的发生和发展得到及时的预防和处治。
三、结束语
1 沥青公路路面病害的成因
1.1 沥青质量造成的路面病害
随着各地经济与社会的快速发展, 城市基础设施建设的规模越来越大, 面对建设资金紧缺等问题, 往往在进行沥青公路铺设的时候, 沥青公路的结构层设计、筑路材料的使用上出现沥青质量不达标等问题。这些问题的存在影响了沥青公路路面的质量。
1.2 碎石质量造成的路面病害
在沥青公路建设的过程中, 碎石作为公路的基础, 其质量对公路路面的影响是直接的。而碎石选用上的重视程度不足、碎石质量不达标等因素, 造成了碎石铺筑的路面基层很难适应后期的车载负荷等因素的考验, 造成沥青公路路面病害的产生。加之部分碎石在采购的时候, 碎石厂家生产规模小、质量达标率低等问题的存在, 导致了碎石质量难以保证。
1.3 气候对沥青路面的影响
气候对沥青路面的影响是多方面, 第一种是沥青路面的低温裂缝, 这是因为沥青材料在高温条件时, 其应力松弛性能好, 温度的升高与降低不会对变形产生过大的温度应力。但是, 当温度大幅度降低的时候, 沥青材料会出现发硬并逐渐收缩的问题。这种情况下半刚性基层的地步会出现拉应力, 当温度下降所产生的拉应力沥青混合材料的应力松弛小于温度应力的时候, 沥青混合料的进度将会快速的增加。因为沥青面层会受到路面基层的约束, 沥青面层的收缩拉应力大于沥青混合料的抗拉强度时, 沥青路面将会产生开裂, 出现沥青路面裂缝的病害。常见的沥青公路路面的裂缝大多是横向的。第二种病害是温度疲劳裂缝。温度疲劳裂缝经常在日温差大的区域发生。这是因为温度的反复变化, 造成了沥青路面的温度应力疲劳, 导致沥青混合料的抗极限拉伸应变的能力降低, 加上沥青路面的材料老化等问题, 使得路面的应力松弛性能下降, 最终出现了路面裂缝。由于沥青路面受到高温影响的时候, 很容易就产生软化等, 所以在高温天时, 很容易出现泛油等, 导致沥青路面车辙病害的发生, 影响了沥青公路路面的舒适性。
1.4 沥青混凝土配合比对路面质量的影响
在进行沥青混凝土配合比例设计的时候, 根据规范的要求需要经过配合比设计等四个阶段, 在不同的阶段对沥青混凝土混合比的要求是不同的。在施工的过程中, 而有的施工企业在施工的时候, 将这几个环节压缩成两道三个阶段, 有的施工企业仅仅凭借经验来施工。所以, 这些理论与实践偏差等问题的存在, 导致了沥青混凝土质量不达标。此外, 受到政绩工程、中标价格等因素的影响, 碎石料场管理不规范, 大部分材料是个体企业承担的, 料场较为分散, 施工设备落后、施工材料的均质性等无法保证。
1.5 沥青混凝土拌合温度对路面质量的影响
沥青路面铺筑所需的石油沥青拌合出厂的温度, 标准的要求是在120℃~165℃之间, 而在实际施工的过程中, 由于受到施工设备等因素的影响, 在石油沥青拌合温度控制方面存在着一定的问题。过高的温度, 将会造成沥青发生质变, 导致沥青混凝土的凝聚性低。而过低的温度, 使得沥青混合料的拌合不够均匀, 影响了沥青的级配, 造成沥青路面出现局部松散等路面病害。在沥青混合料拌制完成之后, 沥青混合料从拌合厂向施工现场运输的时候, 空气与沥青混合料之间的温差大部分在120℃左右。加之运输车辆速度的影响, 会造成沥青混合料在到达施工现场以后温度会产生较大程度的降低。沥青混合料的降温幅度由表及里的逐渐降低, 降温最为严重的在堆料的表面、马槽的接触面等位置。
1.6 沥青混凝土摊铺与路面病害的产生
在沥青路面施工的时候, 沥青路面摊铺机械设备断面较宽、由于从中间借助胶轮输送的时候距离大, 造成了沥青混合料的离析等问题。这一问题的存在导致沥青混凝土的配合比等发生了变化。第二, 因为烫平板从机心向两侧悬臂距离较大, 在不断摊铺的过程中, 容易出现变形, 这一问题对路面横坡的控制效果产生一定的影响。在沥青混合料从材料运输车向路面摊铺机喂料斗卸料的时候, 尤其是两侧车厢接触面的混合料其降温明显, 表面材料温度的降低, 造成了在路面铺压的时候, 路面的压实度往往难以达标, 造成路面出现松散、不平整坑槽、路面渗水等病害。
1.7 平行交叉作业对路面质量的影响
在城市道路施工的过程中, 施工干扰的因素多。同时, 由于城市地下管线较多, 很容易出现交叉作业等, 加上施工工期紧等, 对路面质量容易产生影响。例如:在土基碾压成型之后, 管线单位需要开挖下管, 管线单位对回填土的压实往往不重视, 导致局部不均匀沉降等问题的产生。又如:在沥青混凝土摊铺底面层的时候, 道路照明施工企业要做好灯杆、电线的铺设, 而且不能封闭交通, 造成路面污染严重, 进而路面层与层之间的粘结受到影响, 尤其是在沥青面层较薄的情况下, 受到车辆高速行驶载荷作用的影响, 沥青路面会出现脱落、推拥、扭曲裂缝等问题。
