沥青混合料路面因路面噪音小、施工周期短、铺筑速度快及易维修等优势,在国内使用极为广泛。沥青混合料路面的养护质量受技术、设备以及天气等多方面因素的影响,本节仅针对下列方面存在的质量问题,阐述如何进行质量控制。
8.3.1.1 沥青路面主要质量问题及质量控制要求
(1)主要质量问题
车辙。车辙是沥青路面使用期内主要的破坏形式之一。其主要危害包括:路表过量变形影响路面的平整度;轮迹处沥青层变薄,削弱了面层及路面结构的整体强度;雨天车辙内积水导致车辆出现漂滑;冬季车辙槽内结冰,降低了路面的抗滑能力,行车时产生冰滑现象;车辆超车或变换车道时易失控,影响车辆的操纵稳定性。
裂缝。裂缝的出现往往是路面损害急剧增大的开始。裂缝按成因的不同分为荷载型和非荷载型两类。前者主要是在行车荷载作用下产生的裂缝;后者主要是在温度的作用下产生的裂缝,是一种低温收缩裂缝,简称低温度裂缝。特别是冬季,随着温度下降,沥青材料变得越来越硬,并开始收缩,一旦超过沥青混合料的抗拉强度或极限拉应变,沥青面层就会开裂。
水损害。在水的作用下,沥青会逐渐丧失与集料的黏结力,从集料表面脱落,在车辆的作用下沥青面层呈松散状态,甚至有集料从路面脱落形成坑槽。常见的水损害破坏形式主要有唧浆、松散、坑槽。以上的早期水损害现象有时是单独出现的,但大多数是组合出现的。比如产生唧浆的地方通常会出现形变,并随着时间的推移很快会出现松散和坑槽。
表面磨光。沥青路面在车轮反复滚动摩擦作用下,集料表面被逐渐磨光,有时还伴有沥青的不断上翻、泛油,从而导致沥青路表面光滑。而在集料磨光的同时,路面噪声、水雾、眩光等一系列影响交通的情况也会随之出现。
(2)基本控制要求
沥青路面必须进行经常性和预防性养护。当路面出现裂缝、松散、坑槽、拥包、啃边等病害时,应及时进行保养小修。
沥青混合料出厂时应有出厂合格证明。混合料外观应拌和均匀、色泽一致,无明显油团、花白或烧焦现象。
铺筑沥青混合料时,大气温度宜在10℃以上。低温施工时应有保证质量的相应技术措施;雨天时不得施工。沥青路面面层不得采用水泥混凝土修补。
当沥青路面摊铺面积大于500 m2时,宜采用摊铺机铺筑。维修边线、纵横缝接茬宜使用机械切割。采用铣刨机铣刨的路面,在修补前应将残料和粉尘清除干净,铣刨、挖除的旧料宜再生利用。黏层油宜选择乳化沥青。
8.3.1.2 沥青路面日常维护的质量控制
保养小修是为保持道路功能和设施完好所进行的日常保养,是对路面轻微损坏的零星修补,其工程量小于400 m2。
(1)路面平整度控制
路面出现波浪、小坑或轻微沉降等现象,会降低行车速度,造成行车颠簸,加大冲击力,使道路局部受力增大,道路损坏加剧。特别是底基层平整度差,摊铺方法不当,黏结在底层上的粒料清除不净,摊铺机两侧高程基准线控制不准或操作不当,都将影响路面平整度。
为此,首先要解决底层平整度问题。在技术操作上,应加细找补和修整,并采用机械修整路床和基层的平整度。采用摊铺机摊铺时,须放准高程基准线,控制好熨平板的预留高度,以使厚度均匀一致。剩余冷料不能直接铺筑在底层,应加热另作他用。
(2)路拱控制
路拱不饱满,局部高点偏离中心线,或在路面纵向出现波浪。主要原因是路面各结构层的高程控制不准确。因此,路面维护时应控制沥青混合料面层各层的虚铺厚度。人工摊铺要采用放平砖的方法,特别应该控制两个雨水口之间的路边高程,切勿低于下游雨水口附近高程。
(3)沥青路面裂缝控制措施
沥青路面裂缝表现形式有横向裂缝、纵向裂缝和网状裂缝三种。裂缝产生的主要因素有:沥青的品种和等级,沥青混合料的组成,面层的厚度,基层材料的收缩性,土基和气候条件等。
防止横向裂缝产生的有效措施包括选用级配良好的沥青混合料,科学的施工流程、施工工艺等。
通常在半刚性基层材料层中掺入30%~50%的2~4 cm粒径的碎石,可减少收缩性裂缝,并提高受碾压时抗拥推的能力。碾压过程须控制最佳含水量,之后应潮湿养护5~14天,可降低其干缩系数。
凡发现沥青混合料级配不佳,集料过细,油石比过低,拌制过火,油大时,必须退货。同时控制摊铺和上碾、终碾的沥青混合料温度,大风和下雨天应停止作业。
