1、瀝青混凝土路面常見質(zhì)量問題和解決方法科學(xué)時(shí)代瀝青混凝土路面常見質(zhì)量問題和翩決方法周立君/寧夏路橋集團(tuán)公司摘要瀝青混凝土路面在鋪筑過程中易出現(xiàn)質(zhì)量問題,如不重視會(huì)給將來(lái)道路行使安全,舒適造成影響,使瀝青混凝土路面使用壽命降低,影響施工企業(yè)社會(huì)形象.針對(duì)瀝青混凝土路面易出現(xiàn)的病害,分析其產(chǎn)生的原因,找到其防治方法,在今后的施工過程中及早予與預(yù)防,則可達(dá)到事半功倍的效果.關(guān)鍵詞瀝青路面混凝土鋪筑質(zhì)量問題預(yù)防方法瀝青路面比水泥混凝土路面具有表面平整,無(wú)接縫,行車舒適,耐磨,噪聲低,施t期短,施t機(jī)械設(shè)備技術(shù)性能穩(wěn)定且易于保證,養(yǎng)護(hù)維修簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn),因此,新建或改建公路大部分采用瀝青混凝土.如何保證高等級(jí)

2、公路瀝青混凝土路面強(qiáng)度,剛度,平整度,使其具有足夠的承載能力,同時(shí)具有較好的高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性.本文認(rèn)為應(yīng)提高瀝青混凝土路面混合料鋪筑質(zhì)量,延長(zhǎng)瀝青混凝土路面的使用壽命,接縫不良,離析,碾壓發(fā)裂和推移是瀝青混凝土路面鋪筑過程中存在的主要質(zhì)量問題.1.揍縫不良瀝青混凝土路面接縫不良,會(huì)導(dǎo)致兩側(cè)標(biāo)高不一,路面傾斜,在行車作用下,易發(fā)生顛簸或造成瀝青混凝土松散.如伴隨壓實(shí)不足,在重交通作用下,易造成接縫處表層過度磨損,且不良的接縫易透水,水分經(jīng)接縫下滲,這會(huì)給路基,路面造成更大的破壞.1.1縱縫瀝青混凝土路面縱向接縫不良,易導(dǎo)致新舊攤鋪車道標(biāo)高不易或接縫處混合料松散.1.1.1造成縱縫不良的基本

3、原因(1)冷接縫施丁藝不規(guī)范:半幅施工不能采用熱接縫時(shí)易架設(shè)擋板或采用切片切齊.鋪另半幅前必須將縫邊緣清掃干凈,并涂抹少量粘層瀝青.攤鋪時(shí)應(yīng)重疊在鋪層上510cm,攤鋪后用人丁將攤鋪在前半幅上面的混合料鏟走,然后再進(jìn)行碾壓,應(yīng)注意新攤鋪帶必須和前一條攤鋪帶松鋪厚度相同;否則,易造成新舊攤鋪車道不正確的重疊,重疊太多發(fā)生隆起,重疊太少就會(huì)低于先攤鋪的面層的標(biāo)高;(2)熱接縫施1二工藝不規(guī)范:熱接縫施t一般是在使用兩臺(tái)以上攤鋪機(jī)前后錯(cuò)開lo2o米成梯隊(duì)作業(yè).此時(shí)兩條比鄰攤鋪帶的混合料還處于壓實(shí)前的熱狀態(tài),所以縱向接縫易于處理,且連接強(qiáng)度較好.施工時(shí)應(yīng)將以攤鋪的混合料部分留下1020cm寬,暫不碾壓

