市政道路工程中沥青路面设计的相关问题分析

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  【摘 要】随着我国大规模的市政道路设施建设步伐的加快,沥青道路施工成为市政道路建设的首选。做好市政沥青路面建设质量控制成为影响城市交通进程的的主要因素。当前在市政道路建设中,沥青路面建设存在着一些问题亟待解决,文章对市政道路建设中存在的诸多问题进行分析,并提出相应的质量与养护控制措施措施,为市政道路建设作一定的参考。
  【关键词】市政工程;道路沥青路面;施工技术
  引言
  工程概述
  北方某城市的某条道路是城市主干道,全路段全长1000米,该工程包括道路改造、交通工程、照明工程等配套工程改造、绿化工程升级改造、以及道路交叉口跨线桥,相应的配套工程等。本文根据沥青道路路面的施工经验,探讨分析了道路沥青路面在施工准备、混凝土拌和、摊铺、运输、碾压和接缝等各个施工阶段的施工技术。
  1、市政道路沥青路面的相关性能
  1.1高温稳定性
  当周围温度升高时,沥青路面的强度和刚度就会发生变化,呈现下降的趋势,再加上车辆的反复碾压和温度的不断升高,路面就会发生形变,导致路面大的平整度下降。为了保证路面在使用过程中不会出现形变、泛油、车辙等病害,在施工中要保证路面具有极强的稳定性能。
  1.2低温抗裂性
  沥青路面对于温度变化较为敏感,当温度较低时,沥青就会容易发生形变,其弹性指数也会相应的变化。在比较寒冷地区进行沥青路面施工时,一旦发生路面的开裂情况,冰雪就会很容易的侵入路面,经过长时间的承重和冰雪的冻融影响,道路沥青路面结构就很容易发生脆化,甚至会发生开裂、断层等。造成沥青路面抗低温能力差的原因是《相关的设计人员在设计中忽视了工程区域的气候条件,工程前的勘探工作不全面,在配置沥青料和混合料的时候,没有充分考虑到气温的影响。因此在路面施工中,要选用合格的建筑材料,控制路面抗低温形变,从而减小路面裂缝的发生。
  1.3耐疲劳性
  沥青路面由于长时间的暴露在外面,光照、空气、温度、水分等自然因素都会对路面结构产生极强的破坏能力,要是沥青路面对于这些因素的抵抗能力较差,经过长时间的使用后,路面的性能就会迅速下降,公路很容易发生灾害,导致路面失去粘性,同时会结构变的脆弱,缩短了其使用寿命。另外,市政道路的车流量较大,影响道路的因素又多,一旦出现质量问题,其维修施工较为不便,所以在市政道路建设时,要严格要求沥青路面的耐疲劳性,提高道路的使用寿命。
  1.4水稳定性
  水对沥青混凝土路面的结构会产生很大的影响,无论是清水、污水还是有腐蚀性的化学物都会破坏沥青路面的结构完整性和强度,如果残留的水不能及时的排除,经过长时间的浸泡和车辆的碾压就会造成路面机构松散,严重时会导致路面分块。沥青路面的破坏机理主要有两个方面:(1)水会破坏路面结构的沥青保护膜和集料的结合处,逐渐导致沥青膜的分离;(2)由于车辆具有很强的碾压力,反复的挤压积水,会形成很强的动水压力,对于沥青混凝土结构造成巨大的冲击,严重破坏了其沥青和物料之间的缝隙,使得混凝土结构收到破坏。因此,在沥青路面的施工中,要保证路面的抗渗透能力合格,能有效的阻挡水的渗透,保护路面的基层稳定性不受挤压水的危害。
  (二)路基施工技术
  (1)路基的测量与设计
  在路基施工前一定要先进行测量定线工作,测量路基的水准线、中线和导线以保证路线施工的准确性。其次,进行施工放样工作,放出路基的坡口、边缘、边沟护坡、路基边缘等具体的位置。最后,进行路基的土方地质实验,根据不同的地质制定不同的施工方案,以保证工程的质量。
  (2)清理路线
  当施工的工程路线图确定之后,要进行路线的清理工作。对路线用地的树木、杂草、垃圾以及建筑物等进行清除,并对路线用地内的沼泽或者淤泥进行清理,对于孔洞等进行填土加固,对古建筑等文物进行保护和加固。
  (3)路基的筑填
