高速公路路面接缝技术影响因素研究
摘要
关键词
高速公路;沥青路面接缝技术;影响因素;控制措施
正文
1导言
高速公路投入运营后,因为路面交通通行车辆数量较多,车速也非常快,这种长期车辆荷载的作用和影响,导致路面发生裂缝,极大地影响高速公路的运行质量与交通安全,也会导致高速公路使用寿命缩短。因此,需要对高速公路裂缝的问题引起足够的重视,采用合理的接缝处理技术可有效提高沥青路面平整度和厚度,延长高速公路使用寿命。
2沥青路面接缝施工特点及重要性
2.1特点
高速公路沥青路面的平整度容易产生不同程度的降低,其主要原因有地形地势复杂、施工步骤不规范、建筑材料质量不佳等,另外沥青路面上的接缝问题也会影响其平整性,然而在沥青路面施工过程中接缝问题往往难以避免。接缝具有不连续性,当路面荷载较大时,接缝前后路面材料弹性模量不一致,接缝处容易隆起或凹陷,行车荷载反复作用下使接缝处沥青向两侧松散,进而引发路面病害问题,同时降低路面平整度,影响行车安全。另外,沥青路面接缝处的密封性、黏结性均较差,当受到路面积水侵蚀后路基路面均会受到损害。沥青路面接缝主要可分为横向接缝和纵向接缝两种,沥青路面摊铺施工时所用到的摊铺机设备进行左右双幅分开作业时会造成纵向接缝,而施工停顿时又会引发横向接缝问题,因此解决接缝问题的关键为改善摊铺机的摊铺作业规范性,摊铺机需保持连续、匀速、均匀摊铺,尽量避免裂缝问题。
2.2重要性
近年来,国家对于交通修建更为关注,这使得我国的道路桥梁修建变得更加科学化,道路的修建总里程相比从前实现了大幅度上涨。与道路修建一同发展的则是修建技术方面的内容,特别是路面修建的材料在逐渐增加,针对不同使用需求的路面,需要利用不同的材料满足路面的建设。沥青路面基于自身的优势,在我国道路修建中占据了重要的位置。特别是在早期修建的道路中,多数会使用沥青来完成路面的铺设工作。但随着时间的推进,许多路面的功能逐步发生变化,传统路面敷设技术面临较多的问题,无法适应当前的路面使用情况。其中一些沥青路面建设上会出现路面开缝等问题,在这样的路面上行驶,极易引发跳车。由此可见,路面接缝问题十分严峻。以上问题的发生,是路面接缝施工方法不好导致的。若对于沥青路面使用更为科学的接缝施工方法,则可以避免上述问题的发生。所以,在后续公路沥青路面铺设的过程中,可以针对路面施工的宽度及长度,采取路面接缝技术,确保路面与路面间施工的连贯性,延长路面使用寿命。
3影响高速公路沥青路面产生裂缝的因素
3.1材料
材料是高速公路项目施工的根本,如果材料有质量问题,也会导致裂缝问题的发生,这是从源头上出现的。通常来说,路面和路基结构有材料质量的缺陷,会造成高速公路路面存在裂缝的危害。高速公路施工选择的材料性能不好,或者自身就有严重的质量缺陷,会造成现场施工中出现结构收缩的问题,经过压实处理后不能达到压水堆的标准,不同结构的面层厚度有明显的差异,且表面水分蒸发速度较快,基层水分减少也会导致其发生收缩的反应,就会造成高速公路出现收缩裂缝的问题。此外,材料导致的裂缝问题还可以从顶部应力集中方面进行分析,其会从顶部逐步地向外延伸和扩展,最终导致反射裂缝问题的出现,特别是在结构强度不合格的情况下,裂缝发生的概率是很高的。
3.2气候
高速公路沥青路面裂缝的发生也有气候因素的影响,这是比较普遍存在且难以根除的因素。因为气候条件的干扰和影响,导致高速公路存在温度应力,荷载作用力持续影响而出现裂缝的问题。此外,气候条件对高速公路的影响具体表现就是露天环境所导致的,高速公路基层、面层的结构不同,施工材料也不同,受到气候条件的影响也会有明显的差异。因此,气候环境温度干扰的条件下,沥青材料应力发生变化,出现了不同程度的温度应力,而温度降低后,沥青材料会因为温度的影响变硬,也会发生收缩反应,一旦超出材料自身的抗压强度,就会导致裂缝的发生。
4高速公路路面接缝技术分析
4.1横向接缝的施工技术
在高速公路沥青路面接缝施工过程中,横向接缝的方法较为常见,这一技术方法的使用是摊铺机提起并重新归位时产生的。横向接缝技术最为关键的是要做好混合料的温度掌控,若温度过高,会使混合料出现推移的现象。若温度过低,那么公路沥青路面接缝将不易被压实。所以,要严格把控横向缝隙的碾压温度,确保温度在5℃~10℃,并在施工过程中,明确接缝位置、接缝方式及施工方法。横向接缝主要分为斜接缝和平接缝两种,在高速公路或车辆行驶较多的一级公路路面中,会对其中、下面层利用横向接缝的方式进行碾压,而上面一层选用的碾压方式为平接缝。斜接缝整体的长度与其层厚有关,通过在搭接处进行清洁填补少量沥青,可以满足缝隙的填充与搭接,而平接缝主要是给予接缝更为美观、平整的需求,确保缝隙粘结紧密,得到充分的压实与连接。在施工过程中,压路机不断碾压混合材料,造成路面接头位置的高低不平,甚至会出现一段抛物线形的斜面。为做好斜接缝处置,可以在摊铺机接近尾端1cm的位置处,进行平板满铺过接头熨平的方式驶离现场,再利用人工的方式将尾部利用铲子将混合料碾平。在已经铺设好的方向处,可以放置三米直尺,从中找寻坡面不平或厚度产生变化的断面,这样才能确保铺设的直尺远离脱轨处。同时,在施工过程中,要确保切割机处于尚未冷透时进行断面的切割,这样才能将切缝中不符合平整度的沥青全部铲除,与下次摊铺时的接缝形成平峰的连接,并在后续接缝处,对断面切口处涂刷适量的沥青。