2 沥青公路路面病害的防治措施
2.1 做好对沥青公路路面裂缝的处理
根据我国的沥青路面施工技术规范要求来看, 要按施工地区的气候环境等选用适合施工的沥青种类, 以降低或避免沥青混凝土路面温缩裂缝的出现。在施工的过程中所使用的沥青要在本地区的检测机构做试验检测, 保证其达到相关技术标准的要求。做好施工的科学组织与管理, 在沥青混凝土路面摊铺作业的时候, 要尽量让路面摊铺作业连续进行, 降低冷接缝的出现, 如果无法避免, 那么所产生的冷接缝要根据要求, 将之前压实的摊铺带边缘进行整齐的切割, 做好浮料的清除, 使用新的热混合料敷贴到接缝的位置, 提升接缝的吻合度。做好横向接缝的充分压实。在碾压的过程中, 压路机先在横向接缝已压实的路幅上, 钢轮伸入新摊铺部位15cm左右, 然后每压一遍向新铺层移动15cm~20cm, 直到压路机完全进入新摊铺层, 然后再转入纵向碾压。
在沥青路面裂缝产生以后, 要及时的进行处理, 避免水等有害物质对路面产生的继续侵害, 进而对道路的使用寿命产生不利的影响。针对一些细小的裂缝可以通过乳化沥青灌缝处理的方法进行处理, 对于大于五毫米的粗裂缝则可以使用改性沥青来做灌缝处理。在灌缝处理之前, 一定要做好缝内杂物的清除, 保证灌缝处理的质量。
2.2 防治水破坏对路面的措施
为了提升沥青混凝土路面的施工质量, 防治水破坏的发生, 首先要选择合适的沥青混凝土类型, 从目前的沥青路面施工技术来分析, 密实式粗集料断级配沥青混凝土一方面有优秀的不透水性, 另一方面比连续级配沥青混凝土的高温抗形变能力更强, 在使用前者进行表面层施工的时候, 其抗滑性能优越。其次, 加大对优质沥青与抗剥落剂的使用, 提升与碎石的粘附效果。在大部分情况下, 花岗石等酸性石料与沥青的粘附效果不高。所以, 在高速公路等高等级公路建设的过程中, 最好选用针入度较小的沥青, 并结合抗剥落剂的使用, 以提升沥青与碎石料的粘附效果。在沥青路面施工的过程中, 要加大对施工现场的管理与控制, 保证施工质量的提升。再次, 要加大对沥青路面施工的优化与设计, 在沥青面层层间要做好仿水材料的使用, 不管是哪一种沥青混合料, 其空隙率是客观存在的, 因此会受到一定的水破坏。通过在沥青面层表面进行防水材料的使用, 能够有效的提升沥青路面的抗渗水能力。
2.3 做好预防松散现象问题的措施
为了降低沥青混凝土路面病害的发生, 在材料选用方面, 要加大对细集料标准度的控制, 以更好的提升沥青混合料的粘结性能。其次, 要加大对沥青路面施工温度与压实效果的控制, 施工时温度过高将会导致沥青老化, 影响了沥青与矿料的粘附性。而温度过低, 将会影响沥青混合料的压实效果, 出现沥青混合料内部空隙过大等问题。加大对沥青混合料均匀性的控制, 避免沥青混合料离析给路面质量造成的影响。
2.4 沥青路面泛油的防治方法
针对沥青路面轻微泛油、路面石子外露的公路, 可以不进行处理。针对因为局部施工质量导致的水损坏、路面坑槽等问题, 可以使用坑槽修补法进行防治。对于出现大面积泛油的路段, 由于泛油导致路面的摩擦系数较低、容易对行车安全产生影响, 可以通过碎石压入法等进行路面病害的防治。在沥青路面泛油问题方面, 大部分是因为沥青用量过大导致的。因此, 在沥青配合比设计的过程中, 一定要按照试验的规程来进行油石的配比选定。在路面施工的过程中, 要根据工程师所批准的配合比来施工, 降低随意改变生产配合比等问题。
参考文献
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梅河高速公路水泥混凝土路面裂缝病害原因分析
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作 者:肖春发 赵顺根 吴传海 XIAO Chun-fa ZHAO Shun-gen WU Chuan-hai 作者单位:广东华路交通科技有限公司,广州,510420刊 名:广东公路交通英文刊名:GUANGDONG HIGHWAY COMMUNICATIONS年,卷(期):“”(2)分类号:U418.6关键词:高速公路 水泥混凝土路面 病害
农村公路水泥混凝土路面接缝病害与断板问题
水泥混凝土路面具有强度高、稳定性好,耐久性好,养护费用少、经济效益高、有利于夜间行车等优点.广泛应用于新建公路,特别是农村公路.但接缝的设置,降低了混凝土面板的整体性,容易产生接缝病害.本文对病害产生的原因进行了详细的分析,并提出了处理措施.
