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G30線K2041+800—K2045+100、
K2120+000—K2123+000、K2126+000—K2134+700共計15km上行線,對行車道和超車道原路面進行銑刨,重新鋪筑路面結構層,處治寬度為8.2m。其結構層設計為:
3、填料
采用干凈的礦粉做為填料,表觀相對密度≥2.5,含水量≤1,親水系數<1,塑性系數<4,粒度范圍0—0.6mm。
4、纖維穩定劑
SMA混合料采用木質纖維作為穩定劑,摻加比例以瀝青混合料總重量的0.3%—0.4%為宜,纖維長度小于6mm;PH值為7.5±1.0;吸油率不小于纖維質量的5倍;含水率不小于5%。
5、SMA瀝青混合料
要求孔隙率VV控制在3—4%,礦料間隙率控制在17%以內,瀝青飽和度控制在75—85%之間;最小油石比為6.2%。
6、ATB—25改性瀝青碎石
要求孔隙率VV控制在3—6%,穩定度不小于15KN,礦料間隙率不小于14%。
3 機械設備要求
1、拌和樓
采用LB2000型間歇式瀝青拌和樓,加熱方式用燃燒油加熱,避免燃燒后粉塵進入瀝青混合料,配5個冷料倉和5個熱料倉。全部生產過程由計算機自動控制,并打印每盤混合料的溫度、配合比、瀝青用量等做為原始資料存檔。
2、攤鋪機
攤鋪機采用性能先進的ABG432攤鋪機,為了減少離析,要求最外側螺旋邊沿距側檔板距離不超過30cm,行走速度不大于每分鐘4米。
3、碾壓設備
初壓:2臺11噸雙鋼輪振動壓路機;復壓:2臺26噸膠輪壓路機;終壓:1臺11噸雙鋼輪振動壓路機。
4、運輸設備
15噸以上自卸汽車8—10臺。
4 路面施工注意事項
1、碎石生產時要選擇干凈、無風化的片石,必要時要對片石用水沖洗,以保證碎石的含土量和細集料的砂當量符合要求;定期對熱料倉集料進行分篩分析,作為對混合料級配的核對;為保持級配穩定,要定期對振動篩進行檢查,防止篩孔堵塞或破損;定期對稱量器進行校驗,防止稱量器發生偏差影響級配和油石比。
2、粘層油采用快裂的灑布型乳化瀝青,灑布量控制在0.2—0.3kg/m2之間,不得過量,不得漏灑,破乳后,水份蒸發完既可進行鋪筑。
3、橡膠瀝青碎石封層做為應力吸收層,防止瀝青路面形成反射裂縫,基質瀝青采用90#道路石油瀝青,膠粉添加劑量控制在20%—30%之間,彈性恢復量必須大于60%。
4、瀝青混合料要嚴格控制溫度,礦料溫度要控制在170—190℃之間,瀝青溫度控制在165—175℃之間;混合料出廠溫度必須控制在170—185℃之間;運輸過程要采用必要措施保溫,等待攤鋪時間不宜過長,以防熱量損失,影響鋪筑質量。初壓溫度控制在160℃以上,終壓溫度在120℃以上,要求壓路機緊跟攤鋪機,以防溫度過低影響路面密實度,降低防水性能。瀝青混合料溫度高于190℃時應廢棄。嚴格控制混合料攪拌時間,防止花料出爐。油石比與設計值允許偏差為-0.1%—+0.2%,超出范圍應廢棄。
一、瀝青混合料的攤鋪要根據拌和機的產量,機械設備配備情況,攤鋪厚度,攤鋪寬度,控制攤鋪速度,做到緩慢均勻,不間斷鋪筑,以防止出現離析,增加橫向接縫等情況影響路面質量。一般情況下不允許施工人員在未壓實前進行踩踏,人工只能處理縱向接縫。每次攤鋪前應檢查攤鋪機以避免中間停機,并提前加熱熨平板,以免第一車料溫度損失過快,影響路面質量。
車轍是瀝青路面常見的病害類型,也是破壞較大的種類之一,對于瀝青路面使用壽命、行車安全、通行能力都會帶來直接影響。隨著公路建設的發展,特別是社會上車輛保有數目的不斷增加等來自各方面因素的影響,車轍已經成為各地最為常見的路面損壞,需要我們進行進一步的思考和研究。車轍的產生一般在高溫的夏季,由于瀝青中石蠟發生流動,使瀝青路面各種性質發生改變,在負載的條件下,瀝青路面被擠壓而產生形變,出現了輪跡帶,如果此時初見較大的剪應力將會形成進一步的形變,產生波峰和波谷樁的連續性的車轍。對車轍危害,公路交通行業和全社會有著高度的重視,并在實踐中總結出了一些行之有效的手段和措施,但是還存在著系統性和有效性的問題。公路施工單位應該根據瀝青路面車轍產生的過程,在科學描述和分析瀝青路面車轍產生的內外部因素的基礎上,結合瀝青路面施工和維護的具體工作,以過程性和發展性的眼光重新審視瀝青路面車轍問題,提出了預防瀝青路面車轍形成和治理瀝青路面車轍的針對性措施,在提高瀝青路面施工有效性的同時,完善了瀝青混凝土路面防范車轍的理論和經驗,更好地確保瀝青路面安全、高效地施工和使用。
1 瀝青路面車轍的形成過程
1.1 瀝青路面的壓密。瀝青路面面層的各種材料在汽車荷載的作用會形成壓實效應,若壓實的時間和幅度過大將會形成微量的永久變形,這些形變有累計的效應,會進一步對瀝青路面面層產生影響。
1.2 瀝青的流動。瀝青路面在高溫及車輛荷載的影響下,會產生瀝青的流動現象,由于瀝青的流動導致瀝青路面出現結構上的變形。
1.3 瀝青路面的破壞。隨著荷載、形變和溫度的累積,瀝青及膠漿向富集區進一步流動,導致瀝青路面的結構失去穩定性,在瀝青路面形成起伏狀的連續車轍。
2 瀝青路面車轍產生的內外因素
2.1 路面的結構。瀝青路面的厚度越大,永久變形也越大,產生瀝青路面車轍的可能就會越大,因此要控制瀝青路面的厚度,使其保持在臨界厚度范圍內。
2.2 集料的性質。集料會影響瀝青路面薄層的內聚力,瀝青集料內聚力越高,瀝青混合料的強度和抗變形能力也就提高,對于瀝青路面車轍的抵御能力也就越強。
2.3 瀝青混合料的級配。級配幾乎能影響瀝青混合料的所有性能,對高溫穩定性亦是如此。集料級配決定了礦料顆粒間嵌擠力的大小及混合料的密實程度,直接影響瀝青混合料的高溫穩定性。研究表明,在通常情況下,有合理密級配的瀝青混合料的高溫穩定性要優于間斷級配瀝青混合料(SMA除外)。形成骨架結構的級配受溫度影響較小,有較好的高溫抗車轍能力,而懸浮型結構抗車轍能力較差。
3 行車的影響
重載、超載交通的影響隨著超載率的增加,車輛換算系數明顯增加;使用初期計算標準軸次與設計壽命年限內累計標準軸次均明顯增加;使用壽命明顯降低,超載60%時,使用壽命為3.4年;超載100%時,使用壽命僅為1.4年。可見超載對路面使用壽命的影響極大。超載、重載情況下,當車輛軸載增加時,當量軸載作用次數不是按照比例增加,而是按照4.35次方的指數級增長。因此,當汽車超載時,其對路面的破壞并不是隨荷載線性增長而是呈指數級變化的。
4 瀝青路面溫度的影響
高溫是產生車轍的一個重要因素,溫度越高,瀝青混合料的勁度模量越低,抗車轍能力越小。據觀察,氣溫低于30℃一般不會有大的車轍;氣溫低于35℃,即路表溫度低于55℃的情況下,車轍能夠限制在幾毫米以內;而氣溫超過38℃時車轍就會很快增長;如果氣溫連續超過40℃,幾天就會使路面發生嚴重的車轍,并且發展很快。瀝青粘度隨著溫度的增加而降低。瀝青粘度的降低會使瀝青混合料抗變形能力減小,從而導致瀝青路面抗車轍性能的降低。
5 剪應力的影響
由力學分析可知,車輛荷載分為行車水平力和垂直力。在縱坡路段,水平力由車輛荷載水平分力、車輛慣性力、變速力等通過車輪傳遞給路面。在陡坡路段,車輛荷載水平分力較正常情況大得多,加上綜合超載車在爬坡時跳躍式前進的水平;沖擊力的影響,面層將承受更大的剪應力。
6 瀝青路面車轍的預防措施
根據瀝青路面車轍成因的分析,瀝青路面車轍預防應該做好如下工作:摻加抗車轍劑,降低成型瀝青路面的永久變形;加強集料質量的控制,采用合格的集料;采用改性瀝青或添加抗車轍劑提高瀝青結合料的高溫穩定性;選用抗車轍性能好的瀝青混凝土;嚴格控制瀝青路面施工的過程;對行車和環境等影響因素加強控制和預防。
7 結語
總而言之,瀝青路面車轍是常見的瀝青路面病害,特別在山區公路網絡、上坡區域和施工控制不嚴格路段有著更為嚴重的表現和影響,不但提高了行車的危險,而且縮短了瀝青路面的使用壽命,在降低公路建設經濟效益的同時,也降低了整體建設工作的社會效益。因此,需要在高度重視瀝青路面車轍的前提下,對瀝青路面車轍發生過程和產生原因展開研討,以對瀝青路面車轍形成機理的科學分析為切入點,形成瀝青路面施工過程中混合料配比、原材料選擇、施工技術運用的技術措施,在輔以環境干預和交通控制的手段,有效防治瀝青路面車轍這一典型病害,為公路事業發展開辟出技術、管理和質量的新方式。
參考文獻
[1] 韓學文.半剛性瀝青路面車轍的形成與發展分析[J].山西建筑, 2008(33).
