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摘要:沥青路面平整度是影响行车安全性和舒适性的重要因素.根据多年工作经验,通过分析各种可能的影响因素,对提高平整度提出相应的控制措施。
关键词:沥青路面;平整度;影响因素;应对措施
中图分类号:U416.217 文献标识码:A 文章编号:
随着高等级公路的迅速发展,对于路面平整度要求越来越高,由于沥青路面具有表面平整、行车舒适、耐磨抗滑、低噪声、施工周期短、维修简便等特点,而被广泛应用。人们乘车在高速公路上行驶,平整度能直接反映高速公路通车后的整体效果,是体现路面使用品质与行车舒适性的最直接的外观指标。路面平整度的好坏,直接影响道路通过性、行车安全、舒适性。
1影响沥青路面平整度的主要因素
路面平整度是道路设计、施工质量的综合体现。沥青路面的施工,影响因素很多,单是路面平整度,就与施工人员素质、路基施工质量、桥头涵洞两端及桥梁伸缩缝的处理、路面底基层及基层的施工、路面施工质量有关,而这些恰恰就是影响路面平整度的主要原因。下面就沥青路面产生不平整的原因作简要分析,希望能在今后施工中起到一些借鉴作用。
1.1路基不均匀沉降,造成已铺路面出现坑凹
路基是路面的基础,路基不均匀沉陷,必然会引起路面不平整,分析其原因不外乎:(1)路基填土控制不好,原路面形成高低不平,改造时挖开路面后发现部分路段由于土质原因,采用高液限粘土填筑的路基,不同程度的出现了路基不均匀沉降。(2)半挖半填路基的接合部處理不当、路基压实度不足,半挖半填较多,当路面完成后,出现沉陷和裂缝,是由于路基填料的含水量大,施工时未能按规范要求宽度挖台阶施工,造成路基填料接缝接合部产生裂缝和沉降,路基压实不足,使路基土壤的密实程度偏低,土体透水性较强,造成水分集聚和侵蚀路基,使路基土软化而产生不均匀沉降。(3)特殊地基路段、路基防护排水不完善,造成部分路基沉陷,由于对原地基勘探不详,有部分路基修筑在软土地段,因软土的压缩性大,在自重和车辆荷载的作用下产生沉降,部分路段是由于路基的防护、排水系统不完善,造成湿软、排水不畅,引起路基变形。
1.2桥梁涵洞两端接合处及桥梁伸缩缝的跳车,严重影响着路面整体平整度
桥梁涵洞两端与路基接头病害,是一个比较普遍的现象,也是最常见的公路病害之一,主要表现在:(1)桥梁、涵洞的台背填土,由于压实机械的作业面狭小而是压实不到位,通车后,引起路基的压缩沉降。2)台背填料与台身的刚度差别大,造成沉降不均匀。(3)在桥梁、涵洞与路基结合处,常会产生细小缩裂缝,雨水渗入后,使路基产生病害,导致该处路基发生沉陷。(4)桥梁伸缩缝在选型和施工时考虑不周和处理不当,产生跳车现象。
1.3 基层的影响
从摊铺的工作原理看,基层不平会严重影响面层的平整度,但在装有自动找平仪后,基本上可以消除这一现象,但如果基层的高差过大时,因为松铺厚度不同,面层在压实后,平整度偏差仍然很大,“基层不平面层调,下层不足上层找”的老方法对平整度要求很高的高速公路来说是根本行不通的。
1.4 摊铺基准的影响
摊铺机基准线的控制,也影响着路面平整度。路面摊铺是按照预先设定的基准线来控制,但施工单位往往不够重视或由于高程的找平误差,造成基准控制不好、基准线因张拉力不足或支承间距太大而产生绕度,使面层出现波浪;挂线高程测量不准,量线失误或桩位移动,都会通过架设在钢丝线上的仪表反映在相应的摊铺路段上,造成路面高低起伏。
1.5摊铺工艺的影响
