浅析提高沥青路面使用性能的技术措施

所属栏目:交通运输论文 发布日期:2013-02-27 09:21 热度:

  摘要:若想提高沥青路面的使用性能,除了要正确贯彻执行现行的沥青路面设计、施工、养护技术规范以外,根据国内近年来的科研成果,结合笔者以往的研究经验,在高等级沥青路面的大中修、加铺层工程中,应注意采取文中5 项技术措施。

  关键词:沥青路面,使用性能, 提高,技术措施

  1.选择合适的沥青混合料级配类型

  沥青混合料的级配类型度沥青路面使用性能的影响极大,而各种沥青混合料级配有着不同的使用性能。实际上,由于气候条件的不同、路面等级的高低、工程投资的多少、施工能力的大小,各类公路养护工程对路面使用性能的要求是不一样的,而且每一种混合料不可能所有的使用性能都好。所以在实际工作中,可根据上述因素,具体选择相应的混合料级配。

  在确定沥青混合料级配类型时,还要考虑集料最大公称粒径与结构层厚度的关系。目前国内沥青面层的集料粒径与压实厚度并不匹配,不利于压实与结构的形成。在国外,通常认为沥青面层厚度宜为集料最大粒径的 2.5 倍~3倍。而我国沥青路面上面层普遍采用集料公称最大粒径为16mm,面层厚度 4cm,相当于 2.5 倍,显得稍薄。如按 3 倍计算,集料公称最大粒径为16mm 的面层厚度最好采用 5cm。如沥青路面上面层设计厚度为 4cm,集料公称最大粒径应该采用 13mm。按这个设计厚度推算,在进行沥青路面中修加铺层工程时,若采用 AC-13 型级配,厚度应不小于 4cm,如采用 AC-16 型级配,厚度不应小于4.5cm。

  2.使用改性沥青

  以往研究成果表明,沥青的技术性能如何,对沥青路面的低温抗裂性起到决定性的作用,对高温稳定性起 40%左右作用,对抗疲劳性能起 60%左右的作用。所以,从沥青改性着手,来提高沥青路面的使用性能,是广大道路科研人员多年来始终在研究的一个技术问题。实践证明,在沥青路面封层、大修、中修、加铺层等工程中,使用改性沥青,可大大提高养护质量,延长路面使用寿命。

  3.提高集料质量

  沥青混合料是由沥青、集料和矿粉按一定比例的配合比组成的,集料质量差,沥青混合料的质量必然受到影响。必须在保证集料质量的前提下,才能考虑如何控制矿料的级配,如何提高沥青的性能等等。目前,我们对沥青的质量比较重视,但对集料的认识还远远不够。从实践上看,近年来我国从国外进口了大量的施工机械,也使用够了进口沥青,施工水平也有了很大的提高,但从总体上看,我国沥青路面建设、养护水平与先进国家还有相当的差距至少还落后十年以上。这个落后主要体现在沥青路面的使用寿命上。更进一步地分析就可以发现,我国与先进国家所差的除了管理工作之外,就在于粗、细集料的生产和使用上。

  长期以来,我国沥青路面的施工质量和耐久性总不够理想。国内沥青路面施工所用的搅拌、运输、摊铺和碾压设备,都是国际通用的,高速公路所用的沥青也普遍采用进口的,所以路面质量问题,应主要是在施工工艺,特别是集料加工技术、加工设备和质量控制方面。正如著名道路专家张登良教授所编《沥青路面工程手册》中所述:“集料质量差是目前公路建设中特别重要的问题”,也是“我国公路建设中最落后的一个领域”。

  通过已有研究已查明,要彻底消除这种落后的局面,必须解决下列问题:

  (1)制定(或重申)集料加工的规格质量监控指标和验收标准;

  (2)混合料级配控制,应落实到几个关键标准筛筛孔通过率的控制;

  (3)查明集料加工用筛孔与关键筛孔的关系,从而确定集料加工用的标准化筛孔;

  (4)查明集料规格与加工用筛孔的关系;