作 者:卿笃斌 作者单位:刊 名:四川建材英文刊名:SICHUAN BUILDING MATERIALS年,卷(期):35(3)分类号:U416.043关键词:农村公路 混凝土路面 接缝 断板
1 公路沥青混凝土路面的早期病害种类和原因
根据现行《公路沥青路面养护技术规范》 (JTJ-2001) 规定分成裂缝类、松散类、变形类和其他类。其中裂缝类分为龟裂、不规则裂缝、纵缝、横缝;松散类分为坑槽和松散;变形类分为沉陷、车辙、波浪、拥包;其他类分为泛油和修补损坏。这些病害如在通车1-3年内就大面积发生了, 我们将其称之为早期病害。
1.1 裂缝类
1.1.1 龟裂
龟裂有轻、中、重3种程度, 轻的缝细、无散落、无变形;中的裂缝明显、缝隙较宽, 有轻度变形;重的缝隙宽、裂块破碎、变形明显。
1.1.1. 1 产生的原因。
产生的原因是多方面的, 晚期产生的主要原因是沥青的老化和疲劳引起的, 早期产生的原因主要有:a.路基强度不够, 如高填方路段, 在填筑完成后, 没有经过足够时间的自然沉降, 就填筑路面。b.面层强度不足, 施工控制不当, 致使路面压实度不足, 矿料离析, 在车载作用下, 路面面层形成裂缝。c.水损坏, 由于第二条原因, 使雨水透过面层, 渗入到路基, 使路基的强度下降, 最终反映到路面上形成裂缝, 变形成龟裂。
1.1.1. 2 预防措施。
a.路基施工质量控制, 要合理的安排路面、路基的施工周期, 使路基在碾压成型后, 要经过一段时间的自然沉降后, 方可进行路面的施工。b.基层施工质量控制、一定要做好材料配比的试验, 在可能的情况下, 尽可能提高集料中粗集料的含量, 降低细集料的用量, 使粗集料形成嵌挤, 增大抗拉强度, 同时, 低的水泥、石灰用量还可减少干缩, 基层碾压完成后尚未干燥时喷洒透层油, 以保证基层有充分的水分起到养生作用, 并且达到均匀的缓慢的干缩。c.路面施工控制。施工时除了要严格控制压实度外。还要严格控制沥青混合料的拌合质量, 从源头上控制矿料的离析, 避免路面强度的不足。
1.1.2 纵缝
1.1.2. 1 产生的原因。
a.旧路拓宽时, 新旧路基连接布牢固, 半填半挖路基的布均匀沉降。b.基层施工与面层施工时, 纵向接缝的接茬未能妥善处理。
1.1.2. 2 预防措施。
a.路基施工时采用开挖台阶等方式, 使新旧路基或半填半挖路基强度的横向过度均匀, 使路基的相对沉降减小:亦可在新旧路基或半填半挖路基之间铺设一层土工格栅, 以加强路基的连接。b.基层的纵缝接茬处理。无论使采用以一台摊铺机分幅作业, 还是采用两台摊铺机梯形作业。前幅的混合料压实时, 不可全部压实, 要留有不小于15cm宽松铺层, 待后幅摊铺过后一起碾压, 碾压要从一压实部分逐步以15cm的错动, 碾压到新摊铺层, 使纵缝连接牢固。当基层分两层或两层以上施工时, 上下层的纵缝应错开20cm~30cm做成台阶式衔接。
1.1.3 横缝
横缝也是沥青混凝土路面最常见的一种病害。
1.1.3. 1 产生的原因。
a.路面设计不当, 过车辆超载严重, 致使基层内产生的拉应力超过了基层的抗拉应力而造成结构性的破坏, 形成裂缝。b.面层温度收缩引起裂缝, 沥青混合料的收缩系数为25×10-6~40×10-6。在冬季气温骤降时。所产生的拉应变可达到300×10-6~500×10-6。此时的应变。c.路面基层的干缩和温缩两种应力叠加形成的基层裂缝, 反映对路面上形成裂缝, 这是路面横裂缝形成的主要原因。
1.1.3. 2 预防措施。