4、,作為后攤鋪部分的高層基準(zhǔn)面,待后攤鋪部分完成后,一起碾壓(跨縫碾壓);否則壓實(shí)設(shè)備在接縫冷的一側(cè)壓槎太多,或是碾壓時(shí)瀝青混合料溫度不夠,這造成接縫處碾壓不實(shí);(3)冷,熱接縫施工項(xiàng)目部技術(shù)交底不全面或沒有針對(duì)性,施工人員技術(shù)不熟練,如耙平施t方式不對(duì),造成縱縫不是隆起,就是溝槽或傾斜;此外,不良的縱縫的形成與攤鋪機(jī)機(jī)架人員的操作水平及攤鋪機(jī)工作性能有關(guān),如進(jìn)口非接觸式找平系統(tǒng)的攤鋪機(jī)比滑靴和走鋼絲繩的平整度要好,還與熨平板前方推帶的混合料重量的變化,進(jìn)料器或或螺旋攤鋪器是否超載等有關(guān).1.1.2預(yù)防措施三車道以上,宜采用兩臺(tái)以上攤鋪機(jī)攤鋪,嚴(yán)禁使用不帶平衡梁或沒有聲納控制的攤鋪機(jī)攤鋪,必須使

5、用性能良好進(jìn)口攤鋪機(jī)攤鋪;嚴(yán)格控制底基層和基層標(biāo)高,橫坡度,平整度等指標(biāo),其合格率不低于95%.1.2橫縫橫向接縫是瀝青混凝土路面施工重要環(huán)節(jié),如稍有不慎就會(huì)造成行車顛簸或路面傾斜,影響公路服務(wù)性和行車舒適性.1.2.1造成橫縫不良的原因(1)確保攤鋪機(jī)每天只停一次,指出一道橫縫,必須對(duì)拌合機(jī),攤鋪機(jī),壓路機(jī),用料自卸車做到認(rèn)真仔細(xì)地檢查和保養(yǎng).易損件應(yīng)有足夠的儲(chǔ)備,使機(jī)械故障率降到最低,停機(jī)時(shí)間最短;(2)攤鋪機(jī)開t前應(yīng)提前0.5lh預(yù)熱熨平板不低于100.鋪筑過程中應(yīng)選擇熨平板的振搗或夯錘壓實(shí)裝置具有適宜的振動(dòng)頻率和振幅,以提高路面的初始?jí)簩?shí)度不低于85%.熨平板加寬連接應(yīng)仔細(xì)調(diào)節(jié)至攤鋪的

6、混合料沒有明顯的離析痕跡;(3)在每次攤鋪開始時(shí),接縫處混合料過量,螺旋倉(cāng)中輸送的混合料太多,多余的材料向上推動(dòng)攤鋪機(jī)的熨平板,導(dǎo)致熨平板升高,在瀝青路面上凸起;1.2.2預(yù)防措施為了鋪筑一條平整的橫縫,要對(duì)攤鋪施lt人員加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理和技術(shù)交底,嚴(yán)格按施工規(guī)范和操作規(guī)程施工.攤鋪時(shí)應(yīng)調(diào)整好預(yù)留高度,控制不好的可采用相應(yīng)高度的墊塊,攤鋪機(jī)從離開實(shí)施攤鋪之前,熨平板必須適當(dāng)拉緊并放置在墊塊上,使熨平板處于正確的標(biāo)高位置,既可避免在接縫處產(chǎn)生跳車現(xiàn)象或形成沉降,傾斜.在攤鋪過程中,攤鋪機(jī)螺旋輸送器應(yīng)連續(xù)傳動(dòng),兩側(cè)應(yīng)保持有不少于送料器高度2/3的混合料,攤鋪機(jī)速度必須緩慢,均勻,連續(xù)不斷地?cái)備?不得隨

7、意變換速度或中途停頓,攤鋪速度控制在26m/min的范圍內(nèi),對(duì)改性瀝青混合料及sma混合料宜放慢在13m/min.熨平板運(yùn)行平穩(wěn),不上下浮動(dòng),鋪筑的路面就不會(huì)使車輛顛簸,傾斜.攤鋪機(jī)駛離橫縫之后,用摟耙清除接縫范圍內(nèi)過量的混合料,碾壓時(shí)按要求先橫向碾壓再縱向碾壓.2.離析瀝青混合料離析的廣義概念應(yīng)該是瀝青混合料性能的不均勻變化.在施工中離析的表現(xiàn)是多種多樣的,如集料粗細(xì)顆粒的離析,混合料溫度不均勻?qū)е碌碾x析,混合料拌合不均勻產(chǎn)生的離析等.我們經(jīng)常稱為的瀝青混合料離析是指瀝青混合料施丁過程中粗細(xì)集料的不均勻分離變化.根據(jù)我們施丁二調(diào)查,在運(yùn)輸過程中由表及里瀝青混合料溫度發(fā)生不均勻變化,直接攤鋪后

