



瀝青混凝土路面
瀝青混凝土路面指的是用瀝青混凝土作面層的路面。經(jīng)人工選配具有一定級(jí)配組成的礦料(碎石或軋碎礫石、石屑或砂、礦粉等)與一定比例的路用瀝青材料,在嚴(yán)格控制條件下拌制而成的混合料。
制備工藝
熱拌的瀝青混合料宜在集中地點(diǎn)用機(jī)械拌制。一般選用固定式熱拌廠,在線路較長(zhǎng)時(shí)宜選用移動(dòng)式熱拌機(jī)。冷拌的瀝青混合料可以集中拌和,也可就地路拌。瀝青拌和廠的主要設(shè)備包括:瀝青加熱鍋、砂石貯存處、礦粉倉(cāng)、加熱滾筒、拌和機(jī)及稱量設(shè)備、蒸汽鍋爐、瀝青泵及管道、除塵設(shè)施等,有些還有熱集料的重新分篩和貯存設(shè)備(見瀝青混合料拌和基地)。
拌和機(jī)又可分為連續(xù)式和分批式兩大類。在制備工藝上,過(guò)去多采用先將砂石料烘干加熱后,再與熱瀝青和冷的礦粉拌和。近來(lái),又發(fā)展一種先用熱瀝青拌好濕集料,然后再加熱拌勻的方法,以消除因集料在加熱和烘干時(shí)飛灰。采用后一種工藝時(shí),要防止殘留在混合料中的水分影響瀝青混凝土使用壽命,最好能同時(shí)采用瀝青抗剝落劑,以增強(qiáng)抗水能力。
配料
瀝青混合料的強(qiáng)度主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面。一是瀝青與礦粉形成的膠結(jié)料的粘結(jié)力;另一是集料顆粒間的內(nèi)摩阻力和鎖結(jié)力。礦粉細(xì)顆粒(大多小于0.074毫米)的巨大表面積使瀝青材料形成薄膜,從而提高了瀝青材料的粘結(jié)強(qiáng)度和溫度穩(wěn)定性;而鎖結(jié)力則主要在粗集料顆粒之間產(chǎn)生。
選擇瀝青混凝土礦料級(jí)配時(shí)要兼顧兩者,以達(dá)到加入適量瀝青后混合料能形成密實(shí)、穩(wěn)定、粗糙度適宜、經(jīng)久耐用的路面。配合礦料有多種方法,可以用公式計(jì)算,也可以憑經(jīng)驗(yàn)規(guī)定級(jí)配范圍,中國(guó)目前采用經(jīng)驗(yàn)曲線的級(jí)配范圍。瀝青混合料中的瀝青適宜用量,應(yīng)以試驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果和工地實(shí)用情況來(lái)確定,一般在有關(guān)規(guī)范內(nèi)均列有可資參考的瀝青用量范圍作為試配的指導(dǎo)。當(dāng)?shù)V料品種、級(jí)配范圍、瀝青稠度和種類、拌和設(shè)施、地區(qū)氣候及交通特征較固定時(shí),也可采用經(jīng)驗(yàn)公式估算。
分類
瀝青混凝土按所用結(jié)合料不同,可分為石油瀝青的和煤瀝青的兩大類;有些國(guó)家或地區(qū)亦有采用或摻用天然瀝青拌制的。按所用集料品種不同,可分為碎石的、礫石的、砂質(zhì)的、礦渣的數(shù)類,以碎石采用最為普遍。
按混合料最大顆粒尺寸不同,可分為粗粒(35~40毫米以下)、中粒(20~25毫米以下)、細(xì)粒(10~15毫米以下)、砂粒 (5~7毫米以下)等數(shù)類。
按混合料的密實(shí)程度不同,可分為密級(jí)配、半開級(jí)配和開級(jí)配等數(shù)類,開級(jí)配混合料也稱瀝青碎石。其中熱拌熱鋪的密級(jí)配碎石混合料經(jīng)久耐用,強(qiáng)度高,整體性好,是修筑高級(jí)瀝青路面的代表性材料,應(yīng)用得最廣。
各國(guó)對(duì)瀝青混凝土制訂有不同的規(guī)范,中國(guó)制定的熱拌熱鋪瀝青混合料技術(shù)規(guī)范,以空隙率10%及以下者稱為瀝青混凝土,又細(xì)分為Ⅰ型和Ⅱ型,Ⅰ型的孔隙率為3(或2)~6%,屬密級(jí)配型;Ⅱ型為6~10%,屬半開級(jí)配型;空隙率10%以上者稱為瀝青碎石,屬開級(jí)配型;混合料的物理力學(xué)指標(biāo)有穩(wěn)定度、流值和孔隙率等。
施工工藝
瀝青混凝土路面對(duì)基層要求
1. 具有足夠的強(qiáng)度和適宜的剛度
2. 具有良好的穩(wěn)定性
3. 干燥收縮和溫度收縮變形較小
4. 表面應(yīng)平整密實(shí);拱度與面層的拱度應(yīng)一致;高程符合要求。
施工工藝要求
一. 一般要求
1.熱拌瀝青混凝土混合料按集料最大粒徑分,有特粗式,粗粒式,中粒式,細(xì)粒式,砂粒式五種。
2.瀝青混凝土面層集料的最大粒徑應(yīng)與分層壓實(shí)層厚相匹配。
二. 準(zhǔn)備工作
1. 應(yīng)復(fù)查基層和附屬構(gòu)筑物質(zhì)量,確認(rèn)符合規(guī)范要求。施工材料經(jīng)過(guò)試驗(yàn)合格后使用。機(jī)械需配套且有備用的,并保持狀態(tài)完好。
2. 瀝青加熱溫度及瀝青混合料拌制,施工溫度應(yīng)根據(jù)瀝青標(biāo)號(hào),黏度,氣候條件,鋪筑層的厚度及下臥層厚度,按照《城鎮(zhèn)道路工程施工及質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(CJJ1-2008)的要求選用。當(dāng)瀝青黏度大,氣溫低,鋪筑層厚度小時(shí),施工溫度宜用高限。
3.重要的瀝青混凝土路面宜先修100--200米的試驗(yàn)段,主要分試拌,試鋪兩個(gè)階段,取得相應(yīng)的參數(shù)。
三 .拌制運(yùn)輸
瀝青混合料的拌制必須在瀝青拌合廠(場(chǎng),站)進(jìn)行。應(yīng)有良好的防雨排水設(shè)施,并配備試驗(yàn)室,以保證質(zhì)量合格。
城市主干路,快速路的瀝青混凝土宜采用間歇式(分拌式)拌和機(jī)拌合。它具有自動(dòng)配料系統(tǒng),可自動(dòng)打印每拌料的拌合溫度,拌合時(shí)間,拌合量等參數(shù)。
為配合大批量生產(chǎn)混合料,宜用大噸位自卸汽車運(yùn)輸。出廠的瀝青混合料應(yīng)逐車稱重,并測(cè)量運(yùn)料車中的瀝青混合料的溫度,簽發(fā)一式三份運(yùn)料單。一份存拌合場(chǎng),一份交攤鋪現(xiàn)場(chǎng),一份交司機(jī)。
卸料時(shí),要均勻卸料,防止粗細(xì)分離。做到保溫,防雨和保護(hù)環(huán)境。
裂縫類型
一般來(lái)說(shuō),瀝青混凝土路面裂縫大體分為兩種類型:一種是荷載型裂縫,即主要由于行車荷載作用下產(chǎn)生的裂縫。在車輛荷載作用下,半剛性基層底部產(chǎn)生拉應(yīng)力,如果拉應(yīng)力大于基層材料的抗拉強(qiáng)度,則基層底部很快開裂,直至影響到瀝青面層;另一種是非荷載型裂縫,以溫度裂縫為主的低溫收縮裂縫和溫度疲勞裂縫;由于施工工藝不當(dāng)或用了不合格材料產(chǎn)生的裂縫。兩種類型的裂縫分別通過(guò)橫向裂縫、縱向裂縫、網(wǎng)裂和反射裂縫等形式表現(xiàn)出來(lái)。
產(chǎn)因預(yù)防
1. 橫向裂縫
1.1 表現(xiàn)形式
裂縫與路中心線基本垂直,線寬不一,縫長(zhǎng)有的貫穿整幅路面,有的路面部分開裂。
1.2 產(chǎn)生原因
?。?)瀝青質(zhì)量沒(méi)有達(dá)到本地區(qū)施工氣候要求或者沒(méi)有達(dá)到相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),致使瀝青混凝土面層溫度收縮或溫度疲勞應(yīng)力大于瀝青混凝土的抗拉強(qiáng)度,產(chǎn)生橫向裂縫。
(2)施工縫處理不當(dāng),接縫不緊密,造成不同部位結(jié)合不良,從而產(chǎn)生橫向裂縫。
(3)半剛性基層由于水泥劑量、施工質(zhì)量等綜合因素產(chǎn)生的路面收縮裂縫,通過(guò)橫向裂縫形式表現(xiàn)出來(lái)。
?。?)橋梁、涵洞等結(jié)構(gòu)物回填部位沒(méi)有按照要求進(jìn)行施工,或處理不得當(dāng),從而產(chǎn)生不均勻沉降,導(dǎo)致路面產(chǎn)生橫向裂縫。
1.3 預(yù)防措施
(1)按照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中的相關(guān)要求,結(jié)合本地區(qū)的氣候條件和道路等級(jí)選用符合要求的瀝青種類,以減少或消除瀝青面層的溫縮裂縫。施工中所采用的瀝青應(yīng)該到本地區(qū)相關(guān)試驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè),驗(yàn)證其是否符合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
?。?)合理組織施工。攤鋪?zhàn)鳂I(yè)盡可能連續(xù),盡量避免冷接縫。如不能避免,冷接縫應(yīng)按照要求先將已壓實(shí)的攤鋪帶邊緣切割整齊,清除浮料,用新的熱混合料敷貼到接縫部位,使冷料部位預(yù)熱軟化,清除敷貼料,向接縫壁涂刷0.3~0.6kg/m 的粘層瀝青,再攤鋪新的瀝青混合料。
?。?)充分壓實(shí)橫向接縫。碾壓時(shí),壓路機(jī)先在橫向接縫已壓實(shí)的路幅上,鋼輪伸入新攤鋪部位15cm左右,然后每壓一遍向新鋪層移動(dòng)15~20cm,直到壓路機(jī)完全進(jìn)入新攤鋪層,然后再轉(zhuǎn)入縱向碾壓。
?。?)半剛性基層所用的水泥宜為質(zhì)量穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)窯生產(chǎn),水泥劑量應(yīng)符合設(shè)計(jì)及施工要求,并且水泥與其他混合料要充分拌和,使之均勻。路用水泥應(yīng)該按照要求頻率到相關(guān)部門進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)。
?。?)橋涵回填部位應(yīng)選擇透水性及材質(zhì)良好的砂礫等材料,并按照要求填筑充分碾壓;沉降嚴(yán)重地段,應(yīng)先進(jìn)行軟土基處理,并合理組織施工,以減少回填部位的不均勻沉降。
2. 縱向裂縫
2.1 表現(xiàn)形式
裂縫走向基本與路線走向平行,裂縫長(zhǎng)度和寬度不一。
2.2 產(chǎn)生原因
?。?)路基填筑使用了不合格材料,路基吸水膨脹引起路面開裂。
?。?)縱向加寬沒(méi)有按照要求進(jìn)行施工,或者碾壓沒(méi)有達(dá)到要求,從而造成加寬部位沉降,產(chǎn)生縱向裂縫。
?。?)路基邊坡坡度小于設(shè)計(jì)值,路基邊坡壓實(shí)度不足產(chǎn)生滑坡。
(4)邊溝過(guò)深,使實(shí)際填土高度加大從而產(chǎn)生滑坡,造成路面開裂。
?。?)面層前后攤鋪相接處的冷接縫沒(méi)有按照相關(guān)要求進(jìn)行處理,結(jié)合不緊密而相互脫離,產(chǎn)生縱向裂縫。
2.3 預(yù)防措施
(1)使用合格材料填筑路基或?qū)μ盍线M(jìn)行處理后再進(jìn)行填筑。
?。?)舊路加寬或半填半挖路段,路基填筑應(yīng)先將邊坡松土清除,并按照填土厚度要求逐級(jí)進(jìn)行臺(tái)階處理并充分碾壓。
?。?)路基施工分層填筑,邊坡充分壓實(shí),采用重型壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn);正確放坡,高填方路段放緩邊坡,減少邊溝深度。
?。?)面層施工盡可能采用全幅攤鋪,如果不具備全幅攤鋪條件,可2臺(tái)攤鋪機(jī)前后緊跟攤鋪,盡可能避免前幅混合料已冷卻再進(jìn)行后半幅攤鋪,確?;旌狭蠠峤?;分幅攤鋪時(shí),上、下面層施工縫應(yīng)該至少錯(cuò)開15era以上。如果產(chǎn)生冷接縫,應(yīng)按照本文
3. 網(wǎng)狀裂縫
3.1 表現(xiàn)形式
裂縫縱橫交錯(cuò),縫寬在lmm以上,縫間距離在40mm以下,裂縫面積在lm 以上。
3.2 產(chǎn)生原因
