路面平整度是路面質量的重要控制指標,同時也是施工控制難度最大的指標。瀝青混凝土路面的平整度,特別是高等級公路瀝青路面的平整度,已越來越成為公路質量監督部門與社會各界所關注的焦點問題。
一、影響我國高等級公路路面平整度的主要原因
1、路基路面不均勻沉陷:軟土地基上的路基路面的不均勻沉陷往往最大,其上路面的不平整度也往往發展的最快和最嚴重。
2、路面水破壞:表面水滲入瀝青面層使瀝青路面產生唧漿、網裂、形變及坑洞等多種水破壞,以及使瀝青從碎石顆粒表面剝落,并使瀝青混凝土強度下降并導致嚴重轍槽。這些破壞現象都主要產生在行車道上,使路面不平整度明顯增大。
3、半剛性基層質量不好,局部不成整體。
4、基層頂面平整度不好。
5、瀝青混凝土路面產生轍槽:由于瀝青混凝土的高溫穩定性不夠,特別是與水穩定性相結合不好,路面產生較嚴重的轍槽,將顯著增大路面的不平整度。
6、橫向裂縫:瀝青路面的初期細小橫向裂縫可能對平整度沒有影響。但隨著時間增長,一方面數量逐漸增多,另一方面縫口產生碎裂和變形(縫兩側邊緣下沉)逐漸使路面的不平整度增大。
7、機械原因造成的瀝青混凝土路面平整度不好。
8、路面的其它破壞現象。
總之路面上各種早期破壞或損壞現象都會使路面平整度顯著降低。因此,要使較高水平的平整度保持較長久的時間,不致在開放交通后顯著降低,必須在設計和施工時盡可能避免上述破壞現象。
二、控制瀝青混凝土路面平整度的具體措施
1、提高路基和路面基層平整度的措施
(1)路基填筑前原地面處理
填筑路堤時應首先進行原地面處理。當路堤填筑高度不小于1.0m時,應注意將路基范圍內的樹根、草叢全部挖除。若基底的表層土系腐殖土,則須用挖掘機或人工將基表層土清除換填,厚度視具體情況而定,一般不小于30cm為宜,并予以分層壓實。如發現草炭層、鼠洞、裂縫應更換符合條件土回填,并按規定進行壓實,如其中有機質含量和其他雜質較多時,碾壓時因彈性過大,不易壓實,應換填土。
坡面基層處理:當坡面較小(橫坡小于1:5)時,只需清除坡面上的表層,其處理方法同上,但坡度較大(橫坡大于1:5)時,應將坡面做成臺階,讓填料充分嵌在地基里,以防止路堤的滑移。臺階的尺寸,依土質、地形和施工方法而不同,一般寬度不宜小于1m,而且臺階頂面應做成向堤內傾斜3%~5%的坡度,并分層夯實。當所有臺階填完之后,可按一般填土進行。
(2)路堤填料
路堤填料一般應采用砂礫及塑性指數和含水量符合規范的土,不能使用淤泥、沼澤土、凍土、有機土、含草皮土、生活垃圾及含腐殖質的土。對于液限大于50,塑性指數大于26的土,一般不宜做為路基填土,必須使用時,做如下處理:
控制最佳含水量,保證土料在最佳含水量下達到最佳壓實度。由于當地土質含水量特別大,通過翻曬來實現,使其達到最佳含水量。
摻外加劑改良。對含量大、塑性高的土或強度不足的其他材料含有大量細粒砂的砂質土可摻入石灰,水泥工業廢料或其它材料的穩定劑、對土的性質進行改良,達到填土的要求。
(3)特殊地基處理
軟土地基具有極大的破壞性,雖然在對其認定上尚無完全一致的結論,但從廣義上講,只在外在載荷在土基上有可能出現有害的過大變形和強度不夠等問題時,我們都應該視為軟基而認真對待,并進行必要的處理。一般按處理的部位可分為地基處理和路堤處理,處理的方法為:
①對于路基高度不高,軟土層或淤泥層比較薄的地段,采用砂墊層,置換填土,反壓護道,拋石擠淤的方法處理,以增強路基。
②對于排水地基,根據實地情況,采有用砂墊層法,袋裝砂井法、砂柱,塑料板排水法及置換填土來處理。
③對于軟土地基或濕陷性黃土地區比較復雜的地基情況,采用墊隔土工布、碎石柱、加固土樁及強夯的方法處理。
④對于軟土路堤的處理,采用墊隔覆蓋土工布,增設土工格,土工格柵等方法。
(4)完善排水設施
在一般路段,路基排水溝渠(包括邊溝、截水渠、排水溝)要注意防滲、防沖,采用加固及防止滲漏措施;黃土地區公路邊溝以采用漿砌片加固效果較好;截水溝應設在離塹頂邊緣以外不少于10m的地方,斷面不宜過大,溝底縱坡宜在0.5%~0.2%之間。在填挖交界處引出邊溝水時,注意出水口的加固。
在埡口、深路塹、高路堤,滑坡、陷穴等地段,可用挖魚鱗坑、水平溝、種草、植樹等方法對坡面徑流進行調治與防護;在沖溝頭植樹,防止沖溝溯源侵蝕,危害路基;布設在溝谷的路線,在溝谷中筑壩淤地,并保護路基坡腳不受水的沖涮破壞;還可做護坡埂、澇池、水窯等。
(5)橋頭、涵洞兩端及伸縮縫的防治措施