  (5)明确混合料类型与集料规格的关系。

  4.提高沥青面层的施工质量

  提高施工质量无疑是保证沥青路面使用性能的最基本措施。在当前的沥青路面养护中,最关键的一是要保证平整度,二是要保证压实度,三是要保证沥青混合料的均匀性。

  平整度对沥青路面的使用性能和使用寿命影响很大。我们知道,沥青面层是直接与大气层接触的,承受着行车荷载的垂直力、水平力和冲击力,并且受降水和气温变化的影响最大。若沥青路面平整度很差,不但影响行车的舒适性,路表面也会积滞雨水,水分通过面层进入基层表面,将使基层表面变软,车辆通过时将产生动水压力。这种力的反复作用将使基层表面冲刷成浆,通过面层唧出。唧泥的产生使本来强度较低的路面继续下沉,随之会使路面产生网裂、坑槽,导致路面早期损坏。所以提高沥青路面的平整度是很重要的。

  压实度对沥青路面的使用性能和使用寿命影响更大。通过试验可知,压实度越高,沥青混合料的马歇尔稳定度、抗压强度就越大,实际空隙率越低,疲劳寿命越长,在使用过程中的压缩形变就越小,就能具有较强的承载能力、抗车辙能力、抗水损坏能力和耐久性能。所以在沥青混合料的碾压过程中,必须重视碾压温度、碾压遍数、碾压层厚度、碾压机械的选择和搭配、碾压程序等因素,以保证沥青路面有足够的压实度。根据一些单位的科研、施工经验,无论沥青路面中那个结构层,哪一种级配的混合料,马歇尔试验设计空隙率不要超过 4.0%,施工现场压实度控制标准应提高至 98%。这样面层沥青混合料压实后的实际空隙率可控制在 6%以下。也可以按照沥青混合料的理论密度计算压实度,此时的压实度=1-空隙率,所以,压实度标准可定为 93%或 94%,以保证混合料实际空隙率为 7%或6%。采取此项措施的目的就是要保证路面不透水或少透水。此外,在沥青路面施工时,要先保证压实度,后保平整度,绝不能用牺牲压实度来保证平整度。沥青混合料的均匀性对路面的整体强度、抗车辙能力、抗裂性能和水稳定性均有较大影响。所以,在沥青混合料制备、运输、摊铺整个过程中,要进行严格的质量管理和质量控制,严防沥青混合料粗、细集料离析。产生离析的原因较多,沥青混合料粒径越大,越容易离析;沥青混合料向自卸车内装载时,混合料下落高度越大,粗集料就越容易流到料堆的四周下部,产生离析;卸料车与摊铺机的工作配合不当,也容易产生离析;摊铺机的螺旋分料器和熨平板安装的不协调或发生故障,也会产生离析等等。沥青混合料一旦产生粗、细集料离析,由于粗集料周围没有足够的细集料包裹,沥青混合料的空隙率就会加大,容易渗水,在快速行车荷载作用下,也容易遭到破坏。所以,在沥青路面养护工程中,要十分重视消除沥青混合料的离析现象。

  5.提高沥青基层的使用性能

  路面基层是整个路面结构体系中的主要承重层,其使用性能的好坏,直接关系整个沥青路面的使用性能和使用寿命,在实际工作中,对这一点要给予高度重视。根据现行的《公路路面基层施工技术规范》(JTJ 034-2000)的要求,为了提高基层的使用性能,在进行沥青路面大修及改善工程时,在路面基层混合料选择方面,应重点考虑以下因素:

  一是强度。根据路面基层在整个路面结构中的作用,强度无疑是选择路面基层混合料的首要因素。二是抗裂性能和抗冻性能。抗裂性能和抗冻性能是路面基层混合料很重要的

  性能指标。三是水稳定性能。在选择路面基层混合料时,一定要注意其水稳定性。四是路面等级。不同等级的公路,由于其交通量不同,面层厚度不同,工程造价不同,对基层混合料的承载能力、抗裂性能、水稳定性能等要求也不一样,应该具体情况具体分析,选择相应的合适的路面基层材料,并进行科学的配合比设计。五是要因地制宜、就地取材。

  参考文献:

  [1] 刘松,张泽文,代杰等. 汉宜高速公路沥青路面加铺工程设计[J]. 交通科技,2004,(3).

  [2] 陈群,刘朝晖,廖济柙. 旧沥青路面上薄层加铺层的实践[J]. 东北公路,2003,(2).

  [3] 谢源生,刘朝晖. 广深高速公路沥青路面维修工程方案设计[J]. 中外公路,2003.

文章标题:浅析提高沥青路面使用性能的技术措施

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