摊铺作业是铺筑沥青混合料路面的重要环节,要铺筑均匀平整的路面,必须保证连续,均匀地供料,铺筑过程中任何中断或变化均会影响摊铺路面的平整度。
摊铺机工作时,行进速度有较大的影响。较低的车速可以保证更好的平整度,在摊铺下层粗粒式沥青混合料时,摊铺机速度一般控制4.5m/min;摊铺表面层时,车速应减慢为2.5m/min,在施工中因供料不均匀等原因,摊铺机的操作人员常采取调整摊铺机速度以适应拌和场供料的需要。摊铺速度不恒定,引起摊铺密度的变化,影响到路面的平整度。另外,送料车在摊铺机施工过程中顶推时制动力过大,会增加摊铺机行驶阻力、也会改变摊铺机的速度,对路面平整度产生不良影响。当摊铺机停机时,摊铺层的热混合料在熨平装置的自重作用下,会稍微下沉,使摊铺面出现压痕台阶,因此摊铺机起步与熨平板的起振宜同步,以保证混合料在摊铺一开始通过小振幅振动,使混合料颗粒重新集聚至合适的位置,使得铺筑层得到比较均匀的密度。若振动、起步两个动作不同步,将会导致铺筑的混合料局部密度不一,从而影响路面平整度。
1.6接缝处理欠佳
横向接缝(工作缝)处理不好容易产生缺陷使接缝处凹凸不平;由于接缝是接着已压实好的路面摊铺,开始摊铺时没有调整好松铺厚度,压实后会产生台阶。这也是影响路面平整度的原因之一。
2保证沥青路面施工平整度的措施
沥青路面平整度要达到行车舒适这一要求,要从路基施工准备阶段就开始重视,所有参加公路建设工程的施工单位,都有义不容辞的责任,都必须强化施工管理,完善施工工艺和施工方法,提高施工质量,才能从源头上、根本上解决问题,社会效益和工程质量才能得到保证。
2.1路基换填
对于高液限粘土或特殊路基路段,进行换填处理。换填时先进行全幅开挖,根据现场的土质,挖深1.2m,晾干基底再整平、碾压密实。填料采用级配碎石,其压碎值为14.5%,塑性指数为5,针片状含量为11%,最佳含水量为5.2%。施工时考虑到铺筑过程水分的损失,级配碎石的拌和含水量为6.5%,严格控制每层的铺筑厚度及压实度,每层松铺厚度为20cm,碾压使用15t振动压路机,振动碾压6遍,每层压实完后必须经检测压实度达到96%以上方才能施工下一层。填筑到底基层顶面位置时,检测其弯沉代表值为98.6(mm/100),达到高等级公路同一结构的弯沉要求。
2.2调平水稳层、加铺沥青砼调平层
①对于路基沉降变形较大的路段加铺水稳调平层,进行水稳层调平后再摊沥青面层。施工调平层之前,根据测量结果与路面情况对调平层的起终点位置进行刨铣,使调平层很好地接顺原路面,确保路面平整度。其平整度得到很大的提高。
②对路面变形较小的路段加铺沥青砼调平层,部分路段增加沥青砼调平层处理后再摊铺沥青面层。沥青调平层施工前为保证接合处的平整,对调平的周围进行刨铣后再施工调平层。
2.3桥头、涵洞两端及伸缩缝技术控制
桥头、涵洞两端引起的跳车现象,成为各个公路路线上一个主要克服和攻关项目,要对其彻底进行治理好,要从以下几点着手:①地基加固处理,为消除桥台和台后填方段的差异沉降变形,需对地基进行加固,尤其是特殊路基,如软土地基、湿陷性黄土地基、河流相冲击洪积物地基等需进行特殊处理 软土属高压缩、大变形地基,对该地基首先采用插塑料板、袋装砂井的超载预压等方法进行排水加固,其次根据填方路提的压力计算,采用喷粉桩、挤密桩等进行加固处理;河流冲积物,是长年累月积累下来的,沉积物种类多,要充分分析其成份,做好设计,进行地基渐变加固;湿陷性黄土要做好防排水设计,采用强夯等办法进行加固。