4.2纵向接缝施工技术
第一,边角部位处理。采用冷缝进行边角部位处理,先于边角处设置挡板,再使用切割机进行切平处理,缝边杂物及时清除,再均匀涂抹一层黏层乳化沥青,整平后再铺设一层厚度5~10cm的热料,确保新旧混合料软化后充分融合。第二,摊铺。针对纵向接缝进行摊铺处理时,采用两台以上摊铺机进行同步梯形摊铺,摊铺机间的距离合理控制,确保可实现全幅摊铺。每台摊铺机的结构参数和操作参数应保持一致,间距不得小于5m。确保斜度和厚度保持一致,搭板重叠部分的尺寸为6~10cmm,正式摊铺过程中确保接缝重合50cm,并确保路表位于表层接缝之上。第三,碾压。纵向接缝碾压施工应保持低速、紧跟、高频、慢压,碾压段长度设计为50m,碾压施工时应预留10~15cm的距离用作基准面。采用错轮递进法进行碾压施工,选用双钢轮压路机进行初压施工,胶轮压路机进行多次复压施工,双钢轮压路机整平终压,确保压实度满足设计要求。施工过程中各技术人员应提前进行技术交底,同时确保整个碾压施工一次完成,避免时间过长而导致路面干裂现象。
5相关控制措施
5.1注重沥青混合料的配比
在高速公路施工中科学配比沥青混合料非常重要,对于粗集料可采用破碎砾石和碎石。粗集料应保证干燥、洁净、粗糙,立方体形状,在无风化、无杂质的情况下具有较强的耐磨性能和强度,细料应保证坚硬、干净、干燥、无杂质、无风化,并有适当的级配和填料质量要求,采用拌和机拌和填料,回收粉尘的用量不能多于填料总量的50%,填料掺有粉尘塑料指数不能大于4%。
5.2控制温度变化
温度裂缝在高速公路沥青路面中比较常见,针对此种裂缝进行防治,需要严格控制混凝土施工过程中的温度,防止出现温差过大的现象,比如降低混凝土自身的发热量,在具体施工过程中选用水化热反应不强的水泥,从而实现合理控制温度的目的。另外,施工人员还要以应力场的具体分布情况为依据,确定具体施工范围,确保选用的混凝土可以与应力场相适应。严格控制混凝土在入仓时的温度,公路工程需要的混凝土数量较大,混凝土的拌制作业一般是在距离施工现场较远的地方进行,所以需要将拌制好的混凝土运输到施工现场,在运输过程中要严格控制混凝土自身温度,提高混凝土的散热效率,最大程度防止出现温度裂缝问题。
5.3控制沥青混合料摊铺和碾压过程
对于沥青混合料摊铺而言,摊铺速度的控制,可使摊铺过程连续,保持稳定的摊铺速度,提升摊铺机的生产能力,保证运输车辆的数量和吨位,确保碾压机械的配置合理化,对摊铺速度进行控制,保证摊铺机连续、均匀地摊铺。通常摊铺速度不能超过3m/min。沥青混合料的压实应控制碾压温度,保证碾压质量达标。如果温度较高,碾压遍数可视现场情况酌情减少。温度较低,碾压过程存在困难,路面的不平整性也会加强,尽量使压实温度为120℃~140℃,沥青路面的振幅为0.4~0.8mm,保证碾压速度的最大化和碾压遍数的减少,从而使碾压工作效率得到提升。
5.4注重预防性养护和定期检测
高速公路路面产生裂缝需要及时进行预防性养护。通常高速公路病害发生的高峰期是春天融冻和雨季。在春天融冻和雨季到来之前要进行预防性养护。预防性养护需要耗费人力、物力、财力进行修补,技术人员可在节省成本和提高效率的基础上处理路面病害。对于高速公路的养护应做到防治结合。温度、湿度、路面材料性质对沥青混合料的稳定性和强度都会产生影响,因此技术人员需要加强道路的定期维护,从而消除不利影响,裂缝等病害的处理需要及时修复防止渗入雨水。大面积裂缝可用外层乳化沥青砂浆密封。如果路基强度不足引起裂缝,应对基层和表层进行处理。此外,超载车辆的严格限制非常重要,超载时必须卸载,防止路面的超载碾压。
结束语
总之,高速公路沥青路面施工过程中必然会产生各种接缝问题,如不及时对其进行处理,会极大影响路面的平整度和整体厚度,进而降低公路的行车安全性和稳定性。因此,需要采取必要的接缝技术,消除裂缝的不利影响,提高高速公路运行的质量,满足现代社会高速公路的发展需求。
参考文献:
[1]张晓光.接缝施工技术在高速公路沥青路面中的应用[J].中国公路,2021(02):112-113.
[2]林如贵.探讨接缝施工技术在高速公路沥青路面中的应用[J].四川水泥,2021(09):263-264.
[3]王朋升.公路沥青路面接缝施工处理技术分析[J].运输经理世界,2021(02):111-112.
[4]高振.高速公路中沥青路面接缝施工技术应用研究[J].工程机械与维修,2021(06):276-278.
...