市政道路沥青路面常见的质量问题与防治王兴洋

市政道路沥青路面常见的质量问题与防治王兴洋

新疆齐鲁建设项目管理咨询有限公司新疆乌鲁木齐市830054

摘要:市政道路施工过程中,监理单位要督促施工单位建立完善的工程质量管理体系及管理制度,做好施工技术交底工作,规范各工序的施工管理,确保所有的施工工序都严格按照市政道路、管线施工规范进行,尽量减少工程质量通病,确保市政道路行车安全、平稳。

关键词:市政道路沥青路面;质量问题;防治

一、市政道路沥青路面常见的质量问题

沥青路面由于环境因素的不断影响和行车荷载的反复作用,经过一段时间的使用,便会产生破坏而生成各类质量问题。常见的质量问题如下。

1、沉陷问题

沉陷是路面在车轮作用下表面产生的较大凹陷变形,有时凹陷俩侧伴有隆起现象,当沉陷严重时,超过了结构的变形能力,在结构层受拉区产生开裂而形成纵裂,并有可能逐渐发展成网裂。造成沉陷的主要原因是路基土的压缩。当路基土的承载力较低,不能承受从路基表面的车轮压力,便产生较大的垂直变形即沉陷。造成沉陷的主要施工原因是路基下管线管沟(包括检查井周围)和路基土没有按设计要求用料、未分层夯填(或碾压)、夯击(或碾压)遍数不够、压实度未到达设计要求等。

2、车辙

目前常见的车辙主要分为两种,分别是流动性车辙和结构性车辙。流动性车辙是指沥青由于路面温度过高,而又受到车辆的碾压而出现变形的情况,需要时间的累积。结构性车辙指的是是路面的结构层及土基在行车重复荷载作用下的补充压实,以及结构层材料的侧向位移产生的累积永久变形。这种变形出现在车轮带处,即形成路面的纵向带状凹陷。车辙影响车辆的正常行驶。降雨过程中及雨后车辙内的积水会使行车产生水漂现象影响行车安全。车辙超过一定深度,路面就容易破坏。对于半刚性基层,如果半刚性基层质量不好,局部半刚性基层材料没有形成完整的整体,甚至是松散的,则其上的沥青面层会产生严重的车辙。车辆荷载超过了路面所能承受的最大程度,使得路基变形,这种变形是永久性变形,难以修复。

市政道路路面上出现车辙的主要原因:(1)沥青混凝土本身的高温强度低(或高温稳定性差)。细化分析是:混合料配合比不合适,沥青含量过高;沥青质量不过关,粘度低下;碎石以及石屑等其他原材料的质量差;(2)施工时,压实不到位;(3)车流量过大,超过负载;(4)行车速度。

3、裂缝

(1)温度裂缝

裂缝问题是市政道路上常见的问题,横向裂缝、纵向裂缝是沥青表面发生最多的一种裂缝。

1)沥青路面的裂缝是不可避免的,横、纵向裂缝也是不可避免的。横、纵向裂缝可能有多个外因引起,如温度变化的作用。地基或填土路堤纵向不均匀沉陷、半刚性基层的裂缝或刚性路面的接缝。

2)绝大部分是温度裂缝。半刚性路面的横向裂缝绝大部分是温度裂缝。在冰冻地区温度裂缝有两种:一是冬季突然大幅度降温引起沥青面层产生低温收缩裂缝;二是日气温度变化引起沥青面层产生温度应力,温度应力的反复作用使沥青面层产生疲劳裂缝。在冬季负气温的地区,通常低温裂缝是主要的。

3)温度裂缝起始于表面。大风降温过程中,面层表面的温度最低,温度变化也是表面的温度变化率最大。因此,表面产生的温度拉应力最大以及温度裂缝总是起始于表面并向下较快延伸。

4)半刚性路面的裂缝率与柔性路面的裂缝率没有明显的差别。

5)温度裂缝逐年增加。

6)优质沥青减少温度裂缝。

7)沥青较稀、黏度较高有利于减少温度裂缝。

8)面层沥青混凝土的强度。大幅度降温时,面层表面产生的温度应力大于表层沥青混凝土拉应力时,面层就会开裂。因此,表层沥青混凝土的抗拉强度愈大,面层愈不容易开裂,反之亦然。

影响沥青混凝土抗拉强度大小的因素有沥青质量、矿料级配、沥青混凝土的空气率和压实度。通常压实度高或空气率小的沥青混凝土抗拉强度大。

9)沥青混凝土的均匀性。沥青混凝土的均匀性愈好,其强度就愈均匀,面层表面的薄弱处也就愈少。因此在其他条件相同的情况下,沥青混凝土面层的均匀性愈好,表面产生温度裂缝的时间可能愈晚,温度裂缝的数量也会愈少。