0 前言
在瀝青混凝土路面的施工中由于各環節和各方面因素的影響,產生了早期破損和使用問題的隱患,不但給瀝青路面施工帶來技術上的問題,而且給整個路橋建設造成制約,是瀝青路面施工中的關鍵性問題。本文根據瀝青路面建設的總體經驗和具體實際,在分析影響瀝青路面施工質量主要因素的前提下,對瀝青路面施工中管理和技術環節展開了探討,提出了實際瀝青路面施工中應該注意的問題,以技術的角度防范瀝青路面問題。
1 影響瀝青路面質量的因素
(1)施工環境造成的影響。瀝青路面施工中,由于施工環境的現實,在路面的轉彎處和邊角處容易造成坡度過大和路面狹窄,形成了施工機械行走不便,機械性能發揮不良,進而影響施工的質量,容易造成路面起伏,產生坑洼和毛邊。
(2)施工技術執行不力。攤鋪施工技術是瀝青路面施工的關鍵環節,攤鋪機械行走的速度、碾壓的次數、震動的頻率和幅度等技術環節容易受到現實施工條件的制約,進而產生工藝不到位的問題,出現了因技術執行不力而造成瀝青路面質量問題。
(3)路基問題。路基是瀝青路面施工的關鍵環節和部位,因一些單位抱有僥幸和急功近利攤鋪的事項,沒有對路基施工予以重視,使路基整體強度和性能不足,產生反射裂縫,降低了瀝青路面施工質量。
2 瀝青路面施工中技術和管理的要點
(1)瀝青路面試驗的要點
首先,做好施工前的試驗工作,在瀝青混凝土攤鋪層開工之前,用每一種瀝青混合料攤鋪出長度不少于200米的一段試驗路,檢驗瀝青路面施工技術、施工材料和施工設備。其次,對瀝青路面施工應用混合料和機械設備的性能和缺陷進行調查和了解,確保瀝青路面施工的關鍵物質環節不出現問題。最后,做試鋪要認真取樣分析,把好質量關。
(2)確保原材料質量
原材料的質量是鋪好路面的基本條件,首先應從材料進場的檢驗、加工、結構抓起,照制度,狠落實,從顆粒形狀、尺寸、松軟質和黏附性等指標進行逐一檢察,保證集料質量合格。
(3)加強施工工藝的管理
規范施工工藝是瀝青路面施工中必須嚴格執行的關鍵,首先,建立健全高效的項目組織機構,使每個人的工作行為融合到整個施工中。第二熟悉國家現行的規范及公路施工工藝標準,弄懂各分項工程施工的方法。
(4)路面攤鋪技術
瀝青路面攤鋪環節中攤鋪機是關鍵,建議全套攤鋪設備盡量用相同品牌,同一型號;現場技術人員要懂得攤鋪機的主要性能,能準確操作和及時調整相應的程序。熱接縫施工時將已鋪混合料部分留下10~20cm寬暫不碾壓,作為后攤鋪部分的高程基準面,再最后作跨縫碾壓以消除縫跡。半幅施工時,應將縫邊緣清掃干凈,并涂灑少量粘層瀝青。碾壓時先在已壓實路面上行走,碾壓新鋪層10~15cm,然后壓實新鋪部分,再伸過已壓實路下封層施工。
3 瀝青路面施工應注意的問題
(1)瀝青路面基層的準備。瀝青路面基層施工前,應檢查確認下層的質量,當下層質量不符合要求,不得鋪筑瀝青面層。同時做好基礎的高程控制,確保基層的厚度和強度。
(2)瀝青路面的放養測量。沿路面中心線和四分之一路面寬度處設置樣樁,標出混合料松鋪厚度。當采用自動調平攤鋪機時,應放出引導攤鋪機運行走向和標高的控制基準線。
(3)瀝青路面接縫的施工。施工縫施工時采用梯隊作業的熱接縫方法,施工時應將先鋪的已鋪混合料留下10~20cm寬度暫時時不碾壓,作為后攤鋪部分的高程基準面。接縫施工中要精心操作,做好補壓夯至密實,達到密實、整齊地完成瀝青路面的接縫施工。
4 結語
路橋施工中瀝青路面質量的形成是一個復雜的過程和技術性工作,要從系統的觀點和出發,在認識到路橋施工中瀝青路面質量控制長期性、復雜性和艱巨性的基礎上,牢固樹立路橋施工中瀝青路面施工的技術觀和質量控制觀,時刻將技術環節放在首位,在加強路橋施工中瀝青路面建設管理的前提下,使整個路橋施工中瀝青路工程中的各重要環節,處于技術可控的范圍內,通過瀝青路面施工的總結經驗,不斷探索出瀝青路面施工方法和技巧,更好地實現為瀝青路面施工服務,為路橋施工質量的全面提高提供有效的保障,開辟出瀝青路面施工的新捷徑。瀝青路面施工技術是一個手段,是確保路橋施工質量的主要方式,我們應該站在更高的層次和角度上看待瀝青路面施工問題,形成一套以技術為核心,結合管理、激勵等措施和方法,整體提升路橋施工的水平,確保工程各項任務和目標的有效達成。
路面平整、噪音低、行程舒適、耐磨度高、施工迅速、養護簡便是瀝青路面的優點,當前瀝青路面已經成為高等級公路與市政道路的主要路面形式,并在道路施工中被普遍而深入地采用。由于瀝青路面的自身存在結構、材料、工藝上的不足和缺陷,導致瀝青路面會出現坑槽、松散、車轍和裂縫等病害,對公路運營、行車安全、經濟建設、社會穩定帶來各種危害,應該從瀝青路面施工的環節和重點出發,展開坑槽、松散、車轍和裂縫的等瀝青路面問題的歸類和劃分,形成瀝青路面中對關鍵要素和節點的控制,預防瀝青路面病害的發生,在大力提升瀝青路面質量的同時,確保瀝青路面施工企業社會信譽和效益的取得。
1 瀝青路面的常見病害
1.1 裂縫
瀝青路面裂縫根據產生原因和表現形狀可以分為:一是橫向裂縫,這種裂縫與路面中線垂直,弧線裂縫寬度上的寬窄不一,有的橫向裂縫的長度可貫穿整個路面寬度,有的貫穿半幅路面寬度,且裂縫表現出彎曲和放射的特點。二是縱向裂縫,這種裂縫與路面縱軸方向平行,這是由行車負載過大、超極限運營的結果,裂縫的形態隨地形的起伏而表現出寬度和長度上不一致的特點。三是網狀裂縫,這種裂縫的產生原因復雜,表現出來是裂縫縱橫交錯,將路面分割成多邊形,嚴重影響行車安全和通行能力。
1.2 車轍
車轍在高等級瀝青路面的出現較為普遍,產生車轍的原因主要有兩個,一是行車荷載過大且長時間反復荷載;二是氣候因素,地面溫度和氣溫過高使瀝青流動,在行車的狀態下,產生車轍。車轍產生后會隨著路面的進一步磨損而加劇,在路基和路面部位產生了沉降和壓實,在降雨的作用下會形成積水,進而出現掏空車轍的現象,最終導致影響行車安全,加速瀝青路面老化,縮短公路使用壽命等一系列問題。
1.3 松散
松散是瀝青路面因瀝青控制不良而導致的早期路面破壞,瀝青路面施工用的瀝青應該保障用量、溫度、穩定性、粘附力、自稠度等參數,要確保這些關鍵參數在合理的區域,如果瀝青用量不足、溫度過低、穩定性不佳、粘附力不強、自稠度不足等問題的出現,將會引發瀝青與礦料間結合度出現不足,進而在施工后就形成料粒的松動和脫落,進而產生瀝青路面的松散。
1.4 坑槽
坑槽這一瀝青路面病害是最為嚴重的種類之一,不僅構成了對瀝青路面的外觀影響,更會對瀝青路面的通行安全性和行車舒適性形成下降,并且坑槽會加速瀝青路面的破壞,進而導致整個道路出現結構性損壞,嚴重減損了瀝青路面的壽命。坑槽的產生原因十分復雜,施工技術、運營管理、養護工作、認為因素都會產生坑槽問題。
2 瀝青路面常見病害的施工防治
2.1 裂縫的施工防治
一是,對于橫向裂縫,應該從施工組織方面入手,通過科學地組織、控制好環境和氣候因素,選用適當的瀝青類型,在做好壓縫接縫的基礎上,控制瀝青路面的橫向裂縫。二是,對于縱向裂縫,應該控制好路基填料質量,在充分壓實后在進行瀝青路面的鋪筑,要盡量采用全幅一次性攤鋪,同時要注意對松鋪系數的控制。三是,對于網狀裂縫,應該從瀝青混合料拌制、半剛性基層施工入手,在控制瀝青路面層厚度,實現瀝青路面層防水施工的基礎上,預防網狀裂縫的產生和發展。
2.2 車轍的施工防治
一是,瀝青混凝土原材料盡量采用堅硬、粗糙、形狀接近立方體、棱角性好、與瀝青粘附性強的潔凈粗、細集料。在原材料進場時,要按規定中的質量要求進行檢驗,決不能將不合格的原材料用來配制瀝青混凝土。二是,選擇合適適宜的瀝青材料,是避免或減輕以上質量病害的重要預防措施。在選擇瀝青材料時,應當特別注意瀝青品種、瀝青級別、針入度、延度、溶解度、黏度、蒸發殘留量和瀝青用量等,一般應選用溫度穩定性好的道路石油瀝青或改性瀝青,瀝青的用量應通過實驗確定,并要嚴格控制其摻量。三是,控制瀝青混凝土的生產配和比,加強鋪筑后的施工碾壓,使成型后的瀝青路面符合壓實度和平整度的要求。四是,在瀝青路面壓實度達到施工規范要求后,要加強對開放交通后的公路管理,嚴格控制超載車輛和剛性車輪車輛上路。
2.3 松散的施工預防
一是,增強瀝青混合料的粘結強度,采用高粘度的改性瀝青或是添加抗剝落劑可以提高集料與瀝青的粘附性,減少松散顯現發生。二是,做好級配設計,好的級配不易離析,且容易碾壓密實,也骨架結構好,抗變形能力好。三是,加強施工質量的控制,盡量減少路面離析,離析是造成路面局部松散和泛油的重要的直接原因。
2.4 坑槽的施工預防
一是,加強加大路面日常巡查、稽查力度,建立和健全巡、稽查養護管理辦法;加強路面施工質量,建立和健全質量保證體系,保證路基強度、穩定性和路面結構層粘結性、密實性;防止因路面破損和養護操作污染沿線環境,協調好路管局有關單位,杜絕超限、超載車輛,保持路域環境的清潔,確保行車安全。
3 結語
綜上所述,瀝青路面常見病害的種類有很多,產生的因素也復雜多樣,我們只有在不斷加強相關研究和總結的基礎上,探尋瀝青路面常見病害發生的機理,以瀝青路面的施工為切入點進行預防,進而達到瀝青路面的剛度、強度和穩定性、耐久性,使瀝青路面更于適應行車安全和交通需求,在提升瀝青路面施工企業經濟效益的同時,增長社會和公路建設的整體效益。
參考文獻
[1] 寧克.瀝青混凝土路面病害原因及分析[J].科技致富向導,2011(23).