  路基的筑填要从底层开始自底向上水平分層筑填,并分层碾压密实。对于不同的筑填材料在进行筑填时一定要加强重视:根据不同材料的透水性采取不同的措施,当上层的透水性较小就需在两层填充料之间加铺过渡层。路基的顶面做成路拱,路拱横坡的坡度应符合设计要求。对于避免不同性质的材料的填充料混合,以免形成内部水囊或者薄弱面,确保路基的稳定性。
  (4)路基压实
  为了保持路基的稳定性必须要进行路基压实,以保证路面的密实度。由于经过挖掘、填充等工作,原有的地质结构已经被打破,必须经过压实工作才能保证路面的稳定性。路基的压实工作要根据具体的条件而定,对于不同道路,有不同的压实要求,对于特殊地质的路基,要进行特殊的压实处理,对于含水量较高的软土路基,常用的处理方法有表层处理法、换填法、重压法、垂直排水固结法等。湿陷性黄土土质较均匀、结构疏松,在未受水浸湿时,一般强度较高,压缩性较小。
  湿陷性黄土路基处理施工除采用防止地表水下渗的措施外,可根据工程具体情况采取换土法、强夯法、挤密法、预浸法、化学加固法等方法因地制宜进行处理。膨胀土是具有吸水膨胀性或失水收缩特性的高液限黏土,该类土具有较大的塑性指数,在坚硬状态下该土的工程性质较好,膨胀土路基主要应解决的问题是减轻和消除胀缩性对路基的危害。
  可采取的措施包括:用灰土桩、水泥桩或用其他无机结合料对膨胀土路基进行加固和改良;换填或堆载预压对路基进行加固;同时应对路基采取防水和保湿措施,如设置排水沟;设置不透水面层结构;在路基中设不透水层;在路基裸露的边坡等部位植草、植树等;调节路基内干湿循环,减少坡面径流,并增强坡面的防冲刷、防变形、防溜塌和滑坡能力。路基压实应遵循的原则:“先轻后重、先静后振、先低后高、先慢后快、轮迹重叠”,压路机最快速度不宜超过4km/h,碾压不到的部位应采用小型夯压机夯实。   (5)路基路面的排水
  为保证路基的稳定性要及时的排出路基表面的水,所以要设置排水设施以保证路面不积水。路基的排水分为三种方法:地表排水、路面排水、地下排水。地表排水的主要方式是设置截水沟、边沟、急流槽等。路面排水的主要方式有分段集中排水和全路段的分散排水两种方式。地下排水主要是在路基的地下设置渗井、暗沟、渗沟等。
  (三)沥青混合料的拌和技术
  混合料的质量好坏直接影响路面质量和使用寿命,因此,从冷料配比到热料生产直到混合料各项指标,都进行全过程质量监控。对于道路表2路面各层结构使用材料以及要求中的上面层与下面层使用的不同类型的混合料,要保证其级配在相应的范围之类,然后再根据工程的实际情况进行调整。以下层面中较常使用的级配类型AC-20为例,其规范规定的级配范围如表1和图1所示。
  在沥青混合料的拌和过程中,对于混合料的均匀性要通过目测进行随时检查,避免冒白烟和离析现象的出现,同时要及时抽取试件对各项材料的用量以及马歇尔各项指标相关进行试验。为了不影响沥青混合料的拌和质量,操作人员应将各项数据输入电脑,逐盘打印各种数据,对人为手动操作提出更加严格的要求。
  在沥青混合料拌和结束之后,应该立刻运输到施工现场。应按施工方案安排运输和布料,摊铺机前应有足够的运料车等候,对高等级道路,等候车辆宜在5辆以上。运输车辆尽量选择大吨位自卸型汽车。由于沥青的粘合性非常强,装料前务必将车厢清洗干净并涂上适量的隔离液,以便更好地避免沾黏。在运输过程中,良好的密封是保持生产配合比不变的重要手段,如果密封性能不好,渗漏和雨水的渗入会使混合料的配合比发生改变,进而影响混合料的使用性能。当运输距离较长或者外界气温较低时,则应该采取一定的保温措施,来保证混合料在运输到工地时满足使用要求。运料车应在摊铺机前10~30cm外空挡等候,摊铺时被摊铺机缓缓顶推前进并逐步卸料,避免撞击摊铺机,每次卸料必须倒净,如有余料应及时清除,防止硬结。运输时,运输车辆应该保持恒速运行状态,避免频繁急刹车情况的发生。如果频繁急刹车的话,车厢内的混合料相互碰撞,很容易发生离析的问题。
  3、沥青路面道路施工技术分析