橋頭、涵洞兩端引起的跳車現象,成為各個公路路線上的一個主要克服和攻關項目,要對其徹底進行治理好,才能保證路面的平整度。治理橋頭跳車應從以下幾點入手:
①地基加固處理。
②橋頭設計過渡段,即在一定長度范圍內鋪設過渡性路面或設置搭板,可以使在柔性結構路段產生的較大沉降通過過渡段至橋涵結構物上,車輛行駛就不至于產生跳車。
③臺背填料的選擇,在挖方地段的臺背回填部位,因場地特別窄小,可選用當地的石渣,砂礫等優質填料;在高填方的拱函及涵洞與側墻的相接部位,盡量選用內摩擦角大的填料進行填筑,而且施工時應注意填料土壓的平衡,不發生偏移,以免造成工程事故。
④在靠近構造物背后設置必要的地下排水設施,也可在橋臺與填方結合處及過渡段的路面下設置墊層,防止路面下滲水進入填方。對中間為砂礫填料,兩側為土類填料的填方與加固地基的連接處做縱向集水管和橫向排水管,以排匯填方與加固地間的下滲水。
⑥橋涵臺與路基相銜接的1~5M范圍通常是路基施工的薄弱環節,要采用好的換填材料,對軟土地基采用塑料排小板結合超載預壓的方法,必須時設置搭板。只要精心設計,精心施工,這種平整度差的問題是完全可以解決的。
2、進行瀝青混凝土面層攤鋪時應注意的幾個問題
(1)準確控制基準面(線)
基準線鋼絲法對控制高程、橫坡、厚度較有利,但若找平不準,鋼絲張拉不緊,樁距過大時,可引起攤鋪出的路面出現波浪,搓板和平整度差;滑靴法、拖杠法是以現有路面為基準面,厚度易于保證,但平整度受原有路面平整度影響較大。目前對平整度控制較好的為跨越式平衡梁法,它分為兩部分,一部分置于攤鋪機后面已鋪好,但尚未碾壓的路面上,另一部分放在正在鋪筑的路面下承層上。而感應器觸頭擱在平衡梁上。當前部分或后部分抬高或降低h時,而感應器只抬高或降低h/4。所以采用平衡梁可鋪出平整度很高的路面。
(2)合理配置機械與按規定操作攤鋪機
合理配置機械對于攤鋪路面的質量非常重要。過寬的熨平板不但熨平板變形大,而且容易造成攤鋪材料的離析現象。一般攤鋪寬度在10m以下時采用一臺攤鋪機工作,而當攤鋪寬度在10m~15m時應采用雙臺攤鋪機并排作業。
(3)合理安排碾壓工序
在瀝青混凝土路面的施工中,碾壓是最后一道工序,碾壓效果如何,直接影響到整個路面的質量。也就是說碾壓質量的高低對于平整度有直接的影響。其影響的具體因素如下:
①壓路機轉向輪方向不對時引起混合料推移。轉向輪應該位于前進方向的后面,即主動輪應朝向攤鋪機,壓路機碾壓時主動輪在前,轉向輪在后。如果驅動輪在前,由于滾輪旋轉力的作用,混合料擠入滾輪下方,碾壓中很少會產生混合料推移和裂紋現象。
②碾壓溫度和遍數控制不嚴會使表面平整度達不到要求。碾壓溫度過高,初壓時混合料易推移,終壓時壓不成型;碾壓溫度太低,密實度和表面平整度不易保證。一般初碾壓的溫度控制在100-120
0C,碾壓終了溫度不低于70
0C。
③碾壓過程中由于起動、換向、倒退時機身劇烈顫動不平穩,使攤鋪層同一截面先后重復受到方向相反的旋轉力和推力作用,結果是出現擁包及凹陷。這就要求壓路機操作手在操作過程中要平緩,防止動作過大、過猛。
④在條件許可的情況下,盡量選用驅動輪半徑較大的壓路機,這樣可在滾動輪的下沉量相等的情況下,外徑越大,推力也就越小。
⑤在攤鋪層銜接處要特別注意碾壓的方式方法,無論是橫接還是縱接。在橫接縫時,一般將壓路機調轉方向,沿橫縫逐步壓實。在縱接縫時,碾壓時應先碾壓縱縫,然后向外擴展壓實。
(4)縱橫接頭處及橋涵兩頭的處理
橫向接頭質量與縱向接頭質量對汽車行駛速度和平穩性、舒適性有很大影響。處理橫接頭的方法是將一條攤鋪帶的盡頭邊緣用切割機鋸成垂直面,并與縱向邊緣成直角。處理縱接頭分兩種情況:一是冷接縱縫,方法是將縱縫用切割機切齊;二是熱接縱縫,即兩臺或多臺攤鋪機并排作業時,其縱接不用專門處理,但為了保證相鄰兩條攤鋪帶的順序,一般稍后面的攤鋪機采用滑靴法。
對于橋涵兩頭的處理,采用的方法是,先用人工將橋端雜物清除掉,并在橋端垂直面涂抹瀝青,在攤鋪機兩側均采用掛鋼絲方法,經過上述方法處理后,攤鋪出的路面,與橋涵順利對接,其厚度,高程及平整度均得到了保證,消除了橋頭跳車的隱患。
國民經濟飛速發展,對于交通等基礎設施的要求也不斷地提高。我們要努力將“交通”這一原來制約經濟發展的“瓶頸”,轉變為經濟發展的快車道。在具體的工作中,不斷掌握新技術、新工藝,增長才干,積累經驗、精心施工,不斷加強人在工程中的作用,就一定能夠修筑出一條又一條優質的公路來,更好地為國家的經濟建設服務。