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隨著高等級公路的迅速發展,對于路面平整度要求越來越高,良好的平整度不僅是車輛高速、舒適、安全行使的重要保證,而且還可以減少由于平整度差異而引發的各種路面病害,延長公路的使用壽命。
一、影響瀝青路面平整度的主要原因
1.1路基、基層的影響
路基填料控制不嚴、地基處理不當或填土路基壓實度不夠,路基產生不均勻沉降,必將導致路面平整度的嚴重下降。路基是路面的基礎,路基不均勻沉陷,必然會引起路面的不平整。
基層頂面平整度不好,將直接影響到瀝青面層的平整度。由于瀝青面層往往很薄,如果基層平整度較差,利用瀝青面層找補是相當困難的。基層的平整度差,使其上的瀝青薄厚不均,在行車反復荷載作用下,瀝青混合料進一步壓密,使不平整度加大。
1.2面層攤鋪材料的影響
瀝青混合料的配合比不合理。油石比偏大,已鋪筑的路面會產生壅包和泛油;油石比偏小,路面會出現松散;礦料的質量不好,集料的壓碎值和石料的抗壓強度太差和細長扁平顆粒含量過高,使路面混合料的穩定度降低,容易出現路面的各種病害。
瀝青混合料的拌合不均勻。當拌和設備出現意外情況,剛開爐或料溫低,含水量大時,會出現料溫不均勻現象;當篩分系統出現問題時,會造成骨料級配發生較大變化;由于料溫偏低,有時也會出現花白料,使路面難以攤鋪成型;溫度過高造成瀝青老化,不能保證瀝青混合料攤鋪質量;拌和能力過小,出現停工待料狀況,使接頭處溫度降低,出現溫度差,形成一個個坎。
1.3路面攤鋪機械及工藝的影響
攤鋪機是瀝青路面面層施工的主要機具設備,其本身的性能及操作對攤鋪平整度影響很大。攤鋪機結構參數不穩定、行走裝置打滑、攤鋪機攤鋪的速度快慢不勻、機械猛烈起步和緊急制動以及供料系統速度忽快忽慢都會造成面層的不平整和波浪。
攤鋪機基準線的控制,也影響著路面平整度。目前使用的攤鋪機大都有自動找平裝置,攤鋪是按照預先設定的基準來控制,但施工單位往往不夠重視或由于高程的操平誤差,形成基準控制不好、基準線因張拉力不足或支承間距太大而產生撓度,使面層出現波浪;掛線高程測量不準,量線失誤或樁位移動,都會通過架設在鋼絲線上的儀表反映在相應的攤鋪路段上,造成路面高低起伏。
攤鋪機操作不正確,最容易造成路面出現波浪、搓板。無論在施工中采用哪一種型號的攤鋪機,若攤鋪機操作手不熟練,導致攤鋪機曲線前進、運料車在倒料時撞擊攤鋪機、攤鋪機不連續行走或在行走過程中熨平板高低浮動等不規范作業,都會使路面形成波浪或搓板;攤鋪機的熨平板未充分預熱,造成混合料粘結和熨不平;運輸車與攤鋪機配合不好,卸料時混合料撒落在下層而未及時清除,導致履帶接地標高產生變化,影響了攤鋪層的橫坡及平整度。在攤鋪瀝青混合料過程中,隨意變更攤鋪機的攤鋪速度,也會導致面層出現粗糙不均勻,影響到攤鋪后的預壓密實度和平整度。此外,當攤鋪機中途停頓時,因混合料溫度下降會引起局部不平整,而且縱向調平系統在每次起動后,自動找平裝置仍需行駛3-8m后才能恢復正常,也易造成攤鋪厚度不勻。當運輸設備不配套或司機技術較差時,會撞擊攤鋪機,使機身后移,形成臺階。
1.4碾壓對平整度的影響
瀝青面層鋪筑后的碾壓對平整度有著重要影響,選擇碾壓機具、碾壓溫度、速度、路線、次序等都關系著路面面層的平整度,主要表現在:
壓路機型號的選擇上,如果采用低頻率、高振幅的壓路機時,會產生“跳動”夯擊現象而破壞路面平整度。壓路機初壓噸位過重也會使剛攤鋪好的路面產生推擠變形。
碾壓溫度的控制上,初壓溫度過高壓路機的輪跡明顯,瀝青料前后推移大,不穩定;復壓溫度過高會引起膠輪壓路機粘結瀝青細料,小碎片飛濺,影響表面級配;溫度過低,則不易碾壓密實和平整。
碾壓速度的調整上,壓路機碾壓速度不均勻、急剎車和突然起動、隨意停置和掉頭轉向、在已碾壓成型的路面上停置而不關閉振動裝置等都會引起路面推擁;在未冷卻的路面上停機會出現壓陷槽。
碾壓路線的行走上,碾壓行進路線不當,不注意錯輪碾壓,每次在同一橫斷面處折返,會引起路面不平。
碾壓次數的確定上,碾壓遍數不夠,即壓實不足,通車后形成車轍;碾壓遍數太多,由于短時間集中重復碾壓,會造成已成型路面的推移,形成龜裂和波浪。
驅動輪和轉向輪的前后問題上,如果是從動輪在前,由于從動輪本身無驅動力,靠后輪推動,因而混合料產生推移,倒退時在輪前留下波浪。
二、提高路面平整度的措施
瀝青路面出現不平整現象的原因主要有: 路基不均勻沉降,造成已鋪筑路面出現坑凹,基層不平整導致路面不平整,以及攤鋪機械的選擇、路面的碾壓等路面施工時的不規范操作都會造成瀝青路面的不平整。由于瀝青路面平整度具有波浪形傳遞特性,瀝青路面的不平整度首先來源于路基表面,然后層層向上傳遞,直到瀝青路面表層,因而可以這樣說,在瀝青路面表層上主要反映了路基、底基層、基層的不平整度。有的施工單位認為“基層不平面層調,下層不平上層找”,這種觀點是錯誤的,因為若基層不平,即使面層攤鋪平整,壓實后也會因虛鋪厚度不同,而產生不平整。
2.1保證平整度應從路床開始
基層平整度直接關系到瀝青面層的平整,而基層的平整度又與低基層有關,低基層平整情況與路基密不可分。因而,要從控制路基特別是路床的平整度開始,層層向上嚴格控制,直到面層,使用攤鋪機攤鋪基層,甚至低基層,可大大提高基層的平整度。雖然使用平地機結合推土機也可進行基層施工,但此方法會使鋪成的混合料密實度不均勻,在攤鋪穩定中粒土或粗粒土時,還會發生粗細集料離析現象,導致平整度差,故在施工中盡量避免使用該方法。
2.2面層攤鋪材料的質量控制
混合料中的瀝青與礦粉過量會減小其承載能力,易使攤鋪厚度過薄。溫度過高,也會出現類似的情況,溫度過低,混合料變硬,會使攤鋪厚度變厚,在鋪筑中遇到此種情況,可根據混合料性質的變化及時改變熨平板的工作迎角予以消除,但調整無一定的規律。這樣反反復復,會形成厚度不一致的面層,從而使平整度受到影響。所以加強拌和現場管理,減少車輛不必要的待機時間,控制好混合料“出場溫度、攤鋪溫度、初壓溫度、終壓溫度”四個溫度,可大大減少此種缺陷的產生。
2.3攤鋪控制
優良的機械設備可大大提高路面施工質量,而靈活熟練地操作機械設備是保證施工質量的關鍵。因此,嚴格遵守機械設備的操作規程,熟練操作,才能保證攤鋪質量以達到較好的平整度。
(1)攤鋪機從啟動到正常攤鋪是一個漸變的過程,由于混合料阻力的影響,約3-8m才能達到正常。因此減少停頓并保持一個恒定的速度是保證攤鋪平整的關鍵。具體施工過程中應根據拌和能力和運輸能力合理選擇攤鋪速度;
(2)嚴格控制螺旋分離器的轉數,并保證熨平板前后混合料的高度不變。通常混合料的高度應與螺旋分離器的軸心線平齊。過高或過低都將影響熨平板的受力平衡,使路面出現波浪;