②桥头设计过渡段,即在一定长度范嗣内铺设过渡性路面或设置搭板,可以使在柔性结构路段产生的较大沉降通过过渡段至桥涵结构物上,车辆行驶就不至于产生跳车。③台背填料的选择。在挖方地段的台背回填部位,因场地特别窄小,可选用当地的石渣、砂砾等优质填料;在高填方的拱涵及涵洞与侧墙的相接部位,尽量选用内摩擦角大的填料进行填筑,而且施工时应注意填料土压的平衡,不发生偏移,以免造成工程事故。④在靠近构造物背后设置必要的地下排水设施,也可在桥台与填方结合处及过渡段的路面下设置垫层,防止路面下渗水进入填方,对中间为砂砾填料、两侧为土类填料的填方与加固地基的连接处做纵向集水管和横向排水管,以排泄填方与加固地基之问的下渗水。⑤强化施工质量管理,提高桥涵两端路堤的施工质量,完善施工工艺、方法和强化管理。为适应桥涵端部而路提施工场地窄小、压实区域形状不规则而工期又紧迫的特点,应使用专用的小型压实机械。
2.4选用TST碎石伸缩缝
橡胶伸缩缝由于厚度固定,难以安装同路面平整,并在长久的日晒和高速的车轮作用在下容易产生变形老化。而TST碎石伸缩缝是在面层施工后把缝切出来,清除干净再浇筑伸缩缝,其平整度较容易控制。如某路段所有桥涵伸缩缝在改造前都是用橡胶伸缩缝,改造时全部改用TST碎石伸缩缝,其平整度得到了很大的提高。
2.5严格控制基层平整度
严格控制基层平整,在面层铺筑前用3m尺对基层进行平整度检测,平整度较差且大于8mm段进行整平。认真找平放线,确保基层标高和基准线标高准确无误。基层标高超过允许范围时,高处必须铲平,低处可用细粒式沥青砼补平。面层铺筑前受到其他工序污染,表面滴落水泥成硬渣的部位全部清除,以确保面层平整度。
2.6摊铺基准线及工艺的控制
施工時,挂钢丝绳的支柱钢筋间距10m,用两台精密水准仪测量控制钢筋的高程。使用Φ2mm的高强度钢绞线,用紧线器拉紧安放在支柱的调整横杆上,每两根钢支柱间钢丝绳的挠度不大于2mm,张紧钢丝绳的拉力在1000N左右。为保证连续作业,每侧钢丝绳准备有三根200m长的钢绞线,在未走完本段钢丝之前,下段钢丝已经架设完成。经检测合格率只有80%,后经研究改用浮动基准梁(平衡梁)法,使用基准梁后其合格率可达95%以上。两种确立基准面的方法应用的基本原则是当以控制高程为主时,以走钢丝为宜;当以控制厚度、平整度为主时,则采用浮动基准梁法。
(1)摊铺机的摊铺速度控制,摊铺机应该匀速,不停顿地连续摊铺,严禁时快时慢。在摊铺过程中,尽量避免停机。每天施工停机中断摊铺点都放在构造物一端预定做收缩缝的位置。在中途万一出现停机,应将摊铺机熨平板锁紧不使下沉。
(2)摊铺机操作控制措施,选用熟练的摊铺机操作手,并进行上岗前培训;在摊铺过程中,运料车在摊铺机前1m处停住,并挂空档,依靠摊铺机推动缓慢前进,并有专人指挥卸料车进行卸料;确保摊铺机供料的连续性,保证布料螺杆内的料位高度稳定、均匀、连续,料位高度保持在中心轴以上叶片的2/3为宜。摊铺前,熨平板必须清理干净,调整好熨平板的高度和横坡后,预热熨平板。熨平板的预热温度100℃接近沥青混合料的温度。
2.7接缝处理
对于横向接缝,应于接缝处起继续摊铺混合料前,用3m直尺检查已铺路面端部平整度,不符合要求时应予清除。在摊铺新混合料时根据松铺系数1.15来调整好预留高度,接缝摊铺层施工结束后再用3m直尺检查平整度,当有不符合要求者应趁混合料尚未冷却时立即处理,以保证横向接缝处的路面平整度。
3 结 语