8、溫度較低的混合料的料團(tuán)不易壓實(shí),是路面發(fā)生早期破壞的重要原因之一.因此,研究溫度差異導(dǎo)致的離析是很有意義.2.1瀝青混合料集料離析控制一般認(rèn)為,ac一16c型混合料不易離析,用肉眼觀察表面集料分布,幾乎看不出離析現(xiàn)象.實(shí)際施t中發(fā)現(xiàn)離析相當(dāng)嚴(yán)重,改變了我們習(xí)慣看法,在10.5m攤鋪機(jī)后衛(wèi)碾壓的路段,科學(xué)時(shí)代?2010年第21期47c=】建筑科學(xué)ljianzhukexue分左,中,右3個(gè)位置對(duì)稱取樣,其抽提結(jié)果如表1表1尚未碾壓瀝青混合料抽屜試驗(yàn),孔徑l9nl01:jli0:jn0-;5位霞規(guī)汜汜i螄006一4一,l947一ts圍i氍辨:sj2el4s左ii啦90458259o,f23衡如l2鞠

9、印由i097687姆8l醣074l6lsss,s6右lf.os01s71i6瓤3l4si:,0瞻加根平l瓤sls:43姑s3,弼:i,1ji,s:9均從抽屜試驗(yàn)結(jié)果得出如下結(jié)果:(1)左,中,右3點(diǎn)的綜合平均通過率與未攤鋪同批混合料的級(jí)配相符;(2)左,中,右3點(diǎn)2.36mm篩孔的通過率基本相同,證明2.36集料未發(fā)生離析;(3)4.75以上篩孑l的3點(diǎn)通過率差異較大,證明粗集料的離析嚴(yán)重;左右兩側(cè)的粗集料通過率基本相同,說(shuō)明離析對(duì)稱發(fā)生;(4)粗集料向兩側(cè)分布,左有兩側(cè).75mm的粗集料含量為64%,中間為36%,均超規(guī)定的級(jí)配范罔.既攤鋪中心混合料明顯偏細(xì),兩側(cè)偏粗.ac一16c型屬于粗型

10、密集配混合料,在高級(jí)瀝青路面結(jié)構(gòu)中是施工離析最輕的一個(gè)結(jié)構(gòu)層.但抽提結(jié)果顯示其離析已相當(dāng)嚴(yán)重,而其他大粒徑結(jié)構(gòu)層離析更為嚴(yán)重(試驗(yàn)結(jié)果略).寬幅攤鋪導(dǎo)致離析后果是嚴(yán)重的,它不僅影響路面的使用性能,而且使路面產(chǎn)生早期破壞,耐久性降低.由于離析,中部混合料偏細(xì)導(dǎo)致路面的使用熱穩(wěn)定性嚴(yán)重下降,造成泛油,車轍,道路渠化嚴(yán)重;由于離析,中部混合料偏細(xì)導(dǎo)致路面中部抗滑能力明顯比兩側(cè)低,造成通車一年后其摩擦系數(shù)和構(gòu)造深度均比超車道要差;由于離析,兩側(cè)混合料較粗且空隙率較大,路面滲水嚴(yán)重,導(dǎo)致路面經(jīng)歷滲水一唧漿一局部凹槽一松散一坑槽的水損害,據(jù)寧夏公路有關(guān)資料顯示,在陰濕地區(qū)水損壞高等級(jí)路面占路面損壞比例為7