[2] 李秀榮.水泥混凝土路面病害分析及防治[J].黑龍江科技信息,2012 (01).
瀝青路面普遍存在早期損壞現象,其使用年限低于設計使用年限,常常會出現沉陷車轍、裂縫以及表面功能損壞等質量通病。導致這些問題的原因與路面設計、實際施工以及后期維護等諸多因素有關,其中路面設用瀝青路面設計方法進行分析計是導致這些問題的源頭,良好的設計方法可有效減少這些問題產生。
1.設計指標的基本概念和分類
1.1路表彎沉指標
路表彎沉值與路基/路面的設計強度有直接的關系,計算彎沉值越小,則強度越高。可以了解原有公路的路況,又可以檢測以檢驗路基/路面的施工是否達到設計強度要求。所以我國歷版瀝青路面設計規范均以路表彎沉作為主要設計指標。
1.2瀝青疲勞當量溫度指標
我國瀝青混合料疲勞性能的試驗溫度規范為15攝氏度,但考慮到我國地域遼闊,氣溫差異,同一個標準不可能全適用于各地區。根據路面彈性力學層狀理論, 將控制應力與應變力兩種疲勞加載模式進行分析,篩選出合適于路面實際疲勞狀況的加載模式.對于影響瀝青路面疲勞壽命的因素進行歸納和總結,最后根據Miner法則得出瀝青路面疲勞當量溫度。
1.3面層底面拉應力指標
造成路面破損主要原因就是混合料的拉應力,所以當設計標準為疲勞開裂,要求路面材料的容許拉應力小于瀝青層層底彎拉應力,面層底面拉應力指標是控制瀝青面層底不產生裂縫的重要指標。為了防止瀝青混合料面層和整體性材料基層的疲勞開裂,采用了瀝青混凝土面層和整體性材料基層(即半剛性基層)底面的容許拉應力σR作為驗算指標,此值應不小于路面中相應結構層底面實際可能產生的最大拉應力。Σm即σmQσR[4]。
1.4面層剪應力指標
面層剪應力指標對路面在反復荷載作用下出現的車轍問題,應控制設計角度。車轍的產生與剪應力作用有關,所以加鋪層設計時需考慮剪應力的作用。
2.路面設計的具體步驟
2.1確認設計指標的選擇方向
指標要求歸結為兩個方面:首先,設計指標的選擇要具有合理性。為了使路面結構層整體達到一定的強度和穩定性,需根據瀝青路面的主要損壞的類型和特征,按照土基的條件、高速公路的使用品質、工程造價、自然因素.建路的材料等進行綜合考慮,選擇合適的設計指標[1]。其次,設計指標要注重多樣化且要相互協調。由于高速瀝青路是多層次的層狀結構,所以它的損壞類型各式各樣,選擇的設計指標應該為各類指標并存,且不同的指標都應分別控制一項(或幾項)損壞類型,各項指標的標準之間應相互協調,不能沖突。
2.2確定原料的類別,做好充足備料準備
瀝青路面的原材料主要有:粗集料、細集料、礦粉、瀝青。瀝青下面層采用70號A級瀝青瀝青。中面層、上面層采用70號A級瀝青為基質瀝青的改性瀝青。為有效的控制瀝青質量,采用針入度分級體系和性能分級的兩套指標。對S14即3~5mm規格的粗集料,針片狀顆粒含量可不予要求,
材料負責人應對自采料場的生產能力進行有效評估,并按照約定工期,并考慮天氣、設備檢修和用電等因素,計算最終的產量,是否滿足現場需要。
2.3落實高速公路瀝青路面配合比設計
提高其含石量,以增大內摩擦角,提高抵抗變形的能力,同時,由于集料級配良好,瀝青混合料將獲得更大的密度。在設計配合比時應充分考慮影響油石比的因素,當然過量的瀝青對于路面也是有害的,瀝青的最佳用量應滿足經過高溫季節行車碾壓后路面剩余空隙率的要求。
2.4選擇瀝青路面面層設計
綜合考慮滿足耐久性、抗車轍性、抗裂、抗水損害、抗滑性能等多方面的要求,在施工方法和機械、工程造價等實際條件下進行選擇;采用雙層或三層式結構,至少有一層為 I 型密級配瀝青混合料;多雨潮濕的地區宜應用抗滑表層混合料;集料最大粒徑應從上至下逐漸增大,中粒式和細粒式瀝青混合料用于上層,粗粒式只能用于中下層;上面層瀝青混合料的集料最大粒徑不宜超過層厚的 1/2,中、下面層及聯結層的集料最大粒徑不宜超過層厚的 2/3。
3瀝青路面層結構加固設計的重點
3.1基坑處理
公路結構大體分為上部、中部、底部等三個層面,而基坑是瀝青路面的最底層結構,也是承受水流沖擊力的重點位置。水利施工初期,要對基坑實施綜合性的加固處理。如:設計人員可按照基坑面積的大小,設計鋼筋加固、坡面加固等形式,改善基坑的抗病害能力。設計人員應按照瀝青路面層的結構狀況,合理編制基坑處理方案。
3.2路面支護
設計支護結構是防范或處理公路病害的最佳方式。首先,對未發生病害的路段設置支護結構,可增強其抵抗病害的能力;若瀝青路面已經出現滲漏病害,施工單位需及時安排技術人員修補處理,以免滲漏問題進一步擴大。設計人員根據材料體滲漏的程度,制定結構加固方案。小范圍滲漏可用土工膜材料攤鋪,大范圍滲漏要利用鋼筋混凝土整體加固支撐。
3.3材料配制
瀝青材料與混凝土材料混合使用,其配制工藝的科學性決定了后期材料使用的性能。因此,優化設計混合料的調配方案也是很關鍵的。施工單位設計混合料的配合比時要考慮路面層的“抗病害”要求,除了對水泥、砂石、水等基本要素加以控制外,可適當添加化學試劑增強材料性能。抽樣檢測瀝青混凝土材料的性能,符合要求后再正式運用于路面施工。
4路面層設計需注意的其它問題
除了對公路瀝青路面層的主體結構進行優化設計外,還需考慮結構之間的配合問題。如:公路瀝青道路的排水系統、路面層的攤鋪厚度等,這些方面經過優化設計后可顯著改善瀝青路面的耐久性。結合長期積累的設計經驗,筆者總結了瀝青路面層優化設計中需要注意的其它內容。
4.1排水系統
給排水系統的功能是及時調配路面聚集的水分,以免積水時間過長浸入路面層。設計排水系統的具體方法:一是吸水,為防止下雨時期路面水量聚集過多,在瀝青道路的土層結構里鋪設過濾層及吸水管道;二是排水,排水管道的設計要防止阻塞現象,應盡量布置大管徑的水管,保持路面排水暢通無阻。
4.2層面厚度
瀝青道路各層面之間的厚度大小需嚴格控制,設計人員要掌握公路所處區域的地質環境,確定層面厚度的尺寸大小。正常情況下,層面厚度最基本的要求是達到實用性、耐久性、抗災性等要求,可參照這些要求適當調整路面層的構造。如:公路瀝青道路的基層、底基層的厚度標準分別為15 cm、20 cm,也可適當擴大層面的尺寸。
結束語
要修建好瀝青路面須加大對公路瀝青路面的技術指導力度,嚴格按照我國公路的設計和施工標準,加大對瀝青路面設計與施工的質量監督力度,以確保工程質量,從而實現快速優質地建成瀝青路面。
中圖分類號:U416 文獻標識碼: A
瀝青路面相對于傳統的混凝土路面的價格要高,但是從長期的使用效益和維護成本等方面考慮,瀝青路面具有較大的優勢,首先瀝青路面對車胎的磨損小,能夠提高車子的抓地力;另外,瀝青路面具有較好的物理性能,抗壓、耐拉伸、堅實;最后瀝青路面便于維護,可以重建。在公路建設中得到廣泛的應用。
1 瀝青路面施工中的主要影響因素
瀝青路面施工技術較為復雜,受到的影響因素也較多,主要分為資源因素、外部環境因素以及公路自身的建設要求因素。
1.1 各種資源對施工技術的影響
首先,人力資源。建造活動中的主導因素為人,人力資源不僅能夠對工程產生積極影響,還能夠導致負面問題。在瀝青路面施工中,人力資源的專業素質和水平直接關系著施工技術的水平,同時對整個公路工程的建設質量也產生著至為關鍵的影響。另外,目前眾多公路施工中,由于技術人員和操作人員缺乏責任心、作業不規范導致了諸多質量問題,嚴重影響施工的順利進行。
其次,物力資源。瀝青路面施工中會需要大量的原材料,瀝青路面的主要構成就包括瀝青、石料以及礦粉等;這些物力資源的質量對施工技術的有效應用以及公路質量產生著重要的影響。例如,瀝青的質量高低表現在粘合度、凝結時間等因素上,繼而影響到攤鋪、碾壓技術環節的實施和效果。