10)面层愈厚并不意味裂缝愈少。在其他条件相同的情况下,面层愈厚,表面产生的温度应力可能愈大。由于面层表面的温度裂缝是由多个因素引起的,因此不是面层愈薄,温度裂缝愈少。

(2)反射裂缝

反射裂缝指下卧层不连续处作用在热拌沥青混凝土面层底面的应力超过了材料的抗拉强度并使面层底面开裂,裂缝逐渐向上延伸,直到穿透面层,反映为表面的裂缝。下列因素可能引起反射裂缝:

1)下卧水泥混凝土路面的裂缝或接缝。

2)旧热拌沥青混凝土面层上的低温裂缝。

3)旧热拌沥青混凝土面层的块状裂缝,或由土基收缩裂缝引起的旧路面的块状裂缝。

4)旧面层上的纵向裂缝。

5)旧面层上的疲劳裂缝。

在旧面层上铺一层薄的应力或应变吸收层会吸收下卧层的很多水平运动,从而减少裂缝穿过热拌沥青混凝土顶面。另一个修补技术是,使用再生技术使旧沥青混凝土面层上部5~10cm如同新铺面层。这种旧面层更新技术能消除旧面层中的部分裂缝,从而减少或延缓反射裂缝发展。

如果反射裂缝是由开裂或有接缝水泥混凝土路面相邻两部分的水平和垂直运动引起的,则很难预防穿过热拌沥青混凝土面层的发射裂缝。

(3)对应裂缝

实践中还有另一种情况,在旧的有缝路面上不是铺筑薄沥青混凝土面层,而是较厚(如8cm)的沥青混凝土面层。在这种情况下,旧路面的缝也会促使其新铺面层在旧路面缝的上方产生相对应的裂缝。但此对应裂缝不是从新铺面层的底面开始,而是从其顶面开始,并逐渐向下穿透面层与旧路面的缝相连。为区别于上述从底面开始的反射裂缝,称之为对应裂缝。

为了减少或延缓产生这类裂缝形成技术措施,上述在旧路面上铺设应力吸收膜中间层的措施就不再适用于减少对应裂缝。就减少或延缓对应裂缝而言,需要加强新面层表层的抗拉强度。

裂缝本身的问题并不害怕,可怕的是在它出现之后如果得不到及时的处理,那么在车辆经过之后就会导致裂缝延伸,最终出现整个路面塌陷的现象。路面出现裂缝的原因大概有四种:第一,施工时没有压实到位,压实度低;第二,施工过程中气候不稳定,气温聚变,使得接缝处密实度低;第三,道路路基强度低,使得在大负荷下出现裂缝;第四,施工过程松散,在混合沥青混合料接缝时不仔细,导致不够严实。

4、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。集料颗粒愈裹覆沥青之间丧失粘结力时颗粒脱落的原因。

以下多种原因均可能导致松散。

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。表面的摩擦力抹掉沥青膜,并使集料颗粒脱落。

2)表面有离析,离析处缺少大部分细集料。离析面上粗集料与粗集料相接触,但只有少数接触点由沥青粘结着集料。随时间增长,沥青会老化,剥落会使沥青与集料的黏结力减弱,孔隙中的水冻结会破坏黏结力,或足够大的摩擦力会破坏离析面上的集料颗粒。

3)沥青混凝土面层内有密实度低的位置,需要有高密实度才能保证沥青混合料的黏聚力。如混合料压实度不够,集料就容易从混合料脱落。

松散严重的路面,如材料散失后在路面表面下一个洼坑,并有足够的深度存水,就可能引起水漂现象而产生安全问题。表面的松散集料会降低抗滑能力,并被行车轮胎带起甩在行车道上,引起其他问题。

5、水破坏

沥青路面水破坏现象十分普遍,水破坏来得快,性质最为严重。降水进入沥青面层后,视水的滞留位置而异,在大量高速行驶车辆作用下,可能产生以下几种不同的水破坏现象。

1)表面层产生坑洞

降水过程中,雨水会进入并滞留在表面层沥青混凝土的空隙中。在大量快速行车的作用下,一次一次产生的动水压力(孔隙水压力)使沥青从碎石表面剥落下来,局部沥青混凝土变成松散,碎石被车轮甩出,路面产生坑洞。

2)表面层和中面层同时产生坑洞以及局部表面产生网裂和形变

降雨过程中,如自由水渗入并滞留在表面层和中面层内,大量快速行车使此两层内沥青混凝土中部分碎石上的沥青剥落,导致表面产生网裂、形变(下陷)和向外侧推挤,或产生坑洞。