11、0%.n此,歐洲,美國(guó)等國(guó)家,對(duì)運(yùn)到工地瀝青混合料進(jìn)行二次拌合在攤鋪,以消除溫度離析,并在實(shí)際施t中取得了很大成績(jī).事實(shí)上,大于7米的攤鋪寬度對(duì)于中,粗粒徑混合料是無(wú)法避免混合料離析,解決問題的最基本方法是不要寬幅攤鋪.施丁中采用并兩臺(tái)攤鋪機(jī)成梯形熱接縫施t時(shí),完全可以控制路面施工質(zhì)量.2.2瀝青混合料溫差離析控制瀝青混合料拌制完成后,從拌合廠到施tt地運(yùn)輸?shù)倪^程中,空氣和混合料之間的溫差一般大于120c.加上因車輛速度形成的相對(duì)風(fēng)速較高,導(dǎo)致混合料溫度在到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)前有較大的下降.混合料和車輛的接觸面溫度下降更為嚴(yán)重,降溫的嚴(yán)重程度和車輛的運(yùn)輸時(shí)間,速度,氣溫,保溫措施等網(wǎng)素有關(guān).接觸面到內(nèi)部核

12、心區(qū)降溫幅度在正常氣溫下平均可達(dá)1535.接觸面15cm深度范圍內(nèi)的平均降溫幅度可達(dá)到4565,使表面混合料的粘度明顯增大.高溫季節(jié)表面混合料形成軟殼,低溫季節(jié)形成硬殼.在施t現(xiàn)場(chǎng)我們可以觀察到,?昆合料從運(yùn)輸車向攤鋪機(jī)喂料斗卸料到刮料板輸料過程中,接觸面表層料,特別是兩側(cè)車廂接觸面表層料,在每車料中最后被刮平板送到螺旋布料器,即每一車料降溫幅度最大的表層冷料被集中攤.這樣的現(xiàn)象以每車料為單位周期性發(fā)生,這種現(xiàn)象被稱為溫差離析.但表層料降溫幅度較大,在正常的碾壓過程中壓實(shí)度難以達(dá)到要求,在氣溫低,風(fēng)速大的氣候條件下,情況更為嚴(yán)重.在該處的壓實(shí)度低,表面紋理粗,空隙率大,是路面松散,坑槽和滲水的

13、薄弱點(diǎn).通過施1二現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)芯取樣發(fā)現(xiàn):這些地方的瀝青層密度低空隙率大,在攤鋪時(shí)混合料已經(jīng)結(jié)塊,施工基層表面和下臥層溫度低于15且攤鋪厚度3cm,混合料結(jié)塊發(fā)生的程度越嚴(yán)重,局部發(fā)生破壞的數(shù)量就越大,溫差離析是導(dǎo)致這一結(jié)果直接原因.因此,我們認(rèn)為半剛性基層路面早期局部破壞發(fā)生主要原因是溫差離析.2_3瀝青路面碾壓控制技術(shù)眾所周知,瀝青混合料必須在適當(dāng)?shù)臏囟认?才能達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度.施t中必須保證瀝青混合料的施工和易性,使其具有可壓實(shí)性.在實(shí)際施工中,工程技術(shù)和試驗(yàn)檢測(cè)人員要根據(jù)施工隊(duì)人員技能,瀝青的性能,混合料的級(jí)配類型,碾壓厚度,施工環(huán)境及溫度,瀝青拌合樓生產(chǎn)及運(yùn)輸能力,攤鋪機(jī)機(jī)械性能等綜合考慮

14、,并具體問題要具體分析,特別足攤鋪3cm瀝青混合料要尤為注意.瀝青混合料路面攤鋪后一般分為初壓,復(fù)壓,終壓三個(gè)階段,在這j個(gè)階段壓路機(jī)組合為:鋼輪+振動(dòng)鋼輪+鋼輪與鋼輪+膠輪+鋼輪,通過實(shí)踐我們發(fā)現(xiàn)第二種組合不但適宜于一般瀝青路面施工,而且更適宜于改性瀝青路面施工(膠輪不適用于sma瀝青混合料施工).我們?cè)谑﹖中以馬歇爾試驗(yàn)作為路面壓實(shí)度控制指標(biāo),實(shí)質(zhì)上,馬歇爾試件的空隙率是作為壓實(shí)度達(dá)到100%的空隙率.對(duì)于一般瀝青混凝土路面:當(dāng)ac層馬歇爾擊實(shí)試驗(yàn)的空隙率為5%,則施工壓實(shí)度一般必須達(dá)到98%左右,才能使施工瀝青混凝土面層空隙率達(dá)到<7%;如果壓實(shí)度按97%作為控制低限,要達(dá)到攤鋪層