另外,機械設備。隨著科學技術的進步和發展,施工行業的機械化水平日益提升,在瀝青路面施工中往往會涉及各種機械設備,例如,攤鋪機、布料器、鋸縫機、壓路機以及工程所需供電、供水設備等,機械設備的應用極大的提高了施工的效率和水平。尤其是對于公路施工,工作強度和難度比較大,對機械的作業性能和水平要求比較高。在瀝青路面施工中提高機械設備的工作性能對于施工技術水平的提升具有重要的影響。
1.2 外部環境對施工技術的影響
外部環境主要是指自然環境對施工技術的影響,其包括兩個方面的內容:第一,季節和溫度的變化。瀝青路面鋪設時對溫度的要求比較高,只有在適宜的溫度下才能夠更好的進行凝結和壓實,從而提高瀝青路面的使用性能和質量。季節變化和溫度高低,都會直接對物料的溫度產生影響,無論過高或者是過低都會需要另外采取相應的控制措施,加大施工難度。第二,地理環境的影響。瀝青路面的鋪設是以地表面為基礎的,公路工程的地理環境和地質條件會對瀝青鋪設厚度、碾壓強度等產生影響。
1.3 公路自身要求對施工技術的影響
瀝青路面的厚度和寬度也會對施工技術產生影響,瀝青的溫度影響著壓實的效果,溫度高則意味著壓實的密度較大,溫度較低則會減低壓實效果。另外,路面的寬度影響攤鋪的面積、碾壓的時間,進而影響工程的進度。在實際施工中,經常會根據瀝青路面的寬度來制定物料運輸、機械設備以及碾壓次數等,以制定較為科學合理的工程施工計劃,提高瀝青路面的施工效率和質量。
2 公路施工中瀝青路面的施工技術要點
公路瀝青路面的施工流程主要包括測量放樣,清掃路面底基層,對混合料進行拌和、運輸、攤鋪、碾壓,然后對路面的接縫進行處理,最后驗收完畢,開放交通。下面對瀝青路面施工主要技術要點進行總結和分析。
2.1 瀝青路面底基層的處理
底基層指的是路基和路面之間的接觸層,底基層的強度和平整度直接關系著路面的強度和平整度。在對其進行處理之前,要事先對其進行清理和檢查,避免人為因素或者是天氣原因對底基層造成損害。
2.2 瀝青混合料的處理
對瀝青的混合料進行處理時,首先要進行配比。按照混合料的性質將其進行分類和分別放置,注重化驗結果,優化現場實驗室的化驗,禁止使用化驗不合格的材料,最后按照科學合理的比例對混合料進行攪拌。在攪拌中注意溫度的控制,在保證混合料均勻性的同時,將加熱溫度控制在150°C~170°C之間。對于集料的加熱溫度比瀝青混合料的溫度稍高一點,要控制在160°C~180°C之間,混合料出廠時的溫度要在140°C~160°C。當混合料運至施工現場時保證溫度在120°C~150°C。溫度的適宜才能保證和提高混合料鋪設和碾壓的效果。對于溫度過高的混合料要進行廢棄處理。混合料攪拌完畢進行運輸的過程中,仍然要注重保持混合料的溫度和均勻性,避免在運輸的過程中出現因為天氣或者外界因素而致其污染或者是無法使用情況。
2.3 瀝青混合料的攤鋪
公路施工中要借助瀝青攤鋪機對瀝青混合料進行攤鋪并且熱拌,考慮到公路的路面一般都比較寬,所以在攤鋪中一般會選擇兩臺瀝青攤鋪機,保證攤鋪寬度度在6~7.5米,攤鋪機前后也要保持10~20米的距離,以防止離析現象的發生。
在對瀝青混合料進行攤鋪之前要對熨平板進行清理和檢查,首先對其溫度以及橫坡度進行調整,熨平板的溫度保持在100°C以上,使其與混合料的溫度接近。然后在攤鋪時對熨平板的高度和寬度進行檢查,混合料車需要在攤鋪機10~30厘米處,將料車掛空擋等候后攤鋪機緩慢前進進行卸料。這樣可以避免料車與攤鋪機相撞造成路面不平整問題的產生。同時,在攤鋪機供料時要保持穩定與均衡,防止離析現象的發生。在攤鋪中也要保持速度的緩慢、均勻且連續,禁止隨意變換速度或者是中途停頓,并對前后左右的情況和變化進行實時的關注。瀝青混合料的攤鋪速度過快,就容易導致一些較大的粗顆粒向前滑動,從而留下小空洞或者是凸起,影響公路的密實度與平整度。
2.4 瀝青混合料的碾壓
對瀝青混合料進行攤鋪后,接下來的環節便是碾壓,通過壓實來提高公路路面的強度和穩定性,提高使用性能。碾壓的溫度與碾壓的厚度關系著碾壓的最終質量,關系著整個路面的使用性能。碾壓的溫度是否適宜直接關系著壓實的效果,一般初次碾壓的溫度要高于110°C,如果溫度較高可以減少碾壓的次數,從而保證碾壓的質量;如果溫度較低,則需要增加碾壓的次數,在碾壓中注意消除輪跡,盡量防止和避免路面不平整的情況發生。在碾壓中最好將溫度保持在較為適宜的溫度范圍內,以提高路面的質量。碾壓的厚度關系著碾壓的密實度,一般而言較大的厚度產生的壓實效果比較好,而較薄的厚度會受到混合料自身溫度降低過快的影響,難以達到良好的碾壓效果。
2.5 瀝青路面的壓實與接縫
做好路面的接縫處理工作,不僅能夠提高公路的壓實度,提高路面的耐久性,還能夠提升瀝青路面的使用性能,延長使用壽命。接縫施工可以分為縱向施工縫和橫向施工縫。縱向施工縫是指的選擇兩臺攤鋪機進行作業,以梯隊聯合攤鋪的方式進行的接縫方式。縱向接縫的過程中,前部不需要進行壓實處理,而是給后攤部留有高程基準面,等后攤部分完成之后再進行碾壓。橫向施工縫就是指平接縫的處理方式。用直尺對攤鋪段端部的平整度進行檢測,如果不符合要求就用鋸縫機進行切割和鏟除。在攤鋪前,需要清除接縫時產生的粉塵。攤鋪時,用鋼筒式壓力機進行橫向壓實,實現跨縫從先鋪路面向新鋪路面的轉移。
3 總結
瀝青路面具有良好的耐久性、防滲性以及堅實性,在公路建設中被廣泛應用。但是瀝青路面施工技術較為復雜,在施工中容易出現各種問題,因此在施工中要提高施工技術,加強質量控制,提高公路的使用性能和壽命,從而產生良好的經濟效益和社會效益。
【參考文獻】
摘要:道路建設作為我國經濟發展的重要組成部分,對我國經濟發展和人民生活水平的提升有著不可替代的作用。隨著人口和車輛的不斷增加,我國道路的使用性能大大降低,出現了許多問題。因此,不斷加強瀝青路面施工技術更新具有十分重要的意義。本文鑒于瀝青路面的廣泛性,結合瀝青路面施工的實例,細致闡釋了瀝青路面施工中的質量控制與技術分析,同時提出瀝青路面的標準施工方法與施工要點,進而為瀝青路面質量的提升提供重要前提。
關鍵詞:瀝青路面;施工;技術
一、關于瀝青路面的基本理論概述
路面工程是道路建設中的一個重要組成部分。路面的好壞直接影響行車速度,營運費用、行車安全和舒適,同時又是道路投資的一個重要組成部分。合理地進行路面測量設計、施工和養護,對保證工程質量,降低工程造價和行車營運費用,保證行車安全,延長道路使用年限,都具有重要意義。
瀝青路面是用礦料和少量瀝青或渣油修成的一種高級或次高級路面,它能大大提高運輸效率和降低運輸成本,并且改善了旅途條件,減少路旁農作物蒙塵損失。目前全國鋪有各類瀝青路面的道路已占總道路里程一定比例。隨著石油工業不斷發展,瀝青產量的增加,瀝青在路面建設方面的應用是有廣闊的前途的。但由于瀝青路面易磨成光滑面,影響行車安全,交叉路口,停車站、轉彎處又易產生波浪,加以我國瀝青材料含蠟量大,熱穩定性與低溫抗裂性能也比較差,所以除從瀝青材料性能方面繼續研究改進外,怎樣更合理地做好瀝青路面的施工、養護及改善,實現瀝青路面現代化,是我們道路工作者當前的一項迫切任務。
二、瀝青路面應具備的基本特征
瀝青路面通常用于鋪筑路面的面層,它直接受車輛荷載作用和大氣因素的影響,同時瀝青混合料的物理、力學性質受氣候因素與時間因素影響較大,因此為了能使路面給車輛提供穩定、耐久的服務。必須要求瀝青路面具有以下幾個重要的特征:
1.瀝青路面具有高溫穩定性。
高溫穩定性即瀝青路面抵抗流動變形的能力。由于瀝青路面的強度與剛度隨溫度升高而顯著下降,為了能夠更好地保證瀝青路面在高溫季節行車荷載反復作用下不致產生諸如波浪、推移、車轍、擁包等病害,瀝青路面應具有良好的高溫穩定性。
