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摘 要:從瀝青砼路面平整度的影響因素談起,從施工的各個環節入手。對施工方法、機械設備等方面對平整度的影響進行了闡述。
關鍵詞:路面,平整度,壓實度,攤鋪設備
在高等級公路中,瀝青砼路面由于具有表面平整,行車舒適,耐磨抗滑,行車噪聲低,施工周期短,維修方便等原因大面積采用。路面平整度是公路質量的綜合反映,是體現公路路面使用品質與行車舒適性的最直接的外觀質量指標。公路路面平整度的好壞直接影響行車的速度,車輛的油耗,車輛的磨損及乘客的舒適,因此,認真分析影響高等級公路瀝青砼路面平整度的影響因素,提出改善和提高平整度的各種措施具有重要經濟和社會意義。
一、影響路面平整度的主要因素
導致路面平整度差的原因是多方面的,主要由以下幾個原因造成。
1、基層頂面平整度較差
基層頂面平整度不好,將直接影響到瀝青路面的平整度。若基層不平,即使面層攤鋪平整,但壓實后也會因虛鋪厚度不同,產生路面不平整。基層頂面平整度不好,特別是用推土機和平地機攤鋪基層混合料的高等級公路,基層的平整度難于控制,使其上瀝青砼面層的厚度變化較大。雖然剛開放交通時路面較平整,但隨著時間的推移,行車明顯感到路面不平整,再過一段時間這種現象會更加顯著。面層表面的細小不平整使行車產生較大的沖擊力,后者又進一步促使不平整加大,這種惡性循環使路面最終不得不進行修補。
總之,基層的不平整產生的原因主要在施工環節中,基層混合料原材料的質量控制,基層混合料的拌和,攤鋪,整形,碾壓施工,基層的接縫和壓實機械的調頭,停頓處都會影響到基層的平整度。
2、路基不均勻沉降
路基不均勻沉降是指路基表面在垂直方向產生較大的沉落。路基是路面的基礎,路基不均勻沉降,必然會引起路面的不平整。路基的不均勻沉降可以分為兩種情況,一是路基本身的壓縮沉降,二是路基下部天然地基承載力足,在路基自重作用下引起的沉陷或向兩側擠出而造成的。
路基的沉縮是因為路基填料選擇不當,填筑方法不合理,壓實度不足,在路基堤身內部形成過濕的夾層等因素,在荷載和水溫綜合作用下,引起路基沉縮。地基的沉陷是指天然地面下有軟土,泥沼或不密實的松土存在等原因,承載力較低,路基填筑前未經處理,通車后在路基自重及上部荷載雙重作用下,地基下沉或向兩側擠出,引起路基下陷。
3、配合比設計不理想
瀝青面層混合料的配合比設計直接影響面層的各項指標。良好的級配,合理的瀝青用量將保證路面的平整和使用壽命。否則,由于配合比設計導致瀝青混合料高溫穩定性差、水穩定性不好,產生嚴重的車轍、擁包、裂縫等病害,必將嚴重影響路面平整度。另外,基層配合比的設計將影響到半剛性基層的整體強度,作為面層的直接承重層,基層強度的好壞將直接關系到瀝青面層的各項質量指標。
4、施工工藝水平低及機械設備的落后
施工過程中,不講求工藝,操作粗放,工序銜接不緊密,攤鋪、碾壓溫度控制不嚴,接縫處理不當等整體施工工藝水平低,加之從拌合、運料到攤鋪、碾壓機械化程度水平較低,而且機械化施工的匹配與組合欠佳,檢測手段落后或不及時、不認真,均對路面平整度產生不利影響。只有采用先進的、自動化控制水平較高的機械設備并合理的配套使用,才能提高平整度,保證路面質量。因此,需要在施工中反復總結,不斷提高施工水平,逐步達到較高的施工質量要求。
二、改善平整度應注意的幾個環節
1、保證平整度應從路床開始
正如前文所說的,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底基層有關,底基層平整情況與路基密不可分。因而,保證路面平整度要從控制路基特別是路床的平整度開始,一層一層嚴格把關,嚴格控制,直到面層。實踐證明,使用攤鋪機攤鋪基層,甚至底基層,可大大提高基層的平整度。而使用平地機結合推土機也可進行基層施工,但由于此方法會使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,故在高等級公路施工中盡量避免使用該方法。