a.社会各道路部们应密切配合做好超载车辆的治理工作, 严禁超载车辆上路, 避免对道路形成结构性的破坏。设计部们应适当考虑可能出现结构性破坏的情况, 做好路面结构设计, 尤其是基层的设计。b.沥青路面施工要根据规范要求, 选择符合本地区道路自然区化的沥青或改性沥青, 尽量采和开级配的骨架型密实结构, 以提高面层的抗变形能力。c.基层要增加粗骨料的数量, 减少细料和粉料的用量, 尽量使水泥的用量不大于5.5%, 以减小基层的干裂和缩裂。d.可在基层与面层之间设置土工织物, 用以分担基层温缩和干缩的应力, 以减小面层所受的反射应力, 减少裂缝的发生。
1.2 松散类
1.2.1 坑槽
根据《公路沥青路面养护技术规范》 (JTJ073.2-2001) 分为轻、重两种, 轻的面积<1m2, 坑深<25mm;重的面积>1m2, 坑深>25mm。
1.2.1. 1 坑槽产生的原因。
主要原因是在面层龟裂形成后未及时养护, 而逐渐形成的;另外基层局部强度不足, 也会产生坑槽。
1.2.1. 2 预防措施。
要加强路面养护, 发现路面出现轻度的龟裂要及时处理, 避免雨水渗入路面后, 行车时产生动水压力冲刷油石界面, 使油石分离, 面层松散, 加快坑槽的发展。
1.2.2 松散
1.2.2. 1 产生的原因。
a.沥青质量不佳, 或是施工中偷工减料, 沥青含量偏少, 使混合料的粘结力不足, 在车载作用下开成松散。b.集料质量差, 使集料与沥青的粘结力不足。c.混合料拌和是温度过高, 拌和时间过长, 使沥青老化, 失去了粘结力。
1.2.2. 2 预防措施。
a.选择符合当地条件的优质沥青, 拌和是控制好沥青含量。b.集料应选择亲沥青的碱性集料, 如果, 当地无碱性集料, 在拌和混合料是要增加抗剥落济。以增加集料与沥青的粘结力。c.拌和是要严格控制拌和的温度和拌和的时间, 普通沥青的老化温度是166.2℃, 加热时, 不得高于该指标。
1.3 变形类
车辙
分轻、重两种, 轻的深度<25mm;重的深度>25mm。
1.3.1 产生原因。
a.施工时, 沥青混合料复压时碾压不到位, 致使沥青面层的压实度不足, 在车载作用下, 沥青面层被压实, 形成车辙。b.沥青路面在高温下软化, 抗剪强度不降低, 在车载作用下形成车辙。
1.3.2 预防措施。
a.控制好沥青混合料的碾压, 尤其控制好复压阶段, 该阶段是整个压实过程中的关键。该阶段施工质量的好坏直接关系到, 路面的压实度是否能达到规范要求。b.根据当地的气候条件选择适当的沥青标号, 经济条件允许时。尽可能的选用改性沥青担高沥青路面的高温稳定性。
1.4 其他类
泛油和修补损坏, 在我县较少出现, 在此不做过多分析。
2 结论
关键词:市政;公路;沥青路面;病害;处治
随着经济的发展,我国的城市规模在不断扩大,市政公路也得到了快速的发展,因为沥青路面所需的成本造价低,不会造成很大的噪音,行车比较舒适,维修起来比较方便,所以,沥青路面在很多市政道路中得到了普遍的运用。但是沥青路面在具体使用时,会因为种种因素出现一些常见性病害,而城市经济的快速发展,又大大增加了行车量,这让公路路面的荷载力变得更大,沥青路面的病害更加明显,严重影响到公路的使用寿命。因此,要有效提高沥青路面的质量、有效降低路面的病害,必须采取适当的处治措施。
1.市政公路沥青路面的几种常见病害
1.1车辙
车辙是很多公路工程中的主要病害。车辙在形成后,会随着时间的推移,受到气候与荷载等因素的影响越来越明显,轮迹带会慢慢的出现下凹形变并,最终导致变成两条纵向槽,这就表明沥青路面已经受到了损坏。车辙深度的计算往往是从轮迹带外侧凸起部位的峰顶直至槽的谷底这段距离。车辙病害既是比较常见的病害之一,也是比较难处理的难点之一。
1.2裂缝
沥青路面中也常出现裂缝等问题,这些裂缝主要牵涉到横向裂缝和纵向裂缝。裂缝虽说不会对承载能力造成很大的影响,但是会让路面的美观性大打折扣,所以说,裂缝的危害并不是很不可怕,但是,它会让道路表面的雪水和雨水透过裂缝直至半刚性基层面,最后就让基层的含水量饱和性得到了大大的增加,同时也降低了基层的承载力,最终使得路面急速恶化。
