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摘要:路面平整度是衡量道路使用品質的一个重要指标,其影响因素多出现在施工阶段,施工质量的好坏直接关系到路面的平整与否。
关键词:路面施工;路面平整;施工技术
一 引言
平整度作为衡量公路质量的一项技术参数,与各方面的因素紧密相关,提高沥青路面的平整度要从各个环节入手,加强现场管理力度。在施工过程中,虽然各承包人都在努力采取各种措施提高沥青混凝土路面的平整度,但还是存在许多问题。要建立完整的质量保证体系,不断总结施工经验,以达到提高沥青混凝土路面平整度的目的。
二 造成路面不平整的原因
主要表现为坑凹、起拱、波浪、接缝台阶、碾压车辙、桥头或涵洞两侧的沉降、桥梁伸缩缝的跳车等。路面的平整度是一项综合性指标,涉及到施工过程各个环节的许多因素,而且是路面施工全过程各个环节质量的最终体现。造成路面不平整或平整度下降的原因主要是以下几个方面:
2.1 施工填料、压实度
在路基施工中若将未经过处理的建筑垃圾或成分复杂的土壤作为填料,则由于其化学成分复杂、稳定性差、难压实等特点而引起公路路基膨胀或产生不均匀沉降;公路路基内分布有地下构筑物或者管线等物质的存在使路基的每个压实层被分割为多个小块不连续的工作面,导致大型施工机械难以施工,在靠近构筑物或各种井壁周围的土壤,其压实难度也相应增大,这些现象中若施工时重视程度不够或施工方法不当或填料含水量偏大等等均会在很大程度上影响着路基的压实度。
2.2局部沉降。
在路基施工中由于地下存在各种构筑物尤其是市政道路底部有大量检查井、阀门井等等。在该类井施工过程中由于对井底土夯实强度未达到要求、井底垫层混凝土标号较低或垫层厚度不够导致上部受力较大时产生沉降;井壁砌筑时由于砂浆不饱满或留有施工通缝等现象造成井内井外水相互渗漏造成井外土壤强度下降或井外回填土随水流入井内等产生沉降;构筑物及井壁四周土壤在回填过程中没有按照回填标准施工,导致夯实强度不能达到要求使构筑物周围或井口四周出现沉降。
2.3 沥青混合料。
沥青混合料配合比设计在很大程度上影响着沥青路面的平整度。若混合料油石比较大则最终的沥青路面面层易产生起包或泛油,在高温季节易产生车辙,油石比较小则路面易出现松散现象,石子被带走后会出现坑槽,使平整度明显下降;矿料的级配不符合要求,集料的压碎值和石料的抗压强度太差和细长扁平颗粒含量过高,使路面混合料的稳定度降低;若混合料拌合不均匀则路面难以摊铺成型,导致碾压密实度和均匀度不足;若设备拌合生产能力不足,摊铺机待料时间过长,则会引起混合料温度下降导致局部不平整;若混合料拌合过程中出现其他的意外情况,造成拌合料含水量大时,会出现料温不均匀现象。
2.4 施工过程中摊铺技术。
摊铺机本身性能以及施工人员的操作水平在很大程度上影响着路面的平整度,如摊铺机自动找平装置应用不当,摊铺机参数不稳定,摊铺机速度快慢不均匀,供料速度忽快忽慢,以及纵横接缝处理不合理都会导致面层不平整。
2.5施工过程中碾压技术。
碾压时若采用低频率、高振幅的压路机,会产生“跳动”夯击现象而破坏路面平整度;初压时若温度过高会导致压路机的轮迹明显,沥青料前后推移较大,复压温度过高会导致压路机粘结沥青细料,影响表面级配,温度过低,则不易碾压密实和平整;碾压过程中若速度不均匀、急刹车和突然起动、随意停置和掉头转向等都会引起路面推拥造成路面不平整;碾压行进路线错误或不注意错轮碾压,会引起路面不平;碾压遍数不够,在通车后易形成车辙;碾压遍数太多,或在短时间集中重复碾压,会造成己成型路面的推移,形成龟裂和波浪。
三 施工措施
3.1摊铺施工方面
3.1.1 自卸汽车卸料
摊铺开始时,在施工现场至少应有 5 辆车等候卸料;在开始摊铺时,采用后到位的车辆先卸料,保证摊铺机起步的正常运行。运抵现场的混合料,应逐车检测,并作详细记录,对温度过低、有夹团或有拌合不均匀的混合料,禁止摊铺。
3.1.2 施工的摊铺方式