上述对沥青混凝土路面平整度影响因素的分析探讨认为,造成路面不平整的因素很多,但只要认真地、科学地对待,做到材料选用优良,设备配置先进合理,施工工艺先进,施工组织严密,全员质量意识增强,加强施工现场管理,才能保证路面平整度,提高路面工程质量。
关键词:沥青路面;平整度;影响因素;应对措施
中图分类号:U416.217 文献标识码:A 文章编号:
随着高等级公路的迅速发展,对于路面平整度要求越来越高,由于沥青路面具有表面平整、行车舒适、耐磨抗滑、低噪声、施工周期短、维修简便等特点,而被广泛应用。人们乘车在高速公路上行驶,平整度能直接反映高速公路通车后的整体效果,是体现路面使用品质与行车舒适性的最直接的外观指标。路面平整度的好坏,直接影响道路通过性、行车安全、舒适性。
1影响沥青路面平整度的主要因素
路面平整度是道路设计、施工质量的综合体现。沥青路面的施工,影响因素很多,单是路面平整度,就与施工人员素质、路基施工质量、桥头涵洞两端及桥梁伸缩缝的处理、路面底基层及基层的施工、路面施工质量有关,而这些恰恰就是影响路面平整度的主要原因。下面就沥青路面产生不平整的原因作简要分析,希望能在今后施工中起到一些借鉴作用。
1.1路基不均匀沉降,造成已铺路面出现坑凹
路基是路面的基础,路基不均匀沉陷,必然会引起路面不平整,分析其原因不外乎:(1)路基填土控制不好,原路面形成高低不平,改造时挖开路面后发现部分路段由于土质原因,采用高液限粘土填筑的路基,不同程度的出现了路基不均匀沉降。(2)半挖半填路基的接合部處理不当、路基压实度不足,半挖半填较多,当路面完成后,出现沉陷和裂缝,是由于路基填料的含水量大,施工时未能按规范要求宽度挖台阶施工,造成路基填料接缝接合部产生裂缝和沉降,路基压实不足,使路基土壤的密实程度偏低,土体透水性较强,造成水分集聚和侵蚀路基,使路基土软化而产生不均匀沉降。(3)特殊地基路段、路基防护排水不完善,造成部分路基沉陷,由于对原地基勘探不详,有部分路基修筑在软土地段,因软土的压缩性大,在自重和车辆荷载的作用下产生沉降,部分路段是由于路基的防护、排水系统不完善,造成湿软、排水不畅,引起路基变形。
1.2桥梁涵洞两端接合处及桥梁伸缩缝的跳车,严重影响着路面整体平整度
桥梁涵洞两端与路基接头病害,是一个比较普遍的现象,也是最常见的公路病害之一,主要表现在:(1)桥梁、涵洞的台背填土,由于压实机械的作业面狭小而是压实不到位,通车后,引起路基的压缩沉降。2)台背填料与台身的刚度差别大,造成沉降不均匀。(3)在桥梁、涵洞与路基结合处,常会产生细小缩裂缝,雨水渗入后,使路基产生病害,导致该处路基发生沉陷。(4)桥梁伸缩缝在选型和施工时考虑不周和处理不当,产生跳车现象。
1.3 基层的影响
从摊铺的工作原理看,基层不平会严重影响面层的平整度,但在装有自动找平仪后,基本上可以消除这一现象,但如果基层的高差过大时,因为松铺厚度不同,面层在压实后,平整度偏差仍然很大,“基层不平面层调,下层不足上层找”的老方法对平整度要求很高的高速公路来说是根本行不通的。
1.4 摊铺基准的影响
摊铺机基准线的控制,也影响着路面平整度。路面摊铺是按照预先设定的基准线来控制,但施工单位往往不够重视或由于高程的找平误差,造成基准控制不好、基准线因张拉力不足或支承间距太大而产生绕度,使面层出现波浪;挂线高程测量不准,量线失误或桩位移动,都会通过架设在钢丝线上的仪表反映在相应的摊铺路段上,造成路面高低起伏。
1.5摊铺工艺的影响
摊铺作业是铺筑沥青混合料路面的重要环节,要铺筑均匀平整的路面,必须保证连续,均匀地供料,铺筑过程中任何中断或变化均会影响摊铺路面的平整度。