15、空隙率<7%,則馬歇爾試件的空隙率一般應(yīng)<4%.通過現(xiàn)場(chǎng)施工發(fā)現(xiàn):壓實(shí)度在96%100%之間變化時(shí),壓實(shí)度每降低1%,空隙率增加1-1.5%,因此,我們要加強(qiáng)瀝青路面壓實(shí)度控制,他是瀝青混凝土一個(gè)重要質(zhì)量控制指標(biāo).否則,易導(dǎo)致瀝青混凝土路面早期破壞.通過施工現(xiàn)場(chǎng)鉆芯發(fā)現(xiàn):當(dāng)空隙率vv=4%7%時(shí),瀝青混合料路面性能為最好;vv<4%瀝青混合料路面發(fā)生車轍的概率增加;當(dāng)vv>7%瀝青混合料路面滲水性急劇增大,容易導(dǎo)致路面早期水損壞.空隙率為7%是瀝青混合料路面是否滲水的界限值.3發(fā)裂發(fā)裂是指短的橫向裂縫,多發(fā)生在瀝青混凝土的保護(hù)層或中間層次中,這些裂縫在攤鋪過程中一般看不

16、到,通常出現(xiàn)在碾壓第一遍或第二遍之后.瀝青混合料碾壓發(fā)裂影響壓實(shí)度和路面空隙率,碾壓不實(shí)造成的空隙率增大會(huì)降低里面的使用壽命.3.1導(dǎo)致發(fā)裂的原因及分析(1)由于瀝青混合料基層軟弱,在壓實(shí)設(shè)配作用下導(dǎo)致下層彎曲,弓l起路面結(jié)構(gòu)層的彎曲過大,從而使瀝青混合料被拉開,形成細(xì)裂縫.表2ac一16c型二種篩分結(jié)果通過率與標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)比篩孔ni9(60l:957536l8.)6030l5007螄760一34:0l3-一._4一規(guī)琵范圍17一l81飄s0624s314s標(biāo)準(zhǔn)中值i0,995,0s4n04s03021259560一號(hào)般配tc98jss35994n3l471s1357643二號(hào)綴賦l(吣96068

17、4o37179138s3fr8(2)瀝青混合料的組成有缺陷,即使礦料級(jí)配在容許范圍內(nèi),也會(huì)m現(xiàn)細(xì)微發(fā)裂現(xiàn)象,這是因?yàn)?混合料中的流值過48科學(xué)時(shí)代?2010年第2l期科學(xué)時(shí)代多一混合料中瀝青結(jié)合料含水量大或?yàn)r青用量大;中粗砂級(jí)配不均勻一中間粒徑的砂太多(1.18ram,0.6mm),而細(xì)粒徑的砂太少(0.3ram,0.15).表2為施1二過程的兩種級(jí)配篩分結(jié)果.從ac一16c型兩組篩分結(jié)果可以得到如下結(jié)論:二號(hào)級(jí)配基本接近標(biāo)準(zhǔn)及配置中值,一號(hào)級(jí)配除篩孔2,36mm,1.18ram,0.15mm和0.075mm外,其余接近于標(biāo)準(zhǔn)級(jí)配的中值,其中一號(hào)級(jí)配中篩孔9.5mm和0.6mm比二號(hào)級(jí)配更接近

18、中值.從總體看一號(hào)級(jí)配基本符合標(biāo)準(zhǔn)級(jí)配要求,二號(hào)級(jí)配油石比為5%,一號(hào)級(jí)配油石比為4.97%,基本相同,最佳油石比為5.1%.但瀝青混合料攤鋪效果卻截然不同,二號(hào)級(jí)配混合料攤鋪效果很好,一號(hào)級(jí)配混合料批注碾壓過程中出現(xiàn)嚴(yán)重發(fā)裂,邊部發(fā)生側(cè)向推移.通過分析認(rèn)為造成號(hào)級(jí)配混合料嚴(yán)重發(fā)裂和側(cè)向推移的原因是:砂量過多,且主要是中間粒徑的砂偏多(1_l8mm),細(xì)粒徑的砂偏少(o.15ram).上述的情況是2005年9月我在寧夏圊原施工所發(fā)生,為了進(jìn)一步查明原因,我們又做了瀝青混合料穩(wěn)定度試驗(yàn).主要數(shù)據(jù)列于表3.一一r韶廛(ganj鬻試平蝴宴測(cè)理論衢青件厚膨擅擔(dān)比重比積榮茸荊鍵和湖9撒穗定瀛值蝙:重百舟