2.瀝青路面具有低溫抗裂性。
低溫抗裂性指的是瀝青路面抵抗低溫收縮裂縫的能力。由于瀝青路面隨溫度下降,勁度增大,變膨能力降低。在外界荷載作用下,使得―部分應力來不及松弛,應力逐漸累積下來,這些累計應力超過材料抗拉強度時即發生開裂,從而會導致路面的破壞,所以瀝青路面在低溫時應具有較低勁度和較大的抗變形能力來滿足低溫抗裂性能。
3.瀝青路面具有水穩定性。
水穩定性指的是瀝青路面抵抗受水的侵蝕逐漸產生瀝青膜剝離、掉粒、松散、坑槽而破壞的能力。這是由于水分的存在一方面降低了瀝青本身的粘結力,同時也破壞了瀝青路面中瀝青與礦料間的粘聚力,從而加速了剝落現象發生,造成了道路的水損害。所以說,瀝青路面一定要具有水穩定性,這樣才能夠保證路面的耐用。
4.瀝青路面要具有耐疲勞性。
耐疲勞性指的是瀝青路面在反復荷載作用下抵抗破壞的能力。它是由于瀝青路面在使用期間經受車輪荷載的反復作用,長期處于應力應變交迭變化狀態,致使路面結構強度逐漸下降。當荷載重復作用超過一定次數以后,在荷載作用下路面內產生的應力就會超過強度下降后的結構抗力,使路面出現裂紋,產生疲勞斷裂破壞,所以,瀝青路面應該具有耐疲勞性。
三、瀝青路面施工的技術分析
1.瀝青路面施工前的準備。
首先是瀝青施工原材料的選用。第一,瀝青材料的選用。在道路施工過程中,瀝青材料的選用一定要根據道路所在地區的地形、氣候、人口數量等因素,綜合各種因素選用合適的瀝青材料;第二,粗集料的選用。在道路瀝青路面施工的過程中,粗集料的選用應該嚴格按照《城鎮道路工程施工與質量驗收規范》(JTGF40-2004)的相關規定進行選取。在選取粗集料的時候一定要保證材料的清潔、干凈、干燥,保證材料具有更大的強度和抗磨損能力;第三,細集料的選用。瀝青細集料的選取一定要嚴格按照《城鎮道路工程施工與質量驗收規范》(CJJ1―2008)的相關規定,保證材料的干凈、無雜質;第四,瀝青路面填料的選用。在填料的選用中要把石灰巖的礦粉作為首選,在利用之前應該取出里面的泥土雜質清除,保證干凈。
2.瀝青混合料匹配與攪拌的技術分析。
在瀝青路面施工過程中,瀝青混合材料的重要性能主要包括:水穩定性、抗疲勞性、高溫穩定性和耐久性。在瀝青混合料的配比中,為了能夠增加瀝青的高溫穩定性,就要增加集料的顆粒,減少油的使用量,但是顆粒大了容易造成路面出現裂縫的現象,耐久性差;要進一步克服裂縫的問題,就必須使用用量較多、針入度比較大的瀝青加之比較細的混合料,但是同時在高溫時節也會出現車轍問題;為了保證瀝青路面的粗糙程度,要采用抗滑性能比較好的瀝青;為了保證瀝青路面的耐久性,還要根據路面施工地區的氣候、溫度、地形等情況來確定瀝青的配合比例。
在熱拌瀝青混合料的配比過程中一般包括三個主要方面:目標配合比設計、生產配合比設計以及生產配合比驗證。在熱拌瀝青混合料的過程中一定要選取和技術規范相符合的材料,充分利用以往道路施工的經驗,通過相應的配合比例設計出瀝青混合料的用量和材料品種,保證混合料的配比質量。同時,配合比設計的每個階段都要進行馬歇爾試驗,根據《公路瀝青路面施工技術規范》的相應規范進行比例設定,在設定過程中,對每臺瀝青混合料拌和機,都要嚴格按目標配合比設計、生產配合比設計和試拌試鋪配合比調整等三個階段做好瀝青混合料配合比的設計工作。
在瀝青混合料攪拌的工序中,要注意以下幾點:首先,要選擇適宜的攪拌場地,一般都是在拌和場進行攪拌;其次,在瀝青混合料的配比中,要根據室內的配合比例進行攪拌,保證瀝青用量、攪拌時間以及加熱溫度的適合,從而確保瀝青混合料的質量;再次,在瀝青混合料攪拌的過程中,一定要根據配料單進料進行攪拌,保證瀝青以及各種材料的加熱溫度,保證攪拌的均勻度,防止花白、成塊、粗細分離問題的出現;第四,在攪拌工作完成之后,相關技術人員一定要抽樣做瀝青混合料、礦料級配組成的瀝青用量試驗,如果發現瀝青混合料與要求不相符合,那么應該及時進行調整,保證混合料的正常使用。
3.瀝青路面混合料組成設計。
首先是實驗室配合比的有關設計。第一,優化礦質混合料的配合組成設計。在瀝青路面施工中,對礦質混合料配合進行相關設計,主要是為了能夠選配一個具有足夠密實度和內摩阻力的礦質混合料,然后采用級配理論,通過數據分析得出需要的礦質混合料的級配范圍。為了應用已有的研究成果和實踐經驗,通常是采用規范推薦的礦質混合料級配范圍來確定;第二,確定出瀝青混合料的使用量。如果想得出精確的瀝青混合料使用量,可以通過計算得出。通常情況下有兩個基本的方法:馬歇爾法和維姆法。我國目前還是采用(JTJ032-94)規定的技術方法,這是在對生產實踐和研究成果經驗進行總結的結果。
其次,進行瀝青生產配合比設計。在目標配合比確定之后。應利用實際砸工的拌和機進行試拌以確定施工配合比。在試驗前,首先應該根據相關情況選擇振動篩篩號,從而能夠使得幾個熱料倉的材料不會差別太大。比例最大篩孔要確保排出超粒徑料,從而能夠使最大粒徑篩孔通過量符合設計的基本要求。在試驗的過程中,相關人員要按試驗室配合比設計的冷料比例,進而進行篩選,選擇出與試驗室配合比設計一樣進行礦料級配計算,從而得出最佳油石比,供試拌試鋪使用。
4.瀝青混合料進行攤鋪的技術分析。
瀝青混合料配比攪拌之后,下一道工序就是進行瀝青混合料的攤鋪工作。在這個環節中,要注意以下幾個重要的方面:首先,在進行路面瀝青攤鋪之前,一定要清除路面基層上的雜物,保證路面基層的干燥、干凈。同時,要保證基層路面密實度、厚度的合理性,為瀝青攤鋪工作奠定重要的前提基礎。在基本路面的整理中,要及時休整基層路面存在的坑槽、松散等問題;其次,進行粘層、透層瀝青的澆灑工作。在施工過程中,為了能夠更好地保證基層和面層粘結好,在面層鋪筑工作的5-8個小時之前,要用1.0-1.2kg/m2的瀝青量對基層表面進行澆注,這樣就有利于面層和基層的相互粘合。如果路面的基層是水泥混凝土路面或者是陳舊的瀝青路面,為了保證面層和基層的粘合,要在舊路面上噴灑一層粘度比較大的瀝青;第三個步驟是攤鋪瀝青混合料。在瀝青混合料的攤鋪過程中,瀝青混合料攤鋪機攤鋪的過程是自動傾卸汽車將瀝青混合料卸到攤鋪機料斗后,然后根據瀝青路面的基本情況,通過鏈式傳送器將混合料往后傳到螺旋攤鋪器,隨著攤鋪機不斷往前移動,螺旋攤鋪器即在攤鋪帶寬度上均勻地攤鋪混合料,瀝青混合料攤鋪之后,然后用振搗器進行振動擠壓,最后通過熨平板整平。
5.瀝青混合料壓實環節的技術分析。
瀝青混合料進行攤鋪工序之后,就進入了壓實環節。瀝青混合料的壓實是瀝青路面施工的重要方面,是非常重要的一道工序,在路面壓實的過程中,一定要配備充足的大噸位的壓實設備,盡量選用當前最為先進的雙輪振動壓路機。
瀝青路面的壓實環節一般包括以下幾個方面:路面的初壓、路面的復壓以及路面的終壓。首先,路面的初壓。初壓是路面壓實的首要環節,本環節一般是在混合料攤鋪之后直接進行的,此時的溫度較高,一般先采用振搗器進行振動擠壓,振動之后關閉振動裝置,進行慢慢的碾壓2-3遍,初壓環節的溫度一般保持在110―140攝氏度之間。所以說,只要噸位比較小的壓實設備就能夠起到很好的效果。一般情況下,采用6―8噸位的雙鋼輪壓路機就可以。在碾壓的過程中,驅動輪要勻速前進,后退的時候要按照前進時候的碾引移動。在瀝青路面進行初壓的時候,初壓后要有相關的技術人員對路面的平整度、路拱進行檢查,一旦發現問題要立刻糾正。如果在路面碾壓過程中出現推移現象,這個時候可以等到溫度變低之后再進行碾壓,如出現橫向裂紋,應檢查原因并及時采取糾正措施。其次,路面的復壓。路面的復壓是壓實環節的重要階段,通過復壓主要是保證瀝青混料的穩定成型,所以說,復壓環節一般是在高溫下并緊跟初壓工序之后進行的。通常情況下,路面的復壓環節溫度應該保持在120―130攝氏度。一般是通過雙輪振動壓路機進行路面的碾壓,在碾壓方式上可以采用與初壓相同的方法,碾壓的次數應該在6次以上,只有這樣才能夠保證路面的穩固和結實;再次,瀝青路面終壓。終壓是消除輪跡、缺陷和保證面層有較好平整度的最后一步。由于終壓要消除復壓過程中面層遺留的不平整,又要保證路面的平整度,因此,瀝青混合料也需要在較高但又不能過高的碾壓溫度下結束碾壓。終壓結束時的溫度應該大于90攝氏度。在路面終壓的環節里,終壓常使用靜力雙輪壓路機并應緊接在復壓后進行,碾壓遍數為 2 ~3 遍。通過路面初壓、復壓、終壓三個方面的相互結合,進而保證瀝青路面的光滑、穩定和厚實,提高了瀝青路面的整體質量。