  3.1施工前的准备
  公路沥青路面的基层是公路工程施工的重要内容,基层作为沥青混泥土面层的铺筑面,基层的平整度、强度和弯度对沥青路面的面层的质量都有着重要影响。因此在公路沥青路面施工时,应对沥青路面基层进行平整工作及压实工作,确保沥青路面基层无杂物,干燥,无浮土等,为沥青混泥土路面质量提供基础性保障。
  3.2沥青混合料的拌制
  在拌制混合料的过程中,必须严格控制好搭配比例,保证施工的顺利进行。其中,要注意水量的控制,不应该在混合料中放入过多或者过少的水量,这些对于工程的建设是相当不利的。水量控制不当也会直接影响沥青混合料的强度和密实度,所以在施工现场,必须根据实际情况,来确定水的使用量,保证路面的施工满足要求。根据笔者多年的工作经验,将沥青混合料中的水分控制在0.5%左右是最为有效的方法。要保证原料供应的连续性,在沥青混合料的搅拌时,在摊铺工作开始之前进行混合料的拌制。
  3.3沥青混合料的摊铺施工
  公路沥青路面在摊铺施工前,应对摊铺机进行全面的检查,避免施工过程中因摊铺机出现故障而影响施工进度或者因停机时间过长原有的沥青混合料发生凝结,性能下降而无法使用,造成材料浪费;根据施工现场条件选择适当数量的摊铺机进行摊铺作业,当采用两台以上的摊铺机进行联合作业时,要严格控制相邻两台摊铺机之间的距离,一般最小为10m,而且在摊铺过程中要使相邻两台摊铺机摊铺的路面有8cm左右宽度的重合,这样就可以确保相邻两幅摊铺路面在衔接处的质量。一般来讲,在摊铺长度达到10m时,要对摊铺质量进行一次系统的检查,例如,摊铺厚度的量取、压实度的测量等,然后根据检查结果对摊铺过程进行及时调整。在摊铺过程中要对路面横向、纵向的均匀性及密实性进行严查,并根据监控结果及时调整摊铺工作,而且要经常检测松铺厚度。
  3.4沥青混合料的压实
  压实也是分为几个步骤进行的,即初压、复压以及终压,每个环节都在公路路面的施工中发挥着重要作用。在对路面进行碾压时,采用的机械设备是不同的,通常常见的主要有以下几种:(1)轮胎式压路机。在以往的公路路面压实工作中,轮胎式压路机路面施工初期发挥着重要的作用。经过许多的工程实例证明,其在初期投入使用是不合理的,其主要原因是压实度达不到要求。(2)静力式滚碾压路机。这种机械的工作原理是:将自身的重量加在路面材料上,進而压实摊铺层中的物质颗粒。对于这种设备而言,关键的因素是机械的重量,它贯穿于整个路面施工中。(3)振动压路机。目前,这种压路机得到了广泛的应用。它的工作原理是:自身通过振动,导致沥青混合料的内部颗粒跟着振动,进而加快压路机的速度。在它的使用过程中,要严格控制好温度,避免对路面施工造成不利影响。
  3.5加强后期养护
  在公路施工完成以后,后期的养护措施必须跟上。只有这样,才能降低养护费用,提高沥青公路的使用寿命。一旦在早期发现路面出现裂缝时,就要及时采取相应的补救措施,例如用沥青对裂缝进行浇灌,避免水分渗入下层路面,避免其蔓延加剧。破坏情况较严重的路面,为免其恶化要及时进行补修。除此之外,为避免雨水渗入路面,要及时清理留滞在路肩上的雨水,进而引发公路病害。一般来说,市政公路的保修期限,与预期设计的使用年限相同,从工程验收合格之日起算。当公路在保修期内发生病害时,相关施工单位要按照合同协议承担修护责任。
  结束语
  路面施工是公路工程的重要施工项目,路面工程施工质量对整个公路系统的安全稳定运行有着直接的影响。随着我国经济的发展,经济往来频繁,促使道路社会交通运输业的繁荣,尤其是大型运输车辆的增多,对公路路面造成了一定荷载破坏,公路正常稳定运行性能降低,更会因路面质量下降出现坑洼等现象。给行车安全带来了一定的影响。所以,针对公路沥青路面施工,一定要加强对路面施工技术的研究探讨,提高路面施工质量,进而增强路面的耐久性,延长路面的使用寿命,为行车安全提供保障。
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