1.3坑槽
这种病害主要表现为路向面层遭到较严重的破坏,导致基层暴露,最后在沥青路面上会出现因为基层土被带出而出现的灰白轮迹,有的地方的坑槽当中还非常潮湿。
导致沥青路面出现坑槽的原因是多方面的,从最初的某个部位出现龟裂松散,慢慢地路表上面的雪水和雨水就会渗透到基层顶面,而此时行车的荷载会再三作用于基层之上,就会将半刚性基层表面的细料挤压出来,大大破坏了板体的结构,是的承载力慢慢降低,最终导致沥青面层发生推移脱落等现象,这就是坑槽形成的过程。
1.4松散老化
主要的现象是沥青面层发生松散现象。从路面表层可以看到,道路面层存在较多的小凹糟,这是由于所用的沥青稠度不好,也没有较好的粘结力,用的不是很多,基层湿润松软,跟面层没有很好的粘结在一起,又因受到水和冰冻的影响,或者因为沥青混合料温度太高,沥青被剥离于矿料表面,使沥青提前老化,很快就丧失了粘结效力。
1.5泛油
沥青在是经由混凝土层的下部与内部不断慢慢往上面移动的,最终使得表面沥青过多,这时会在行车道的轮迹位置出现泛油等症状,而且行车道中会出现两条发亮的黑色带状物,但是一个横断面上的超车道上一般是不会出现泛油等现象的。
1.6表面严重磨损
路面会因为使用时间的久远而导致慢慢变化了以前的粗构造,最终使得路面逐渐光滑。导致这个问题出现的原因不但有外在的,也有内在的。沥青路面磨光的外因主要是受到车轮再三压力作用,导致集料表面逐渐被磨光,这时沥青也在慢慢上翻,导致沥青表面的面层越来越光滑;而内因主要包括以下几个方面的内容:其一集料质地的软弱,其二棱角不够,其三矿料级配不妥,粗集料的尺寸太小,或者细料太多,沥青使用的太多等等。这些因素都会使得公路表面被磨光。
1.7受到水破坏
瀝青路面有水分,主要是因为在设计路面结构层时,没有将路面结构内部排水的问题考虑在内,这时雨水透过路表慢慢渗入,排水并不通畅,积水长期聚集于路面结构中,因为又受到交通荷载与温度变化的影响,最终使得路面遭遇水损害。从反应机理上说,沥青路面的水损机理有外部原因,也有内部的因素:外部因素主要是因为超载车辆大大增加了动水压力,容易发生水损坏;或者因为公路所在部位降雨量较多,车辆通行量比较多。沥青混合料出现了过大的空隙率,水最终进入沥青结构层产生了破坏;混合料出现了离析、压实度不够、结构层间没有进行防水处理;没有将防排水设计放在重要位置加以对待,路面结构层在排水时不够通畅;路面结构设计不够科学,形式单一。
2.公路沥青路面病害处治措施探讨
2.1裂缝处理
针对沥青混凝土的温缩裂缝,主要是在出现裂缝的道路部分进行彻清理,之后再在上面均匀喷洒适当的乳化沥青,再于之上均匀的敷设一层干燥洁净的石屑或粗砂,厚度可以在2~5mm之间,最后轻型压路机进行矿料碾压。
如果是地基沉降差原因导致的横向裂缝,比方说出现错台和啃边等问题,就需要沿着横缝两侧的50~100cm之间的部位进行开槽,剔除道路的上部面层,首先填实裂缝,然后在横缝的部分铺设玻璃纤维土工格栅,再度摊铺面层。
2.2车辙处理
(1)处置原则
处置要结合具体情况,特殊情况特殊对待:
如果车辙深在1.5cm以内,可以不进行任何处理;
如果车辙的深度在1.5cm~2.5cm,则应该进行稀浆封层处理;
如果车辙的深在2.5cm~4cm时,则应该将原路面面层彻底清除,新建路面面层;
如果车辙深超过了4cm,则要将原路面上面层与下层结构进行清除,重建路面面层。
(2)处理的常见措施