3)唧浆、网裂、坑洞

如水透过沥青面层(两层式或三层式)滞留在半刚性基层顶面,在大量快速行车作用下,自由水产生很大的压力并冲刷基层混合料表层的细料,形成灰白色浆。灰浆被行车压唧到路表面,在灰浆数量大的情况下,可能立即产生坑洞;在数量小的情况下,可使路面网裂或变形,某处产生网裂和变形后,降水就更容易渗入,并产生恶性循环,最终导致路面破坏。

沥青混凝土本身的空隙率大、压实度不够和不均匀性时导致沥青面层产生水破坏的主要内因。

1.5施工人员的问题

由于相关的工作人员没有较高的专业能力和操作水平,因此,在具体操作环节不能够严格按照摊铺标准来完成相关的操作。另外,相关的施工人员之间的协调性相对较差,不能够有效地完成各项工作之间的衔接。从而可能导致沥青混凝土路面摊铺的过程当中出现断料的现象,这严重的影响到沥青混凝土摊铺工作的有效展开。在进行沥青混凝土路面碾压的过程当中,相关的工作人员没有充分地考虑气候和温度因素对沥青混凝土路面施工的影响,盲目的施工将会大大的降低沥青混凝土路面的整体质量。

二、施工过程中防治质量问题的控制方法

2.1施工前控制

(1)做好施工人的控制

(2)做好施工材料质量控制工作

市场经济环境之下,建筑材料种类繁多,采购人员在原材料采购过程中很容易被各种材料的销售名目影响,可能会导致采购的原材料与建设施工要求不符。因此,采购人员必须要严把材料质量关,具体的工作过程中,要对市场信息有比较充分的认识,及时了解市场动向,掌握各种材料的性能质量、单价、厂方供货情况等,尽量选择优质的供货厂家,要保证供货商确实具有供货资格,社会信誉度较高,所有的原材料、成片、半成品的出厂质量合格证书等相关的资格证齐全,随附有出厂检验报告、复试报告等产品报告。材料进场之前,相关的质量监督管理人员要按照国家现行的标准对每个批次的材料进行抽样检验,复试结果合格之后才能够投入工程建设之中。

(3)施工机械设备的控制

2.2施工过程控制

(1)加强精密测量控制

施工之前,现场质量监督检测人员要做好市政道路工程主要控制点、直线整桩及加桩的复测工作,沿着垂直方向,将各桩点平移到地面上,作为辅助基线,确认其位置的准确度。利用钢尺复核路线长度,确定整桩及加桩位置。具体的测试过程中以附近控制点为基准点,利用相邻控制点进行校核,测设点与控制点间距应小于100m。中心桩测设后、横截面方向测量完成后,根据现场地面高度以及道路设计横截面计算确定边桩位置,将设计高程标志标在边桩及中心桩上。将所有的施工测量记录在册,整理好测量资料。

(2)检验批、分项工程、分部工程、隐蔽工程等各道施工工序的质量控制

严格执行三检制

影响路面平整度的因素非常多,为了保证市政道路路面的平整度,必须要解决地层平整性问题。市政道路现场施工过程中,监理人员要加强质量监督控制工作,监督施工方做好工程技术交底工作,控制好路基填方及沟槽回填土虚铺厚度,回填沟槽分段填土时,分层倒退留出台阶。按照路床施工工序要求,控制路面的中线高程、横断高程以及平整度,严格按照质量检验评定标准控制各面层的平整度。面层摊铺时确保道路两侧高程基准线放设精准,要保证熨平板预留高稳定性。施工部位面积比较小,无法使用摊铺机时,采用和锹法进行摊铺,摊铺时保证厚度一致。沥青混合料不能直接倾倒在路面底层,应先卸放在铁板上。

(3)接缝处理

接缝处理时,以摊铺层面直尺脱离点为界限,利用切割机将切缝挖除,采用斜向碾压法处理新铺接缝,做好人工找平工作,消除接缝处的各种不平整问题,保证接缝的衔接平顺。各种管道检查井与路面接缝处理时,施工监理方需要加强现场的巡检工作,超过50mm的井背缝隙可以使用灰泥进行充填,井背缝隙小于50mm时可以选用砌筑砂浆进行充填,充填时每层的回填厚度需要控制在100mm以下,分层振捣密实。管道底部回填过程中,管道护脚处狭小部位利用灰泥进行充填,虚铺厚度应控制在200mm以下,人工夯实遍数应超过5遍,人工夯实之后再采用机械夯实方法,做好两侧的退台回填工作。

结束语

市政道路施工过程中,经常会出现各种质量问题,为此,必须要加强施工管理工作。研究市政道路路面施工中常见的质量问题对于加强施工控制,提升道路路面施工水平,保证工程质量有着现实意义。

参考文献:

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