2、提供高質量的瀝青混合料
為提供高質量的瀝青混合料須從以下三個方面著手
⑴原材料 瀝青路面采用的瀝青標號,宜按照公路等級,氣候條件,交通條件,路面類型及在結構層中的層位及受力特點,施工方法等,結合當地的使用經驗,經技術論證后確定。粗集料應當潔凈,干燥,表面粗糙,質量應符合相關規定。瀝青路面的細集料包括天然砂、機制砂、石屑,細集料必須由具有生產許可證的采石場、采砂場生產。細集料應潔凈、干燥、無風化、無雜質并有適當的顆粒級配,質量要符合相關規定。填料雖在瀝青混合料中用量較少,但其質量不可有一點忽視,采用時必須符合相關規定,否則易造成質量事故。
⑵配合比 瀝青混合料必須在對同類公路配合比設計和使用情況調查研究的基礎上,充分借鑒成功經驗,選用符合要求的材料,進行配合比設計。配合比的設計過程是:目標配合比設計階段——生產配合比設計階段——生產配合比驗證階段。在進行目標混合料配合比設計時,必須嚴格按施工技術規范要求,對集料規格、級配、瀝青的各項性能進行認真檢測后,對配合比設計進行反復驗證,求得最佳配合比設計。同時,要重視試驗段的試鋪,在試鋪中、試鋪后進行驗證,最終使配合比設計科學、合理、適用。避免因配合比設計不當使面層產生擁包、麻面、松散等病害,影響平整度及路面總體質量。
經設計確定的標準配合比在施工過程中不得隨意變更。生產過程中應加強跟蹤檢測,嚴格控制進場材料的質量,如遇材料發生變化并經檢測瀝青混合料的礦料級配馬歇爾技術指標不符合要求時,應及時調整配合比,使瀝青混合料的質量符合要求并保持相結穩定,必要時重新進行配合比設計。
此外,采用改性瀝青是改善混合料熱穩定性、增強粘結力的有效措施,也是提高路面平整度的有效方法。
⑶混合料的拌制 瀝青混合料拌和設備和各種傳感器必須定期檢定,周期不少于每年一次。拌和場與工地現場距離應充分考慮交通堵塞的可能,確保混合料在溫度下降不超過要求,不致因顛簸造成混合料離析。瀝青混全料可以采用間歇式拌和機或連續式拌和機拌制,但高等級公路路面施工時,必須采用間歇式拌和機,且拌和機必須配備計算機設備,拌和過程中逐盤采集并打印各個傳感器測定的材料用量和瀝青混合料拌和量、拌和溫度等各種參數。每個臺班結束時打印出一個臺班的統計量,按規范要求進行瀝青混合料生產質量及鋪筑厚度的總量檢驗。總量檢驗的數據有異常波動時,應立即停止生產,分析原因。間歇式拌和機宜備有保溫性能好的成品儲料倉,貯存過程中混合料溫降不得大于10℃,且不能有瀝青滴漏。
3、處理好接縫
① 橫向接縫:從平整度控制的角度講,路面施工中應盡量減少攤鋪停機的現象,減少橫向接縫,同時要認真處理好橫向接縫,可大幅度提高路面的平整度。橫向接縫應盡量設置在攤鋪層表面縱坡或厚度未發生變化的區域內,繼續攤鋪前,在切割面上涂刷薄層瀝青,以增加接縫處新舊鋪筑層間的粘結,并用熱瀝青混合料將鄰近接縫處的已鋪瀝青混合料加熱。繼續攤鋪時保持原先的作業參數,并采用正確的騎縫碾壓(即向新鋪層錯輪20cm-25cm與接縫平行碾壓),可獲得平整度較好的橫向接縫。
② 縱向接縫:當一臺攤鋪機施工不能滿足全幅施工時,應采用兩臺攤鋪機一前一后同步攤鋪,以消除攤鋪機過寬造成混合料離析現象,避免鋪成的瀝青混合料的不均勻性。攤鋪采用梯隊作業的縱縫采用熱接縫,將已鋪部分留下100~200mm寬暫不碾壓,作為后續部分的基準面,然后作跨縫碾壓以消除縫跡。當半幅施工或因特殊原因而產生縱向冷接縫時,宜加設檔板或加設切刀切齊,也可在混合料尚未完全冷卻前用鎬刨除邊緣留下毛茬的方式,但不宜在冷卻后采用切割機作縱向切縫。加鋪另半幅前應涂灑少量瀝青,重疊在已鋪層上50~100mm,再鏟走鋪在前半幅上面的混合料,碾壓時由邊向中碾壓留下100~150mm,再跨縫擠緊壓實。或者先在已壓實路面上行走碾壓新鋪層150mm左右,然后壓實新鋪部分。