(3)根據須達到的厚度,預先調整熨平板的工作仰角,并盡量保持恒定,避免在攤鋪過程中隨意調節工作仰角,影響面層的平整與均勻性;
(4)注意對自卸汽車卸料的管理,盡量使卸料均勻并保持連續性,自卸汽車在后退時不得撞擊攤鋪機,料車停在攤鋪機前卸料不得使用制動而增加攤鋪機的阻力;
(5)合理選擇自動找平方式。一般底面層利用基準鋼絲繩來控制,中、上面層利用浮動基準梁(平衡梁)來達到較好的平整度。
2.4碾壓質量控制
瀝青混合料面層的碾壓通常分為三個階段進行,即初壓、復壓和終壓。
(1)初壓,第一階段初壓習慣上常稱作穩壓階段。由于瀝青混合料在攤鋪機的熨平板前已經初步夯擊壓實,而且剛攤鋪成的混合料的溫度較高(常在140℃左右),因此只要用較小的壓實就可以達到較好的穩定壓實效果。通常用6-8T的雙輪振動壓路機以2km/h左右的速度進行碾壓2-3遍。碾壓機驅動輪在前靜壓勻速前進,后退時沿前進碾壓時的輪跡行駛進行振動碾壓。也可以用組合式鋼輪—輪胎(四個等間距的寬輪胎)壓路機(鋼輪接近攤鋪機)進行初壓。前進時靜壓勻速碾壓,后退時沿前進碾壓時的輪跡行駛并振動碾壓。
(2)復壓,第二階段復壓是主要壓實階段。在此階段至少要達到規定的壓實度,因此,復壓應該在較高溫度下并緊跟在初壓后面進行。復壓期間的溫度不應低于100℃-110℃,通常用雙輪振動壓路機(用振動壓實)或重型靜力雙輪壓路機和16t以上的輪胎壓路機同時先后進行碾壓,也可以用組合式鋼輪-輪胎壓路機與振動壓路機和輪胎壓路機一起進行碾壓。碾壓遍數參照鋪筑試驗段時所得的碾壓遍數確定,通常不少于8遍,碾壓方式與初壓相同。
(3)終壓,第三階段終壓是消除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表面遺留的不平整,因此,瀝青混合料也需要有較高的溫度。終壓常使用靜力雙輪壓路機并應緊接在復壓后進行。終壓結束時的溫度不應低于瀝青面層施工規范中規定的70℃,應盡可能在較高溫度下結束終壓。
(4)為保證各階段的碾壓作業始終在混合料處于穩定的狀態下進行,碾壓作業應按下述規則進行:“由內到外,先輕后重,先慢后快”,即曲線段按照由內側到外側的順序碾壓,碾壓時先用小型壓路機碾壓或靜壓,再用大型壓路機或振動碾壓,碾壓速度應先慢速碾壓幾遍,待混合料穩定后再用較快的速度碾壓。初壓和終壓使用雙輪壓路機,初壓可使用組合式鋼輪-輪胎壓路機,復壓使用振動壓路機和輪胎壓路機;碾壓時驅動輪在前,從動輪在后;后退時沿前進碾壓的輪跡行駛;壓路機的碾壓作業長度應與攤鋪機的攤鋪速度相平衡,隨攤鋪機向前推進;壓路機折回去不應在同一斷面上,而應呈階梯形;當天碾壓完成尚未冷卻的瀝青混凝土層面上不應停放一切施工設備(包括臨時停放壓路機),以免產生形變;壓實成型的瀝青面層完全冷卻后才能開放交通。
結束語:瀝青路面平整度涉及的面很廣,影響因素很多,關系到路基、路面施工的全過程。通過上述對影響瀝青路面平整度因素的探討,可以得出以下的結論:穩定的路基,良好的基層平整度,優質的混合料,良好的施工機械,合理的施工工藝,是確保和提高瀝青路面平整度的必要條件。我們只有在充分研究分析產生的原因后,才能對癥下藥抓好施工中的每一個細小環節。