摊铺机工作时,行进速度有较大的影响。较低的车速可以保证更好的平整度,在摊铺下层粗粒式沥青混合料时,摊铺机速度一般控制4.5m/min;摊铺表面层时,车速应减慢为2.5m/min,在施工中因供料不均匀等原因,摊铺机的操作人员常采取调整摊铺机速度以适应拌和场供料的需要。摊铺速度不恒定,引起摊铺密度的变化,影响到路面的平整度。另外,送料车在摊铺机施工过程中顶推时制动力过大,会增加摊铺机行驶阻力、也会改变摊铺机的速度,对路面平整度产生不良影响。当摊铺机停机时,摊铺层的热混合料在熨平装置的自重作用下,会稍微下沉,使摊铺面出现压痕台阶,因此摊铺机起步与熨平板的起振宜同步,以保证混合料在摊铺一开始通过小振幅振动,使混合料颗粒重新集聚至合适的位置,使得铺筑层得到比较均匀的密度。若振动、起步两个动作不同步,将会导致铺筑的混合料局部密度不一,从而影响路面平整度。
1.6接缝处理欠佳
横向接缝(工作缝)处理不好容易产生缺陷使接缝处凹凸不平;由于接缝是接着已压实好的路面摊铺,开始摊铺时没有调整好松铺厚度,压实后会产生台阶。这也是影响路面平整度的原因之一。
2保证沥青路面施工平整度的措施
沥青路面平整度要达到行车舒适这一要求,要从路基施工准备阶段就开始重视,所有参加公路建设工程的施工单位,都有义不容辞的责任,都必须强化施工管理,完善施工工艺和施工方法,提高施工质量,才能从源头上、根本上解决问题,社会效益和工程质量才能得到保证。
2.1路基换填
对于高液限粘土或特殊路基路段,进行换填处理。换填时先进行全幅开挖,根据现场的土质,挖深1.2m,晾干基底再整平、碾压密实。填料采用级配碎石,其压碎值为14.5%,塑性指数为5,针片状含量为11%,最佳含水量为5.2%。施工时考虑到铺筑过程水分的损失,级配碎石的拌和含水量为6.5%,严格控制每层的铺筑厚度及压实度,每层松铺厚度为20cm,碾压使用15t振动压路机,振动碾压6遍,每层压实完后必须经检测压实度达到96%以上方才能施工下一层。填筑到底基层顶面位置时,检测其弯沉代表值为98.6(mm/100),达到高等级公路同一结构的弯沉要求。
2.2调平水稳层、加铺沥青砼调平层
①对于路基沉降变形较大的路段加铺水稳调平层,进行水稳层调平后再摊沥青面层。施工调平层之前,根据测量结果与路面情况对调平层的起终点位置进行刨铣,使调平层很好地接顺原路面,确保路面平整度。其平整度得到很大的提高。
②对路面变形较小的路段加铺沥青砼调平层,部分路段增加沥青砼调平层处理后再摊铺沥青面层。沥青调平层施工前为保证接合处的平整,对调平的周围进行刨铣后再施工调平层。
2.3桥头、涵洞两端及伸缩缝技术控制
桥头、涵洞两端引起的跳车现象,成为各个公路路线上一个主要克服和攻关项目,要对其彻底进行治理好,要从以下几点着手:①地基加固处理,为消除桥台和台后填方段的差异沉降变形,需对地基进行加固,尤其是特殊路基,如软土地基、湿陷性黄土地基、河流相冲击洪积物地基等需进行特殊处理 软土属高压缩、大变形地基,对该地基首先采用插塑料板、袋装砂井的超载预压等方法进行排水加固,其次根据填方路提的压力计算,采用喷粉桩、挤密桩等进行加固处理;河流冲积物,是长年累月积累下来的,沉积物种类多,要充分分析其成份,做好设计,进行地基渐变加固;湿陷性黄土要做好防排水设计,采用强夯等办法进行加固。②桥头设计过渡段,即在一定长度范嗣内铺设过渡性路面或设置搭板,可以使在柔性结构路段产生的较大沉降通过过渡段至桥涵结构物上,车辆行驶就不至于产生跳车。③台背填料的选择。