四、總結
隨著人口和車輛的不斷增加,我國道路的使用性能大大降低,出現了許多問題。因此,不斷加強瀝青路面施工技術更新具有十分重要的意義。瀝青路面施工控制是一個系統的工程,要想更好地保證瀝青路面的穩定性,必須從多個角度加強瀝青路面施工的技術分析,不斷優化瀝青路面施工技術。在瀝青路面施工過程中,從瀝青原材料的選用、瀝青混凝土配合比、瀝青混凝土攤鋪、瀝青混凝土壓實等方面都要注意,不斷重視各個環節的技術分析,把握好影響質量的因素,對影響質量因素進行控制,才能建造出質量優良的瀝青混凝土路面工程,才能使社會效益和社會質量得到保證。
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中圖分類號:TF526 文獻標識碼: A
瀝青路面以其行車舒適、噪音小、揚塵少、維修方便等優點被廣為應用, 但裂縫是瀝青路面的常見病害, 裂縫的出現不僅使瀝青路面的品質下降, 而且帶來路面病害的惡性循環。瀝青路面的開裂表現形式是多種多樣的,主要有橫向、縱向、網狀和反射裂縫。下面我單從施工角度對瀝青路面裂縫產生的原因及預防措施進行分析探討,希望對提高瀝青路面施工質量有一定的借鑒及參考價值。
1、路面出現裂縫的原因分析
(1)、施工冷接縫未處理好,接縫不緊密,結合不好。
(2)、瀝青和瀝青結合料的性質是影響瀝青路面溫度開裂的最主要原因,瀝青混合料的低溫勁度是決定瀝青路面是否開裂的最根本因素,瀝青勁度又是決定瀝青混合料勁度的關鍵。在瀝青性能指標中,影響更大的是溫度敏感性,溫度敏感性大的瀝青更容易開裂。
(3)、各個結構層層間粘結力差,在行車荷載作用下產生推移導致開裂。
(4)、半剛性基層產生的反射裂縫。
(5)、拌和機除塵設備未定期更換,粉塵含量超標,后期氣候溫差過大形成路面開裂。
(6)、極端最低溫度、降溫速率、低溫持續時間、升降溫循環數次數是氣候條件影響瀝青路面溫縮裂縫的四大要素。
(7)、橋梁、涵洞兩側路基臺填土沉降,導致跳車,形成裂縫。
(8)、高填方、填挖交界處路基不均勻沉降。
(9)、行車荷載的作用而產生的結構性破壞裂縫。在車輪荷載的作用下,當路面結構層底部產生的拉應力大于其材料的抗拉強度時,產生的開裂。
(10)、施工現場攤鋪溫度及機械組合不當,溫度下降過快,碾壓過程中,機械未壓實到位,導致壓實不足,滲水過大等原因造成后期裂縫產生。
2、瀝青路面產生裂縫采取的預防措施
(1)、合理組織施工,攤鋪作業應連續進行,盡量減少冷接縫。冷接縫的處理應先將路面端部切割整齊,清除碎屑,預熱使其接縫軟化,產出加熱料,涂刷改性乳化瀝青,再攤鋪新的混合料,機械應及時碾壓。
(2)、充分壓實橫向接縫。碾壓時,壓路機再已壓實的橫幅上,鋼輪伸入新鋪層15cm左右,每壓一遍向新鋪層移動15cm-20cm,直到壓路機全部在新鋪層為止,,再改為縱向碾壓。
(3)、根據JTG F40-2004公路瀝青路面施工技術規范要求,按該地區氣候條件和道路等級選取適用的瀝青類型。以減少或消除瀝青面層溫度收縮裂縫,采用優質瀝青更有效。
(4)、橋涵兩側填土充分壓實或進行加固處理;沉降嚴重地段,事前應進行軟土地基處理和合理的路基施工組織。
(5)、瀝青路面攤鋪前,對下臥層需要認真檢查,及時清除泥灰,處理好軟弱層,保證下臥層穩定,并宜噴撒0.3kg/m2-0.6kg/m2粘層瀝青。
(6)、原材料質量和混合料質量嚴格按JTG F40-2004公路瀝青路面施工技術規范規范進行選定、拌合和施工。
(7)、拌和機設備零部件及攤鋪機設備零部件達不到要求及時更換,保證混合料及攤鋪質量。
(8)、控制半剛性基層反射裂縫
A、 基層混合料應在接近最佳含水量的狀態下碾壓,要防止碾壓時含水量過小,壓實度和強度不足造成強度裂縫。
B、對分段施工的基層,在碾壓時,應預留3m-5m混合料暫緩碾壓,待下段混合料攤鋪后一起碾壓,以利于銜接。對于分層碾壓的基層,上下層的接頭應錯開3m-5m,已減少出現裂縫的機會。
C、合理選擇混合料的配比,控制細料數量;重視結構層的養護,并及早鋪筑上層或進行封層以利于減少裂縫。
3、瀝青路面裂縫處理
(1)、一經發現裂縫后應立即修補以免水通過縫滲透到基層,造成基層破壞而影響面層。對于較小的橫向裂縫和縱向裂縫,縫寬在6mm以內,宜將縫隙刷掃干凈,并用壓縮空氣吹去塵土后,可用灌入熱瀝青或乳化瀝青材料加以封閉處理;縫寬大于6mm的,將裂縫內雜質處理干凈后,用瀝青砂或細粒式瀝青混凝土填充、搗實,并用烙鐵封口,撒砂,掃勻;也可以采用乳化瀝青混合料填封。
(2)、輕微龜裂可采用刷油法處治,或進行小面層噴油封面,防止滲水擴大裂縫;大面積龜裂、網裂采用加封層或瀝青表面處治。嚴重龜裂、網裂應對基層進行補強。
(3)、碾壓中出現微裂縫,可在終碾前,用輪胎碾進行復壓,消除裂縫。
(4)、因土基、路面基層的病害或強度不足引起的破損,應處理路基或基層,然后再修復路面。
4、總結語
裂縫是瀝青路面最常見的病害,其產生的外部因素有交通荷載、環境溫度、突發的震災、水分及陽光、空氣的老化作用等, 內部因素有材料的受拉疲勞、受拉屈服、剪切屈服以及施工不當留下的潛在裂縫。裂縫的防治采取綜合治理的辦法, 宜從防裂厚度、混合料配合比、應力吸收層、應用改性瀝青等方面綜合考慮。總之,合理的設計選材,精心的施工、養護和及時的維修是預防和控制瀝青路面裂縫的有效方法。
參考文獻:
瀝青路面施工存在的主要問題由于我國瀝青路面施工近幾年才得到快速發展,與國外相比相對起步較晚,“十二五”期間國家在公路建設上的政策傾斜和資金投入,各地瀝青路面施工如火如荼的進行,但也暴露出不少問題,具體如下:
(一)施工季節不合理。
①雨季施工,又未采取保證質量的有效措施,路面潮濕,物料結合不好。②低溫季節施工。施工時,如環境氣溫較低,攤鋪后的瀝青混合料表面溫度就會迅速降低。③瀝青混合料的中底部溫度降低速度相對較慢,當壓實時,中底部瀝青混合料便產生一定的位移,而上部面層則因溫度過低面出現裂縫,造成瀝青路面松散、坑槽。 (二)延遲壓實和碾壓過度造成強度下降。
對于水泥穩定類材料,壓實延遲時間越長,壓實度就越低,強度損失就越大。過長的延遲壓實和過度的碾壓,都將對剛性基層(底基層)產生破壞作用。隨著時間的延長,水泥的水化反應及物理化學性質不斷變化,到達一定時間后,水泥的膠結作用使半剛性材料強度初步形成,此時再進行碾壓或過度碾壓,將使半剛性路面基層表面產生薄層剪切面,形成強度軟弱層。 (三)傾力夯實路基。
國內許多城市在搞城建時大都本著少花錢多辦事的原則,以致道路基礎十分薄弱。交通量小時,已使道路路面裂而不碎,碎而不散,散而不飛。但隨著交通量的增加,這種歷史遺留病癥顯得越來越突出,再加上許多道路都是超期服役,不解決城市道路基礎問題,根本無法徹底解決道路病害。 (四)施工管理控制不善,集料過于潮濕、混合料拌和不均勻以及材料中雜質塵土過多都會嚴重影響瀝青與石料的粘結,從而使瀝青路面產生水損害;瀝青路面施工過分強調平整度,犧牲密實度,致使路面碾壓不足。空隙率過大。或因為瀝青路面攤鋪時混合料離析.造成局部空隙率過大而出現透水。