一般摊铺段在60~100 m之间,于当日衔接。当第一幅摊铺完后,立即倒至第二幅摊铺,两幅之间搭接2.5~5 cm。不是当日衔接的纵横缝冷接茬,要刨直茬,涂刷粘层油后再摊铺。横向冷接茬,可用热沥青混合料预热,即将热沥青混合料敷于冷茬上,厚10~15 cm,宽15~20 cm。待冷茬混合料融化后(5~10 min),再清除敷料,进行摊平碾压,或用喷灯烘烤冷茬后立即用热沥青混合料接茬压实。
压路机开始碾压,应轻碾预压;起动、换向都要平稳;转移、换向宜关掉振动挡;停车、转向尽量在压好的、平缓的路段上。平地碾压使压路机驱动轮接近摊铺机,上下坡碾压驱动轮在后面,上坡碾压时让前轮对沥青混合料产生预压,下坡碾压时,驱动轮在后用来抵消压路机自重产生的向下冲力。
防止纵向裂缝产生的重要控制措施之一是加固基层。
纵向裂缝多为沉陷性、疲劳性裂缝,如不规则纵向裂缝、顺管走向裂缝、成片状网状裂缝和龟背状裂缝等。显然,雨水可从裂缝渗入路基、土基,使其承载能力下降,路面过早损坏。特别是龟裂部分,受水侵入和车辆荷载冲击,加速路面坑槽产生,车辙的危害性很大。
处理土基或基层损坏引起的网裂时,应先加固土基或基层,再修复面层。路基可选用水泥稳定碎石,保证其级配的均匀性和设计强度(无侧限抗压强度R7大于或等于0.7 MPa)。沥青混合料拌和应均匀,不得出现花白、油少或干枯现象。检查井升至路面后,井周可用低标号混凝土补强处理。
龟裂宜采用挖补方法,连同基层一同处理。轻微龟裂,可采用刷油法处理,或进行小面层喷油封面,防止渗水。
(4)路面坑槽控制措施
坑槽形成初期表现为路面局部松散,形成深度2 cm以上的凹槽,在水的侵蚀和行车的作用下,凹槽进一步扩大,或相互连接,形成较大、较深的坑槽。
预防坑槽损害,首先,要选用黏附性和抗老化性强的沥青,恰当采用集料,合理设计混合料级配;其次,要严格控制混合料的出厂、摊铺、碾压及终了温度,确保沥青面层的厚度和平整度。同时,以预防为主,对小面积松散、沉陷等,应及时维修,避免其迅速发展为坑槽。修复时可采用以下坑槽修补方法。
低温修补方法。采用冷拌冷补沥青混合料,其特点是不分季节、气候,可以储存,随用随取。施工时,宜按照坑槽大小,刨成两边平行于路中线的外接矩形坑,将坑底及侧壁清理干净,用汽油喷灯将坑底及侧壁烤干后,用刷子蘸热沥青在坑槽底部及侧壁均匀涂刷;之后,向坑槽内填入低温混合料,并用耙子整平,用压实设备碾压成形,即可开放交通。
喷补法。将乳化沥青通过喷管与输送来的骨料相混合,通过控制喷管上的乳液、骨料和压缩空气3个开关,把混合料均匀、高速地喷洒到坑槽中,达到密实黏结效果,无须碾压。其工艺是将最大粒径为9.5 mm的单一尺寸的矿料与60℃的乳化沥青,经专门的喷补设备同步喷射入坑槽中,当矿料喷入坑槽时被同时喷出的乳化沥青很好地裹覆,形成一种无须摊平、碾压的混合料。
热补法。使用破碎机铲除需补部位的旧路面,然后喷洒沥青黏结层,填充新的热拌沥青混合料,并摊平、压实。热拌法具有修补质量好、耐久性高、修补后的路面可以承受重载交通的优点。
热再生法。修补时对破损坑洞不开槽,坑洞内的旧料也不清除,将高效热辐射加热板放置到待补区域,使旧沥青路面软化,然后耙松被软化的沥青旧料,喷洒乳化沥青使旧料现场再生,再喷洒一些黏结料,补充一些新的热拌沥青混合料,然后就地拌和、摊平、碾压,完成修补。(www.xing528.com)
(5)路面边部压实措施
路面边缘部位,若局部未碾压密实,表层容易出现松散状态,一经车辆辗压便会出现掉渣现象。面层结构性损坏后,经水浸、冻融、风蚀,易出坑槽,严重时还会波及基层。其控制措施如下:
一般应超宽碾压,每侧不小于15 cm,压密度不低于路中的部位。
安砌侧石的废槽,采用小型夯具夯实。特别是路边缘以内50cm范围,严格控制底层的平整度。
碾压不到的部位,应使用热墩锤、热烙铁或平板振动夯夯实。
(6)路面泛油控制措施
沥青从沥青混凝土层的内部或下部向上移动,使表面有过多沥青的现象称作泛油。在严重泛油路段,沥青面层发光发亮,抗滑性能达不到行车要求的,可按坑槽修补方法处理,或铣刨原路面重新摊铺面层。
(7)路面松散控制措施
路面松散主要表现形式为面层集料之间的黏结力丧失或基本丧失,路表面可观察到成片悬浮的集料或小块混合料,面层的部分区域明显不成整体。常用控制措施如下:
对因沥青稠度低、用量偏少、嵌缝料散失导致的麻面或松散病害,可将松散矿料收集起来,吹净路面杂物、灰尘,按0.8~1.0 kμg/m2的用量喷洒沥青,再均匀撒上直径3~6 mm的石屑或粗砂(5~8 m3/1000 m2),最后用轻型压路机压实。
因油温过高,沥青老化失去黏结力而造成的松散,应将松散部分全部挖除,重做面层。
对因沥青与酸性石料黏附不良而造成的松散,应挖除松散部分,重做面层,其矿料应选用碱性石料或酸性石料,掺入剥离剂、增黏剂或用消石灰、水泥等作为填料的一部分,以提高沥青与矿料的黏附力和混合料的水稳性。
因土基或基层软化变形造成的松散,应先处理土基或基层,再重做面层。
松散面积较大且基层强度好的路段采用铣刨机开挖,重做面层。
如有细矿料散失,可采用喷油封面处理;而在气温较低的季节,可用乳化沥青封面。
8.3.1.3 沥青混凝土路面维修的质量控制
为保持城市道路经常处于完好状态,防止其使用质量下降,沥青路面需要制订路面维修方案,进行必要的维修。
(1)维修准备
首先,通过检测评价或路况调查,确定路面是否需要补强。其次,根据路面状况指数(PCI)决定是否需要罩面及罩面层的厚度。有时,即使路面状况指数相同,主导损坏类型不同,所采用的对策也可能不同。
一般情况下,路面平整度反映了路面行驶质量,因此,在决定罩面厚度时,应考虑原路面是否平整。如果平整度差,罩面应加厚。另外,须对使用的材料进行质量检测,选择符合质量要求的材料。各种机械、工具应进行全面维修检查,使其处于良好的使用状态,并保证具备足够数量的机械设备。
(2)路面铣刨质量控制
根据路面的损坏情况和设计的高程确定铣刨深度,在路面上做好标记,以保证铣刨后具有良好的“平整度”。铣刨废料要运出场外,供再生利用,不得随意丢弃污染环境。
(3)基层维修工艺及质量控制
重做基层的路段,在铺筑垫层前,应将路槽用12~15 t的三轮压路机或使用等效的压路机械压3~4遍。并按规定检查路基顶面的标高、宽度、路拱横坡、平整度、压实度以及路基表面的回弹膜量等各项指标是否符合要求。
在进行半刚性基层施工时,拌和时配料要准确、均匀,颗粒级配应符合设计要求。施工温度应在5℃以上,混合料从拌和到碾压终了的时间不应超过2小时。其间,在混合料处于或略大于最佳含水量时进行碾压,压路机要使用12 t以上的重型振动压路机。碾压完成后,洒水养生,养生需7天以上,整个养生期保持基层或底基层表面潮湿。
(4)封层和粘层施工质量控制
封层是为封闭表面空隙、防止水分侵入而在沥青面层或基层上铺筑的有一定厚度的沥青混合料薄层。铺筑在沥青面层表面的称为上封层,铺筑在沥青面层下面、基层表面的称为下封层。
粘层是为加强路面沥青与沥青层之间、沥青层与水泥混凝土路面之间的黏结而洒布的沥青材料薄层。
此处阐述的是半刚性基层完成后,应做下封层沥青,即将路面清扫干净,洒布封层沥青,并使沥青渗入基层一定深度,表面不得形成油膜。在大风、降雨天,或气温低于10℃时,不宜封层。
粘层施工时,路面必须清理干净,当有沾粘的土块时,应用水刷净,待表面干燥后均匀洒布粘层沥青,此时应严禁其他车辆、行人通行。
(5)沥青面层维修工艺及质量控制
应对热拌沥青混合料使用的各种材料进行质量检验,并按目标配合比和生产配合比要求进行配合比设计。
根据标准要求,沥青混合料出厂温度应控制在170~185℃。拌制的沥青混合料应均匀一致,无花白料、无结团成块或严重的粗细料分离现象。
当下层质量不符合要求时,不得铺筑沥青面层。沥青混合料应采用机械摊铺方式,摊铺的机械具备自动或半自动调节摊铺厚度及找平的装置,具备可加热的振动熨平板或振动夯实装置。
压实后的沥青混合料应符合压实度及平整度的要求。为达到最佳效果,沥青混合料压实宜采用钢筒式、轮胎式及振动式压路机组合的方式,复压时宜使用振动压路机以高频低幅的振动方式进行碾压。
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