19、空間掌廛計(jì)讀鹿口fnn童隙奎數(shù)羽iml耋tkni0.1,.,16450392442)6l6i?jsi1s240505:43256i421)s3ij3l7皺3449t62451:6it64jl59742s83r配平均l164:t5s8i041164】506924241jsj4j57s7436s號(hào)64505.lll7641i5s74j9d噩6js-t50t1e:4i:76:4494配正ll784j31j77580i6均注明:(1)為蘭州煉油廠110號(hào)a級(jí)道路石油瀝青,針入度110,延度l5時(shí)不小于lo0em,擊實(shí)溫度120;(2)公路瀝青路面施丁技術(shù)規(guī)范ftgf402004規(guī)定為:寧夏為22夏熱冬

20、寒區(qū),空隙率vv=46o7o,流值fl=i.54mm,穩(wěn)定度ms>8kn,礦料間隙率vma>15.5%,瀝青飽和度vfa=6575%;從表3可以明顯得出一號(hào)級(jí)配混合料的穩(wěn)定度明顯高于二號(hào)級(jí)配,而流值明顯小于二號(hào)級(jí)配,通過比較分析,一號(hào)級(jí)配混合料的礦料間隙率小于二號(hào)級(jí)配,造成穩(wěn)定度增高,而瀝青體積百分率小于二號(hào)級(jí)配,造成流值偏小,也說(shuō)明了一號(hào)級(jí)配混合料中中間粒徑砂子偏多(1.18mm左右),弓i起流值偏小和碾壓發(fā)裂的結(jié)果.在混合料中如果流值過量,會(huì)造成混合料軟弱,含瀝青,礦粉及小于o.075mm粒徑較多的混合料都是很難鋪筑的.細(xì)級(jí)料級(jí)配曲線隆起也是混合料軟弱的原因之一,其攤鋪特點(diǎn)是混

21、合料在雙鋼輪壓路機(jī)碾壓的前方形成弓形波,如果混合料溫度太高,則發(fā)裂的總量會(huì)增加.因?yàn)楫?dāng)溫度升高時(shí),瀝青的粘滯度降低,流動(dòng)性增加,導(dǎo)致瀝青混合料變軟.對(duì)于低標(biāo)號(hào)瀝青混合料,樂路機(jī)離攤鋪機(jī)的距離不易超過25米,如延遲碾壓時(shí)間,則混合料的溫度下降,瀝青粘結(jié)料的粘滯度將會(huì)增加,從而使混合料變硬,降低了壓實(shí)效果,發(fā)裂程度有所增加甚至發(fā)生脆斷.3.2解決措施處理分裂的方法是,改善瀝青混合料的特性.瀝青含量,含水量,拌合溫度適宜,消除級(jí)配曲線在2.36mm,1.18ram,和0.15mm篩孔的隆起現(xiàn)象,控制砂用量.對(duì)于軟弱的混合料,必須等混合料降到適宜的溫度時(shí)才能碾壓,一般情況下l葉j現(xiàn)發(fā)裂后很難達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度.4推移瀝青混凝土面層推移,是指混合料在道路的縱向時(shí)發(fā)生位移.它可能在壓實(shí)工作期間發(fā)生,也可能通車一年后發(fā)生.在許多情況下,推移伴隨著壓路機(jī)初次碾壓前方出現(xiàn)弓形波,推移伴隨著開裂,在壓路機(jī)的倒車處,特別是靠近攤鋪機(jī)的位置倒車,面層或混合料易產(chǎn)生推移.推移形成的原因:混合料級(jí)配不穩(wěn)定;瀝青混合料出料溫度大于155qc或正常氣溫施工(地面溫度1525)初壓溫度大于125,造成瀝青混合料軟弱;基層透層油沒有灑透(規(guī)范要求