三、提升瀝青路面施工質量的對策
為了確保瀝青路面鋪筑進度和質量,采取下列主要技術措施:(一)增加熱拌料貯備,確保整幅連續攤鋪保證瀝青混合料連續勻速、不間斷鋪筑是保證路面平整度的關鍵。E標段瀝青混合料拌和廠二臺拌和設備,施工前一般提前2-3h拌料,第一次料倉貯滿料后即裝15輛17.2t自卸車,運往工地后再繼續拌料,貯在熱料倉內,保持循環,就能保證攤鋪機連續不斷地鋪筑。 (二)緊跟攤鋪機,高溫初壓ABG—422型攤鋪機攤鋪瀝青混合料時能達80%以上的壓實度,瀝青混合料在高溫時,壓實效果更好。根據E標段實踐經驗,開始初壓時,瀝青混合料溫度在130℃~140℃,采用靜壓1遍,震壓1遍,效果較好。一方面起到穩定作用,更重要的能提高瀝青混合料的初始密度,減少復壓產生的輪跡,從而提高瀝青路面各層的平整度。 (三)加強路基施工質量控制 路基填料不同土質,要分層填筑,嚴格控制填筑厚度,碾壓要密實;淺填或淺挖路段,如果地質情況復雜,應對地基承載力進行詳細檢測,依據情況采取相應措施;溝壑、構造物臺背填土應嚴格控制填料和每層厚度,碾壓要密實,要加強路基關鍵工序、關鍵部位的質量控制。(四)加強施工工藝過程管理 施工工藝的控制是保證路面質量的關鍵環節,必須加強這一環節的管理。一般應從控制混合料拌和及碾壓的延遲時間、碾壓時的含水量、壓實標準等方面對施工質量進行監督。還須重視半剛性基層的初期養護,并應盡早鋪面層。
(五)加強信息反饋,正確指導生產
拌和樓是瀝青混合料生產的關鍵設備,在施工過程中由試驗中心派專人進行監控,測量溫度和取樣試驗。發現問題立即將質量情況反映給拌和廠,及時糾正偏差。施工現場也由試驗中心派人監控,終壓后立即用6m直尺檢測平整度,上面層用核子密度儀檢測壓實度,發現問題立即將質量情況反饋給現場工程師,及時處理,保證路面鋪筑質量
三、結束語 瀝青路面施工涉及的行業較廣,影響因素眾多。瀝青路面施工質量的高低關鍵在于人員、材料、設備的合理配置。而且我們要在施工過程中要善于總結,克服不良人為因素,注重引進新技術、新材料、新工藝、新設備。對整個施工過程實施有效的動態管理,嚴格控制各種試驗及檢測。施工當中發現問題及時處理,只有加強管理,精心組織施工,才能鋪筑出高質量、高水平的瀝青路面,創造優良工程。
瀝青路面大家并不陌生,可以說絕大多數的路面都是瀝青路面,瀝青路面具有舒適性好,行車振動小等特點,比混凝土路面更受歡迎。但是很多瀝青路面都有下沉、開裂甚至破裂的現象,給行車以及路面的壽命造成了一定的影響。翻修會阻礙交通,因此如何提高瀝青路面的質量成為施工單位考慮的重點。
1瀝青路面施工材料的拌合
1.1如何確定瀝青路面材料的拌合方法
瀝青混合料的拌合方法不僅僅是瀝青路面施工的基礎,也是整個道路工程施工的核心。瀝青混合料如果不滿足施工質量的要求,那么再好的施工工藝也不能保證瀝青路面的質量。所以在施工開始之前,施工技術人員就應當通過試驗與計算等方法對瀝青混合料的配合比進行確定。確定好配合比之后才能把瀝青混合料投入到施工當中。首先在拌合配比的確定中,技術人員應當注意冷料倉流量,然后應當對振動篩的尺寸進行確定,因為如果振動篩的尺寸不能夠滿足施工要求,施工人員還需要對瀝青混合料繼續進行試驗直到能夠滿足施工要求。此外,施工人員還應當確定好瀝青混合料的拌合時間與溫度,確保瀝青混合料的拌合質量滿足施工要求。
1.2拌合施工中常見的問題與解決措施
往往在瀝青混合料的拌合施工中會遇到一些常見的問題,有一些問題會影響到之后的瀝青混合料施工乃至瀝青路面的使用及壽命。為了避免這些問題對瀝青混合料的施工以及路面壽命造成影響,施工人員應當采用相關的措施對問題加以解決。首先是在瀝青混合料的拌合當中,第一次拌合時瀝青混合料中會殘留一些廢料,如果不加以清除,這些廢料就會對瀝青混合料的質量產生一定的影響。解決的方法是施工人員在拌合施工之前對拌合機進行加熱,保證在拌合時,拌合料的溫度能夠滿足拌合要求。其次是在拌合混合料的過程當中,熱料倉中可能會出現大粒徑的顆粒,產生的原因可能有以下幾種:第一是拌合設備的振動篩出現破損或者發生故障,導致大顆粒掉入拌合機。第二是可能在廢料的出口淤積了一些混合料,堵塞了出口。第三可能是拌合設施的邊框存在比較大的空隙,使得振動篩上面的大顆粒材料掉入下層的篩網上面,解決的方法只有預防,就是在拌合開始之前對設備進行仔細的檢查,防止出現大粒徑的顆粒。在瀝青混合料的拌合前,有時候會發現從拌合機出來的料顏色是花白色的。產生這種情況的原因為瀝青混合料在拌合時,溫度不足,拌合時間不夠。解決的方法是施工人員在拌合時要提高拌合的溫度與延長時間,使粒料充分拌合,達到拌合均勻的目的。還有一種問題是枯料的問題,出現這種情況的原因主要是因為瀝青混合料中水的含量過大,使得在材料烘干的時候,水分質量仍然偏大,不滿足規范要求,超過了穩定數值所致。為了對這種問題進行預防,施工人員應當對混合料的風干時間進行控制與把握,隨時調整混合料中水的含量,控制在7%左右。
2瀝青路面材料的攤鋪與壓實
2.1瀝青路面材料的攤鋪
在進行瀝青混合料攤鋪之前,施工人員應當控制下承層的質量,首先對下承層的平整度進行復測,然后進行徹底的打掃,不留雜物。下承層的平整度應當控制在規范規定的范圍內,如果不滿足就要采取相關的措施來進行補救,對于攤鋪之前存在凹凸面的基層應當采取不同的方法進行處理。凹坑進行填補,凸坑進行挖補,平整度達到要求后即灑布粘層。粘層是為了能夠使基層與面層良好結合,所以想要保證施工質量,灑布不應太多,否則會引起泛油現象,只有適量的粘層油才能保證各個結構層的緊密連接,從而達到負擔荷載的作用。在實際應用中,通常使用攤鋪機來進行路面攤鋪,使用設備進行攤鋪更容易攤鋪均勻,達到預期的施工效果。
2.2瀝青路面壓實以及施工縫處理
為了保證瀝青路面良好的耐久性,需要對瀝青路面進行壓實與施工縫的處理。路面的壓實度與材料的性能,壓實時的溫度以及施工工藝有著重要的關系。在選擇了合適重量的壓路機以后,應當選擇試驗段,多次試驗確定好壓實的參數。壓實有三道工序,就是初壓、復壓與終壓。初壓是壓實工作的基礎,目的是為了整平混合料,因此應當采用中型壓路機進行初平,不宜太快或者振動。復壓是為了穩定與成型,增加路面的密實度,因此應當采用重型壓路機并開啟振動。終壓是為了消除壓實痕跡,保證路面的平整與外觀質量,所以采用輕型壓路機進行碾壓。施工的溫度不應當太高。瀝青路面施工中還有一道關鍵的工序是施工縫的留置。施工縫分為縱向施工縫與橫向施工縫。壓路機司機應當隨時觀察螺旋輸送器與燙平機之前的混合料,保證寬度的一致,盡可能鋪出垂直的路面進行施工縫分割。施工接縫分為人工熱切割與切割機冷切割兩種。一般常用的是人工熱切割。最后需要做好路面的平整度控制,路面的平整度影響著所有車輛的通行質量,是評價交通的重要指標,良好的平整度才能為司機帶來良好的行車體驗。影響平整度的原因通常有以下幾種:第一是在攤鋪作業進行時,瀝青材料與浮動燙平板之間存在不平衡造成的。第二是在碾壓作業進行時,混合料的密度、力學特征與壓實度控制不良造成的。第三是由于攤鋪機的燙平板調節裝置出現誤差導致的,因此要控制好路面的平整度,應當對施工過程以及設備進行仔細的控制。
3瀝青路面施工質量控制與驗收
3.1瀝青路面壓實度的檢測