针对那些连续长度在30m以内,车辆在上面行驶会出现轻微摇动感的车辙,应当在适当的烘烤和耙松后,适当增加新料最后进行压实;针对那些连续长度在30m以上,深度在8mm以上,车辆行驶在上面有明显摆动和跳动感觉的大车辙,必须铣刨路面的上面层或者是中上面层,最后进行再次摊铺面层;针对那些车辙深在2cm以上,行车时严重摇晃的车辙,要铣刨中上面层甚至全部面层,对面层进行全部再次摊铺;针对由于基层施工质量不过关而导致的车辙,在面层再次摊铺前一定要先对软弱基层进行适当处理;浅车辙可以在微表处或者薄层罩面进行适当的处理,这两种方法不但对周围的交通影响小,而且施工也比较快。
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2.3坑槽修复
修补坑槽有四种主要的方法,主要包括热拌材料修补法,冷补料修补法,临时应急修补法和热辐射墙修补法。下面就面层出现坑槽,而路面基层完整的热拌材料修补进行概述。首先应该就破坏部位的深度与宽度进行测定,并使用三角尺划出纵横线,垂直坑槽修补轮廓线要跟中心线平行,并且应严格遵照“圆坑方补”,坑槽一定要挖的规整,要么是长方形要么是正方形。在沿着坑槽轮廓线切割后,使用钢丝刷与刮刀将边上的多余泥土彻底清除,用吹風机吹走切割出的杂物和泥浆,人工清理出的废料要在短时间里装车运走。
2.4泛油处理
如果沥青路面出现发生现泛油现象,可以从泛油的轻重与具体的面层结构,来决定是否需要使用铺撒粗粒径的矿料进行处理。
在将沥青混合料运进场后必须检查外观,如果发现含油量过大,就不能用来摊铺,必须清除沉淀的油分。
在以前的路面上铺设沥青石屑,粘层油必须在0.5kg/m2左右,沥青混合料的厚度应控制在大约lkg/m2。要是沥青贯入式面层,必须将油量控制在一定的范围内。
要注意清除沥青洒布车在停车时或者因为其他因素导致的油堆油垄。遇到拥包应当适当翻修或者铲平。
2.5路面松散和掉渣的处理
一定要控制好沥青混合料每个时期的温度,还要将具体的测温情况详细记录下来。
沥青混合料属于热操作材料,冬季尤其要注意做好快卸、快铺与快压。
一定要控制好沥青与矿料的质量,严格检查进场混合料的质量,让沥青混合料具有较好的稳定性与强度。
如果发现路面面层还没有成型,或者存在松散现象,一定要清楚松散材料,再重铺一层罩面。路面开放交通后出现的松散,应将松散的沥青面层清除后,重新压实基层,基层处于干燥状态方能铺筑沥青面层。
2.6排水措施
在路基施工时在保证其地面的排水结构物的数量和排水的需要,从而保证地面水不渗入路基的内部,同时,对于地下排水结构物的设置,则要根据道路的地形及地下水的实际情况来进行设置。
为了拦截地下水、临时滞水或泉水进入路面结构,可直接在路基顶面设置由级配料组成的全宽透水性排水垫层。
2.7桥头搭板断裂、沉陷处理
桥头搭板断裂、沉陷采用钻孔注浆措施,注浆布设每行车道为一处,每处布设空位3—5孔,可根据搭板沉陷情况以及灌浆机械确定,钻孔深度为钻至搭板底为止,灌浆孔大小和灌浆嘴大小一致。一般为5mm左右,灌浆顺序从沉陷量最大的地方开始,由远到近、由大到小,或从两侧开始。
注浆材料为水灰比0.55—0.65,强度不低于4MPa的1:l水泥粉煤灰浆,适当掺加膨胀剂等其他外加剂,严格按照设计)配方配料施工,浆体应具有良好的可塑性、和易性和保水性。注浆工序要安排专人,负责每道工序的操作及记录,注浆完成后,应采取措施保证注浆不溢浆、跑浆。
综上所述,市政公路设施使用频率高,车流集中,通行量大,其质量否安全可靠,将直接影响到城市道路通行能力和社会综合效益。市政道路工程质量的影响因素是多方面的,既有客观因素也有主观因素,而路面维修及养护无疑是非常重要的一个因素。因此,要加强市政道路工程管理,合理科学的建设,维护与使用市政道路才是保征道路使用质量和使用寿命的根本方法。
参考文献:
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[2]吴永平.我国公路养护技术发展的现状与对策[J].交通世界.2003(4).
[3]武建.谈沥青路面常见的病害及其预防措施[J].中国科技信息.2009(17).
在公路工程沥青混凝土路面施工中,需要选择适合的原材料,如果原材料质量或者其规格无法满足公路工程实际需求时,会严重影响到公路工程沥青混凝土路面施工质量,因此,该路面施工重点之一就是原材料的选择问题。要想使沥青混凝土原材料选择能够更好地满足公路工程施工需求,施工单位在选择原材料前就需要详细分析公路工程的功能以及主要行驶的车辆,从而根据《公路沥青路面施工技术规范》严格选择原材料规格,并在满足材料选择后,施工单位需要对已经采购完成的.沥青混凝土原材料进行严格的审核与检查,保证使用相关材料进行施工时,沥青软化点、针入度以及延度都能够满足公路工程要求。
2.2沥青混合料的运输情况
正常情况下,沥青混凝土混合料拌和位置以及摊铺位置是不同的,因此还需要对混合料进行运输,如果运输过程中导致水分流失,则会严重影响沥青混合料质量,因此笔者建议在控制沥青混合料运输时,需要做好以下几方面工作:一是保证运输车辆能够具有覆盖设备,从而更有效地减小在运输过程中造成的质量损失以及水分损失;二是所运输的沥青混合料需要保证施工能够顺利进行,因此在摊铺机前需要具有3~5辆拥有沥青混合料的车辆;三是为了避免沥青混凝土混合料出现粗集料细集料离晰的现象,运输人员需要在运料车放料时适当挪动汽车位置;四是避免运料车与摊铺机发生碰撞。
2.3沥青混凝土路面接缝处理工作
一、沥青混凝土路面施工常见病害的类型
1. 表面波浪
表面波浪包括短波和长波, 指的是在沥青混凝土的铺筑过程中, 产生长度不一的表面波浪, 这些存在的波浪导致路面的不平整, 增大了路面的孔隙率, 降低了路面的密实度, 进而影响路面的行车, 最终影响路面的使用寿命和使用性能。
2. 接缝不良
沥青混凝土的路面的接缝主要有横向的接缝和纵向的接缝, 相应的, 沥青混凝土的接缝不良也分为横向接缝的不良和纵向接缝的不良。沥青混凝土出现接缝不良时, 会导致混凝土路面的松散, 以致行驶车辆颠簸, 最终导致路面的过度磨损。尤其是当有降水渗进时, 更会给路面和路基造成更大的威胁。
3. 发裂
沥青混凝土路面的发裂指的是沥青混凝土的中间层和保护层之间出现的横向裂纹, 这些裂纹由于较短导致摊铺机在进行摊铺的过程中难以发现。沥青混凝土的发裂会导致路面的压实度和孔隙率发生改变, 进而对混凝土路面的使用寿命造成很大的影响。
二、沥青混凝土路面施工常见病害的成因
1. 表面波浪的成因
表面波浪的成因主要有摊铺、混合料以及碾压的原因。摊铺的原因首先表现为由于摊铺机熨平板前方的混合料数量发生变化, 导致熨平板上的反力不均, 摊铺后的混合料也虚实不一, 最终导致碾压后有微波的形成;其次表现为由于顶摊的刹车过紧而导致铺筑的速度发生变化, 引起路面波浪的形成;另外, 在自动熨平装置的运行中由于挂线也会导致摊铺层波浪的出现。混合料的原因表现在混合料的级配没有按照规定, 细集料过多导致的混合料的劲度发生变化;另外, 沥青的含量过高也容易导致碾压过程中的推移现象, 影响路面的平整度。碾压方面的原因主要表现在压路机突然转向或者停车所造成的表面波浪。
2. 接缝不良的成因
纵向接缝不良的原因表现在两大方面:不正确的碾压方法, 即压实设备在接缝比较冷的一侧过多压实, 造成接缝碾压的不实;新旧摊铺车不正确的重叠, 即重叠太少容易导致摊铺的高度低于先摊铺的面层标高, 重叠太多容易发生隆起现象。横向接缝不良的原因表现在两大方面:在进行摊铺时由于接缝处的混合量过多, 多余的混合料向上推动摊铺机的熨平板, 进而导致熨平板的过高, 以致在路面留下鼓包;而相反的, 如果熨平板的混合料不足, 就会导致熨平板的力过低, 以致熨平板发生倾斜、俯冲以及厚度减薄的现象, 最终导致路面的倾斜。