4、混合料的運輸:熱拌瀝青混合料宜采用大噸位的運料車運輸,但不得超載運輸,或急剎車、急彎掉頭使透層,封層造成損傷。運料車的運力應稍有富余,施工過程中攤鋪機前方應有運輸車等候。對高等級公路,開始攤鋪前等候的運輸車不宜少于10輛。
運料車運輸混合料宜用苫布覆蓋保溫、防雨、防污染。運料車進入攤鋪現場時,輪胎上不得沾有泥土等可能污染路面的臟物,否則宜設水池洗凈輪胎后進入工程現場。瀝青混合料在攤鋪地點憑運料單接收,若混合料不符合施工溫度要求,或已經結成團塊、已遭雨淋的不得鋪筑。
5、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。因而,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。
a.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,大約運行3m-8m才能達到正常。因而減少停頓,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來合理選擇攤鋪速度;
b.嚴格控制螺旋分料器的轉速,并保證熨平板前熱混合料的高度不變。通常混合料的高度應與螺旋分料器的軸心線平齊。過高或過低都將影響熨平板的受力平衡,使路面出現波良;
c.根據需達到的厚度,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;
d.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;
e. 合理選擇自動找平方式。一般底面層利用基準鋼絲繩來確保高程控制,中、上面層利用浮動基準梁(平衡梁)來達到較好的平整度。
6、碾壓控制
① 碾壓溫度:瀝青混合料在限定的范圍內溫度越高,其可塑性越大,越容易在外力作用下縮小其空隙率和增加其密實度,越容易獲得平整效果。因此,初壓是緊跟攤鋪機后碾壓,復壓和終壓溫度必須嚴格地控制。
② 碾壓方法:瀝青砼路施工應配備足夠數量的壓路機,選擇合理的壓路機組合方式及初壓、復壓、終壓的碾壓步驟,以達到最佳碾壓效果。壓路機的數量應滿足施工要求,當施工時氣溫低,風大等不利條件時,壓路機的數量還要增加。在碾壓過程中可遵循以下規則:由低向高處(橫坡)碾壓,先靜止后振動碾壓;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;壓路機折返的平面位置不在同一斷面上,而是呈階梯形等。壓路機不得在未碾壓成型路段上轉向、調頭、加水或停留。在當天成型的路面上不得停放各種機械設備或車輛(特別是壓路機)。
③ 碾壓控制壓實度:瀝青混合料壓實度越高,在使用過程中被壓實的可能性就越小,平整度就越好。對于前一天施工的路段,第二天要現場鉆取芯樣,試驗取得壓實度等指標,以驗證已完路段的質量,并為下面的施工提供技術支持。
三、小結
路面平整度是評定路面質量的一個重要指標,它關系到行車的安全、舒適及路面的使用壽命。它不僅受制于路基不均勻沉降,橋臺背填土沉降 、基層頂面平整度等方面的原因,也受到施工設備裝備水平和施工人員素質的多方面影響。只有我們在這些方面和環節都能處理好,才能使我們的路面平整度達到滿意的效果,才能創造更高的經濟和社會效益。