瀝青路面施工完畢以后,需要對瀝青路面的壓實度進行檢測,瀝青路面的壓實度也是控制瀝青路面施工質量的重要指標之一。檢測采用的方法一般是鉆芯法或者核子密度儀法。鉆芯法就是采用鉆芯機對路面進行鉆芯取樣,然后在實驗室對芯樣進行處理,并得到壓實度數據的方法。核子密度儀是使用核能射線與電子射線對現場瀝青路面的密度進行檢測,直接得到數據的方法。采用鉆芯法較為復雜,取得數據慢,往往會拖慢瀝青路面施工的工期;采用核子密度儀的方法較快,使用的人工也少,但是這種方法會產生放射性物質,可能會對檢測人員的身體健康造成一定的損害。
3.2瀝青路面彎沉值的檢測
瀝青路面的彎沉值是控制瀝青路面施工質量的另一個指標。彎沉值的大小代表著路基的剛度,路基的壓縮模量越大,彎沉值越小;相反路基的壓縮模量越小則彎沉值越大。彎沉值越小,瀝青路面所能承擔的荷載就越大。因此控制好彎沉值也是瀝青路面施工的要點之一,一般瀝青路面彎沉值的檢測方法就是在標準的軸壓荷載的作用下,檢測路面表面的輪隙位置所產生的垂直變形的數值或者輪隙位置所產生的垂直回彈變形的數值,檢測的單位按照0.01mm進行計算。
3.3瀝青路面平整度的檢測
瀝青路面施工質量的好壞主要取決于瀝青路面的平整度,因此對完工以后的瀝青路面平整度進行檢測也是十分必要的,如果瀝青路面的平整度不符合規范要求,會對開車人員的舒適度造成影響,也會影響瀝青路面受壓荷載的傳遞,最終影響瀝青路面的施工質量,因此不合格的平整度必須采取措施進行處理。瀝青路面平整度的檢測通常分為斷面類和反應類兩種。斷面類路面平整度的檢測方法就是把路面分為一個一個的斷面,對斷面的平整度進行檢測,測量斷面路面的凹凸情況;反應類的路面檢測是檢測由于路面存在凹凸情況而造成的車輛顛簸的情況,一般這種采集方法需要提前在車輛上放置數據采集系統測定儀以及斷面分析儀,對數據進行搜集然后處理,同時也要參考在車輛上的乘客與司機的感受,共同確定路面的平整度。
4結語
由上述的幾方面內容可以看出,對瀝青路面的施工質量進行一定的控制,能夠提高瀝青路面的施工質量,這是與原材料控制、施工中的要點控制以及后續的檢測返修分不開的,合理地控制好瀝青路面的施工質量可以保證瀝青路面的正常使用,減少路面結構所存在的安全隱患,減少路面受到的損害。我國有很多地區,對于不同的地區,由于地理以及氣候的差異,瀝青路面的施工方法不盡相同,但是控制質量的基本原則大體卻是相同的。施工人員在實際的瀝青路面施工過程中,應當根據工程實際的施工條件以及要求對施工工藝進行改進與分析處理,結合施工經驗,保證瀝青路面的施工質量。
作者:王鳳蓮 單位:山西省永濟市交通運輸局
參考文獻:
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中圖分類號:U416.217 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2017)01-0132-01
路面施工作為道橋工程里的重要組成,路面施工好壞會直接影響行車安全、舒適、速度及運輸成本,由于瀝青路面具有強度高、噪音小、行車舒適及施工方便等優點,在公路工程施工中受到廣泛歡迎,可是隨著車流量、車載不斷增加及車速提高,瀝青路面容易出現早期損壞現象,這與路面的施工技術及質量是密切相關的,為確保路面質量,應加強瀝青路面施工的技術及質量控制。這里就對瀝青路面質量通病以及相關的原因提供一些有效的防治措施,為瀝青路面的建設等提供良好的理論基礎。
1 瀝青路面橫向、縱向裂縫問題
1.1 橫向裂縫問題
(1)形成的主要原因:一般來說,瀝青面層出現橫向裂縫主要有4個原因,第一就是由于瀝青路面的基層斷裂,從而導致瀝青路面的面層橫向斷裂。第二,在使用過程中,對基層及性能溝槽的開挖進行管線設置過程中,影響瀝青路面的橫向裂縫。第三,由于車輛的碾壓或者地震等自然原因導致不均勻的沉降,從而在搭板尾部與基層結合部、通道沉降縫處產生。第四,由于瀝青混合料的質量偏低,粘結力下降,一旦進行碾壓,就會導致裂縫。
(2)橫向裂縫的主要解決措施:在進行基層施工的過程中,要加強瀝青路面的養護工作,采用一定的預防裂縫的措施。提高路面壓實的水平,增加壓路機的壓實功能,在碾壓過程中密切關注、嚴格控制壓實機的速度,只有這樣,才能保證壓實質量。在碾壓過程中,其碾壓的速度和次數是相互作用、互相制約的,如果碾壓的速度快,就會需要為保證碾壓質量而增加碾壓次數,從而降低壓實效率。除此之外,要將碾壓過程中的混凝土的溫度及性能控制,及時碾壓,保證基層的質量。
1.2 縱向裂縫問題
(1)縱向裂縫形成的主要原因有:第一,不均勻沉降導致路基裂縫;第二,填料質量不合格,導致在使用的過程中路基吸水而導致膨脹開裂;第三,土路基處理不當,導致不均勻沉降開裂;第四,路基或路面底基層、基層壓實度不夠造成路面的沉降不均勻。
(2)縱向裂縫的解決措施:選擇質量合格的填料,同時在進行縱向裂縫的處理過程中,要在裂縫的兩邊挖除一定寬度的基層,然后再進行鋪筑鋼筋砼來補平,同時加上鋪玻纖網,最后再次鋪筑瀝青面層。
2 瀝青面層平整度超標問題
(1)主要形成的原因有:第一,松鋪面會因為攤鋪機及找平裝置的狀態沒有進行良好的調整,導致路面不平整。第二,在攤鋪的過程中出現停車待料現象;第三,下承層的平整度不足,導致瀝青路面的平整度較差。
(2)防治措施:在進行瀝青路面的攤鋪過程中,調整好攤鋪機的狀態,根據具體的試攤鋪效果進行確定;運料車不能再攤鋪的過程中停頓,確保均勻、連續的進行攤鋪;在施工建筑的過程中,必須要保證將路面的各個結構層施工的平整度都要嚴格控制好。
加強瀝青路面的壓實工作,壓實的目的就是為了減少混合料中的縫隙,提高路面的密實度,增強瀝青路面的耐久性。縱向施工縫:利用兩臺攤鋪機同時作業,通過梯隊聯合攤鋪方式的縱向接縫,首先應在已經攤鋪的混合料部分留下10-20cm寬的位置,此部位不做壓實,此時就有5-10cm左右的攤鋪層重疊,以熱接縫形式在最后作跨接碾壓以消除縫跡。橫向施工縫:全部使用平接縫,用3m直尺從縱向延伸的位置,在攤鋪段端部的直尺呈懸臂狀,以攤鋪層與直尺脫落的地方作為裂縫處理的部位,用鋸縫機割齊后鏟除;繼續攤鋪時,需要將接縫時出現的粉塵清理干凈,加上一些瀝青,攤鋪機熨平板從接縫后起步攤鋪;碾壓時用鋼筒式壓路機做橫向壓實,從先鋪路面上跨縫逐漸移向新鋪面層。
3 路面面層的離析問題
(1)主要形成原因:第一,瀝青路面的鋪面厚度和混凝土混合料的比例不合適,導致路面離析;第二,采用的攤鋪機較少,攤鋪機的工作狀態不佳;第三,混合料攪拌不均勻,在運輸的過程中出現材料離析。第四,混凝土混合料的質量不達標。
(2)主要解決措施:提高瀝青路面質量評定標準是檢查施工質量的關鍵依據,只有制定科學的質量評價標準,才可以建設出高質量的公路。不斷完善和優化瀝青路面質量評定標準也是未來瀝青路面施工的重要研究課題。在公路工程里,對瀝青路面進行質量檢測的時候,主要針對的是瀝青混合料溫度、原材料及瀝青面層給予檢測的,原材料檢測是為了防止不合格材料混入施工現場,為混合料拌和、輾壓及壓實提供基礎保證,瀝青路面檢測,能夠改善不合格路面施工質量,加強瀝青路面施工過程里的動態管理,并運用多媒體技術進行數據分析及檢驗,對于發現問題及時進行解決處理。質量評定作為瀝青路面施工質量重要依據,應該給予仔細認真檢查,同時還應該制定合理科學路面質量價標準,保證。
4 結語
在我國道橋工程施工過程中,瀝青路面施工是一個非常普遍的工程。為了使得道橋工程的瀝青路面施工能夠順利完成,在整個道橋瀝青路面的施工過程中,要結合實際的情況,科學合理的組織施工,并且要及時發現施工過程中的問題,并且要及時準確的處理問題,這樣才能夠避免這些質量通病的出現,保證是施工質量,從而使得道橋瀝青路面向著一個高質量、高水平的方向發展。
參考文獻: