遼寧:營(yíng)口地區(qū)瀝青混凝土面層質(zhì)量問(wèn)題分析應(yīng)對(duì)
近年來(lái),隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,遼寧省營(yíng)口市的道路運(yùn)輸業(yè)突飛猛進(jìn)。由于車(chē)流量大和超載等原因,導(dǎo)致瀝青混凝土路面損壞的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,除了最常見(jiàn)的裂縫問(wèn)題以外,有的道路面層還出現(xiàn)了擁包、車(chē)轍等問(wèn)題。正確分析瀝青混凝土路面產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題的根本原因,并采取相應(yīng)的措施,延長(zhǎng)瀝青混凝土面層的使用壽命,有效地提高瀝青混凝土面層的熱穩(wěn)性、不透水性、耐磨性、抗滑性、耐久性和抗疲勞破壞性,已經(jīng)成為面層施工過(guò)程中亟待解決的重要問(wèn)題。
裂縫
混凝土裂縫產(chǎn)生的原因較為復(fù)雜,其主要包括施工工藝、氣候條件以及瀝青混凝土的材料與配比。
施工工藝
橫向裂縫 從營(yíng)口市區(qū)內(nèi)最有代表性的渤海大街出現(xiàn)的橫向裂縫處可以看出,橫向裂縫主要發(fā)生在各種過(guò)道管線部位。由于各種管線的埋深不同,管溝回填材料與道路結(jié)構(gòu)材料的差異性,使得管溝位置強(qiáng)度有別于其他部位,特別是半剛性基層材料的干縮,造成了路面的反射裂縫。
局部地段產(chǎn)生1~2 m長(zhǎng)的橫向裂紋,常因?yàn)榛鶎訌?qiáng)度不足所致。其原因有三:一是個(gè)別部位壓實(shí)度不足,這主要是基層的水泥穩(wěn)定砂礫中超粒徑部分?jǐn)?shù)量過(guò)多、含泥量較大和含水量控制誤差較大;二是水泥砂礫層拌和不均,存在漏拌或素土夾層等;三是舊路基層沒(méi)有處理到位。
縱向裂縫 縱向裂縫主要產(chǎn)生在自來(lái)水管道溝位置,其原因主要是由于管溝位置的壓實(shí)度不足造。自來(lái)水管線掩埋較深,其大部分采用水撼砂的處理方法,若控制方法不當(dāng),極易造成“漂管”現(xiàn)象和日后的不均勻沉降,最終造成路面在管溝邊緣部位產(chǎn)生裂縫。
拉裂 在渤海大街上的拉裂位置主要有3處,較嚴(yán)重的有2處。一處較嚴(yán)重的拉裂長(zhǎng)度達(dá)數(shù)十米,另一處開(kāi)裂長(zhǎng)度為15m,最嚴(yán)重的一處縱向裂縫長(zhǎng)度達(dá)數(shù)十米甚至上百米。
該段路面位于涵洞上方,結(jié)構(gòu)較厚,在涵管上回填的材料為素砂礫,施工期間正值河水滿潮期,大量的水浸至北半幅道路結(jié)構(gòu)層內(nèi),由此導(dǎo)致壓實(shí)度難以保證,最終造成路面后來(lái)沉降。加上自來(lái)水管埋深較淺(處于道路結(jié)構(gòu)層內(nèi)),難以碾壓密實(shí),排水施工設(shè)一排水坑,在道路施工時(shí)該處回填壓實(shí)度未能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。
此外,舊路面的塵土雜質(zhì)沒(méi)有清凈、層間結(jié)合較差和抗彎能力不足,也是產(chǎn)生拉裂的原因之一。
氣候條件
營(yíng)口市屬暖溫帶半濕潤(rùn)氣候區(qū),四季分明,日平均氣溫穩(wěn)定超過(guò)0℃的初日在3月中旬,終日在11月中旬,時(shí)間為245~249天。穩(wěn)定超過(guò)10℃的初日在4月中旬,終日在10月中旬,時(shí)間為160~180天。在冬季氣溫下降時(shí),特別是急驟降溫時(shí),瀝青混合料會(huì)發(fā)生收縮,產(chǎn)生拉應(yīng)力,當(dāng)應(yīng)力超過(guò)瀝青混合料的抗拉強(qiáng)度時(shí),路面就產(chǎn)生開(kāi)裂。
瀝青路面的低溫開(kāi)裂有初凍(或初融)時(shí)開(kāi)裂、凍脹裂縫和低溫收縮裂縫。因?yàn)槁访嬷饕窃谘芈访骈L(zhǎng)度方向收縮受拉,故裂縫主要是橫向,且大多是等間距。裂縫始于路表,逐漸向下伸展,在許多情況下,向下進(jìn)展不超過(guò)5cm。裂縫產(chǎn)生后進(jìn)展極快,如不及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ),在交通荷載和氣候的作用下,路面便會(huì)產(chǎn)生變形、松散和凹坑等破壞。這類(lèi)裂縫采用普通填封方法修補(bǔ)通常并不能取得滿意的效果,在短時(shí)間內(nèi)裂縫還會(huì)反映到路面上來(lái),被填封的裂縫常在下一個(gè)冬季重新開(kāi)裂,且裂縫寬度逐年增加。在冬季產(chǎn)生縮裂的路面,到夏季高溫時(shí)仍將保持其原有寬度。
瀝青混凝土配合比及材料
瀝青類(lèi)型的選擇、材料組成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理與否,是影響面層裂縫的重要因素。
瀝青的類(lèi)型和性能 較軟的瀝青在低溫時(shí)有較好的黏滯流動(dòng)性,使用高黏度、軟級(jí)別、溫度敏感性低的瀝青有利于提高路面的開(kāi)裂性能。瀝青性能除與瀝青種類(lèi)有關(guān)外,還與油源和煉制方法有關(guān),通常烷烴餾分含量較高的瀝青比含量較低的對(duì)溫度更敏感。
瀝青的溫度敏感性用針入度指數(shù)PI表示,PI<-2的瀝青屬溶膠型,具有較大的溫度敏感性;PI>2的瀝青屬凝膠型,具有較低的溫度敏感性,但低溫縮性較差;PI為2~-2的瀝青屬溶凝膠型,具有黏彈性和觸變性,屬于優(yōu)良的路用瀝青。PI可用來(lái)預(yù)測(cè)瀝青路面產(chǎn)生低溫裂縫的數(shù)量,低溫裂縫的數(shù)量隨PI增大而減少,當(dāng)路用瀝青的PI大于0時(shí),則對(duì)防裂有利。營(yíng)口地區(qū)通常采用90號(hào)道路石油瀝青,PI為-1.5~1.0。
瀝青混合料空隙和材料組成 通常,含石量較高的混合料,其抗拉強(qiáng)度高于含砂量較高的混合料。根據(jù)實(shí)地觀測(cè)表明,比較多孔的路面往往呈現(xiàn)出較少的路面開(kāi)裂,而石料含量較高且瀝青含量較多的混合料,則產(chǎn)生的橫向裂縫較少。
路面結(jié)構(gòu)類(lèi)型的設(shè)計(jì) 路面結(jié)構(gòu)也是影響裂縫的關(guān)鍵因素之一,例如采用15cm?