3. 发裂形成的原因
一般来说, 发裂形成的原因有三方面:由于混凝土的下层比较软弱, 在压实设备的作业下容易发生弯曲的现象, 导致路面结构过大的弯沉, 导致细裂缝的形成;另外沥青拌合料的流质过多, 混合料过于软弱, 容易导致裂纹, 以致路面发生侧向的推移;如果混合料的碾压温度过高, 沥青粘结料的流动性会增加, 碾压时容易形成弓形波, 导致发裂, 如果混合料的碾压温度过低会导致沥青粘结料的粘滞度增加, 影响压实效果, 最终引发脆裂或者干裂。
三、沥青混凝土路面施工中常见病害的防治
1. 表面波浪的防治
(1) 严格控制混合料的拌和质量。首先, 在进行混合料的拌和时, 要对成品料的质量进行严格的观察, 对混合料的油石比的规范性进行检测, 要严格保证出厂料的均匀一致, 并没有结团、花白和严重离析的现象。其次, 要对混合料的级配进行严格的控制, 具体来说, 单层罩面中的混合料的最大的粒径要在设计层厚的二分之一以内, 下面层的层厚要在设计层厚的二分之一到三分之二之间。再次, 要对混合料的出厂温度进行严格的控制, 要根据运距来对混合拌合料的摊铺温度进行确定, 严格控制混合料的劲度。沥青混合料集料质量的标准如下表显示:
(2) 严格规范摊铺作业:要尽量保持摊铺机的熨平板前方的混合料的劲度和数量的一致性。具体有:在进行底面层的摊铺时, 要按照设计的标准进行测量和放样, 保持两个支撑点的距离在10m之内, 钢丝线的中间挠度在2mm之内;在进行摊铺之前, 要对摊铺机的结构参数进行调整, 保持熨平板和机身左右的对称;在进行摊铺时, 要根据摊铺机的运输能力均匀、缓慢以及连续地摊铺, 在摊铺的过程中最好不要停顿或者随意地变换速度, 并保持2.5m每分的作业速度, 保持摊铺机和运输车的密切配合。
(3) 严格规范碾压程序:首先, 在进行混合料的摊铺时, 要采用“高温、高频、低幅、紧跟”的方式来进行, 振动压路机最佳的频率保持在40~45Hz之间, 最佳的振幅保持在0.4~0.6mm之间;其次, 在进行初压、复压以及终压三个过程中, 要遵循先轻后重、先慢后快的原则。沥青混合料最低的摊铺温度如下表显示:
2. 接缝不良的防治
(1) 横向裂缝:首先, 在进行摊铺前要调整好预留的高度, 可以使用相应高度的垫块来进行控制, 要让熨平板拉紧并放置在垫块上, 以使熨平板处在一个正确的标高位置上;在进行摊铺时要保证摊铺机螺旋送料器的连续转动, 并保证摊铺速度的缓慢、连续和均匀, 在摊铺机离开横缝之后, 要对过量的混合料进行及时的清除, 在进行碾压时要先横向碾压, 然后再纵向碾压。
(2) 纵向裂缝:纵向裂缝要采用全幅热解的方式, 并采用两台摊铺机进行同时摊铺。两台摊铺机的间距要保持在10m之内, 摊铺机的轨道的重叠大概为3~5cm。同时, 在进行摊铺机熨平板和原摊铺面层的重叠时方法要正确。
3. 发裂的防治
首先, 要对下承层的质量进行严格的控制, 以为沥青混合料的摊铺做好良好的支撑准备;其次, 要对沥青混合料的沥青含水量、拌和温度、沥青含量进行严格控制, 对沥青拌和的成品进行观测, 特别要注意砂子的用量;再次, 要对碾压的温度进行控制, 尤其是对于软弱的混合料必须要等到温度适宜之后来进行碾压, 如果在碾压的过程中出现发裂的现象, 可以利用轮胎压路机来进行初压, 并使用振动压路机来进行复压, 且要注意适当地放慢碾压的速度。
四、结语
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