在挖方地段的台背回填部位,因场地特别窄小,可选用当地的石渣、砂砾等优质填料;在高填方的拱涵及涵洞与侧墙的相接部位,尽量选用内摩擦角大的填料进行填筑,而且施工时应注意填料土压的平衡,不发生偏移,以免造成工程事故。④在靠近构造物背后设置必要的地下排水设施,也可在桥台与填方结合处及过渡段的路面下设置垫层,防止路面下渗水进入填方,对中间为砂砾填料、两侧为土类填料的填方与加固地基的连接处做纵向集水管和横向排水管,以排泄填方与加固地基之问的下渗水。⑤强化施工质量管理,提高桥涵两端路堤的施工质量,完善施工工艺、方法和强化管理。为适应桥涵端部而路提施工场地窄小、压实区域形状不规则而工期又紧迫的特点,应使用专用的小型压实机械。
2.4选用TST碎石伸缩缝
橡胶伸缩缝由于厚度固定,难以安装同路面平整,并在长久的日晒和高速的车轮作用在下容易产生变形老化。而TST碎石伸缩缝是在面层施工后把缝切出来,清除干净再浇筑伸缩缝,其平整度较容易控制。如某路段所有桥涵伸缩缝在改造前都是用橡胶伸缩缝,改造时全部改用TST碎石伸缩缝,其平整度得到了很大的提高。
2.5严格控制基层平整度
严格控制基层平整,在面层铺筑前用3m尺对基层进行平整度检测,平整度较差且大于8mm段进行整平。认真找平放线,确保基层标高和基准线标高准确无误。基层标高超过允许范围时,高处必须铲平,低处可用细粒式沥青砼补平。面层铺筑前受到其他工序污染,表面滴落水泥成硬渣的部位全部清除,以确保面层平整度。
2.6摊铺基准线及工艺的控制
施工時,挂钢丝绳的支柱钢筋间距10m,用两台精密水准仪测量控制钢筋的高程。使用Φ2mm的高强度钢绞线,用紧线器拉紧安放在支柱的调整横杆上,每两根钢支柱间钢丝绳的挠度不大于2mm,张紧钢丝绳的拉力在1000N左右。为保证连续作业,每侧钢丝绳准备有三根200m长的钢绞线,在未走完本段钢丝之前,下段钢丝已经架设完成。经检测合格率只有80%,后经研究改用浮动基准梁(平衡梁)法,使用基准梁后其合格率可达95%以上。两种确立基准面的方法应用的基本原则是当以控制高程为主时,以走钢丝为宜;当以控制厚度、平整度为主时,则采用浮动基准梁法。
(1)摊铺机的摊铺速度控制,摊铺机应该匀速,不停顿地连续摊铺,严禁时快时慢。在摊铺过程中,尽量避免停机。每天施工停机中断摊铺点都放在构造物一端预定做收缩缝的位置。在中途万一出现停机,应将摊铺机熨平板锁紧不使下沉。
(2)摊铺机操作控制措施,选用熟练的摊铺机操作手,并进行上岗前培训;在摊铺过程中,运料车在摊铺机前1m处停住,并挂空档,依靠摊铺机推动缓慢前进,并有专人指挥卸料车进行卸料;确保摊铺机供料的连续性,保证布料螺杆内的料位高度稳定、均匀、连续,料位高度保持在中心轴以上叶片的2/3为宜。摊铺前,熨平板必须清理干净,调整好熨平板的高度和横坡后,预热熨平板。熨平板的预热温度100℃接近沥青混合料的温度。
2.7接缝处理
对于横向接缝,应于接缝处起继续摊铺混合料前,用3m直尺检查已铺路面端部平整度,不符合要求时应予清除。在摊铺新混合料时根据松铺系数1.15来调整好预留高度,接缝摊铺层施工结束后再用3m直尺检查平整度,当有不符合要求者应趁混合料尚未冷却时立即处理,以保证横向接缝处的路面平整度。
3 结 语
上述对沥青混凝土路面平整度影响因素的分析探讨认为,造成路面不平整的因素很多,但只要认真地、科学地对待,做到材料选用优良,设备配置先进合理,施工工艺先进,施工组织严密,全员质量意识增强,加强施工现场管理,才能保证路面平整度,提高路面工程质量。