?。?)縱橫裂縫出現(xiàn)后,繼續(xù)擴(kuò)展,尤其是在北方地區(qū),經(jīng)過(guò)冰凍水的侵入發(fā)展而成。
(2)瀝青混合料質(zhì)量差,拌和時(shí)間過(guò)長(zhǎng),拌和溫度過(guò)高或者在儲(chǔ)料倉(cāng)中存儲(chǔ)時(shí)間過(guò)長(zhǎng),瀝青本身老化,導(dǎo)致混合料抗變形能力降低而易產(chǎn)生的裂縫。
?。?)瀝青的性能差,尤其是低溫抗變形能力過(guò)低。
?。?)路面結(jié)構(gòu)中含有軟弱夾層,粒料層松動(dòng),水穩(wěn)定性差,從而形成網(wǎng)狀裂縫。
?。?)瀝青層的厚度不足,水分侵入。導(dǎo)致層間結(jié)合較差,加速了網(wǎng)狀裂縫的形成。
?。?)瀝青總體強(qiáng)度不足,在損壞初期形成網(wǎng)裂,151后裂縫逐步擴(kuò)展,縫間距變小。
3.3 預(yù)防措施
(1)采用低溫變形能力高的優(yōu)質(zhì)瀝青,并按照要求控制好瀝青混合料的拌和質(zhì)量。
?。?)瀝青面層攤鋪前,認(rèn)真檢查下承層的施工質(zhì)量,及時(shí)清除泥灰等雜物,處理好軟弱層,保證下承層穩(wěn)定,并噴灑0.7—1.1l/m 的透層油,必要時(shí)可以按照要求灑石屑或砂,保證層間結(jié)合。
(3)瀝青各層要滿足最小施工厚度的要求,保證上下之間有良好的連接,并從設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)上采取相應(yīng)的措施及時(shí)排除雨后結(jié)構(gòu)層內(nèi)的積水。
?。?)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)該做好交通量調(diào)查和預(yù)測(cè)工作,使路面結(jié)構(gòu)組合和路面總體強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)年限內(nèi)交通荷載的要求。有條件的可以采用瀝青碎石柔性基層,以緩解網(wǎng)狀裂縫程度。
4. 反射裂縫
4.1 表現(xiàn)形式
基層產(chǎn)生裂縫以后,在溫度和行車荷載的作用下,裂縫逐漸反射到瀝青混凝土面層,路面的裂縫形式與基層裂縫形式基本一致。對(duì)于半剛性基層以橫向裂縫居多,對(duì)于柔性路面上加蓋的瀝青結(jié)構(gòu)層,裂縫形式不一,主要取決下承層。
4.2 產(chǎn)生原因
(1)在已經(jīng)開裂的舊瀝青、舊水泥路面上加鋪瀝青面層,由于溫度的變化(降低),老路面的裂縫繼續(xù)拉開,從而使新鋪層在舊裂縫處斷開。
?。?)由半剛性基層溫縮開裂引起的反射裂縫。
?。?)新鋪半剛性基層隨著混合料中水分的減少產(chǎn)生干縮和干縮應(yīng)力,從而產(chǎn)生開裂,反射到瀝青面層。
4.3 預(yù)防措施
?。?)在舊有路面上加鋪瀝青面層,最好先銑除原有路面后再進(jìn)行加鋪;或者鋪設(shè)土工布或土工格柵,以減少反射裂縫。
?。?)適當(dāng)控制基層材料中粉料的含量及塑性指數(shù),小于0.075mm的顆粒含量不應(yīng)超過(guò)5%。
(3)基層施工盡可能使混合料在接近最佳含水量狀態(tài)下碾壓,并且碾壓充分,保證基層強(qiáng)度;同時(shí)要加強(qiáng)對(duì)已完基層的養(yǎng)護(hù),要盡早鋪筑上層,或進(jìn)行封層,以減少干縮縫。
處理措施
瀝青路面裂縫產(chǎn)生后,應(yīng)及時(shí)予以處理,防止水等有害物質(zhì)侵入,影響道路使用壽命。對(duì)于細(xì)裂縫(2~5mm)可用乳化瀝青進(jìn)行灌縫處理;對(duì)于大于5mm的粗裂縫,可用改性瀝青(如SBS改性瀝青)進(jìn)行灌縫處理;灌縫前,必須清除縫內(nèi)、縫邊碎料、垃圾等,并保證縫內(nèi)干燥;灌縫后,表面應(yīng)灑布粗砂或3~5mm的石屑。