如果为多机摊铺,则应在尽量减少摊铺次数的前提下,各条摊铺带的宽度可以有所不同 (即梯队作业方式),梯队间距不宜太大,宜在5~15m 之间,以便形成热接缝。如为单机非全幅作业,每幅不宜铺筑太长,应在铺筑 100~150m 后调头完成另一幅,此时一定要注意接好缝。在铺筑面层时最好是双机梯队全幅铺筑。应当说明,目前在高速公路和一级公路沥青路面施工中,一般均要求采用单机全幅摊铺或双机梯队摊铺方式,以保证纵向热接缝。
3.1.3 施工过程中厚度调整及检测
① 松铺厚度的调整 (初始阶段) 和检测。在摊铺作业的初始阶段,应加强松铺厚度的检测 (沿摊铺方向分内、中、外,每米测 3 个点),松铺厚度偏差在 5mm 以内,不进行厚度调整;否则,应进行厚度调节,但厚度调节的速度不可太快,应平缓过渡。固定弦线基准的摊铺作业,以摊铺机行走 4~5m,均匀转一周调节手柄为宜。松铺厚度的检测应连续,记录应详实,数据应可靠。
② 摊铺温度的检测。摊铺作业后,应对松铺层的混合料温度进行检测,以便确定摊铺温度是否恰当。摊铺温度应按桩号及距摊铺机的距离相应测定,记录应准确。温度有变化时,应立即通知技术人员,查明原因,制定相应对策。
③ 松铺层平整度的监测。对松铺层平整度的监测,是对摊铺层进行碾压前的一个非常重要的工序,它可以在事前控制路面平整度,避免在碾压后造成平整度达不到要求,而又难以修正的情况,同时它还可以对碾压之后的平整度进行检查,验证碾压过程的正确与否;这种方法是一种全新的工工艺,目前正在推广。通过对松铺层平整度的检测,用统计方法,能够分析影响平整度的因素,通过一组检测数据,能够分析判断摊铺机、基准梁安装等对平整度的影响。
3.2 施工压实技术
3.2.1碾压技术
沥青混合料面层碾压工艺可分为初压、复压、终压、修复碾压四个阶段。
①初压施工
初压又称为稳压,是压实的基础,其目的是整平稳定混合料,同时为复压创造有利条件,因此,要注意压实的平整性。由于沥青混合料在摊铺机的熨平板前已经过初步整型压实,而且刚摊铺的混合料温度较高,常在 140℃左右,因此只要较小的压实功就可以达到较好的稳定压实效果。通常用 6~8T 的双钢轮压路机或 8~10T 振动压路机,前进时 (关闭振动装置) 以 2~2.5km/h 左右的速度碾压 2 遍,对于单驱动轮压路机,碾压时必须注意驱动轮在前,尽量减小推移。一般不采用普通轮胎压路机进行初压。
②复压施工
复压是压实的主要阶段,其目的是使混合料密实、稳定、成型。因此,复压应在较高的温度下并紧跟初压后面进行,复压期间的温度不应低于 120~130℃。复压时通常用 10~12T 双驱双振压路机,以 3~5km/h 的速度碾压 4 遍,再用 20~26T 的轮胎压路机,以 4~5km/h 的速度碾压 2 遍,具体碾压遍数参照铺筑试验段时所得的结果确定,通常不少于 6 遍。
③终压施工
终压是消除轮迹、缺陷和保证面层有较好平整度的最后一步。由于终压要消除复压过程中表面遗留的不平整印迹,保证路面的平整度,因此,沥青混合料也需要在较高但又不能过高的碾压温度下结束碾压。终压结束时温度在 《公路沥青路面施工技术规范》 (JTJ F40-2004)中规定为 70℃,实践表明:规范中的这个温度偏低。在一般公路路面施工中,终压结束时的温度不应低于 90℃,在高速公路施工中,终压结束时的温度最好不低于 100℃。
④修复碾压施工
修复碾压的目的是提高路面平整度,经实践证明效果很好,具体方法是:终压完成后,立即用 6m 直尺检查路面平整度,并标出间隙大于 2mm 的凸出点,然后用 10t 左右的振动压路机先横向碾压,后纵向碾压,直至间隙小于 2mm,这样可以大大提高路面的平整度。
四 机械设备性能及操作者水平的影响
施工机械设备性能的好坏和人员操作水平的高低,决定着路面面层的平整度。摊铺机和压路机是沥青路面面层施工的主要机具设备, 其自身的性能及操作对摊铺平整度影响很大。 摊铺机结构参数不稳定、 行走装置打滑、 摊铺机摊铺的速度快慢不匀、 机械猛烈起步和紧急制动以及供料系统速度忽快忽慢都会造成面层的不平整和波浪。摊铺机或压路机操作不正确, 最容易造成路面出现波浪、 搓板。
五 接缝工艺
横向接缝, 包括同向接缝与对向接缝。 接缝前将3m直尺沿路线纵向靠在已施工段的端部, 伸出端部的直尺呈悬臂状; 以已施工路面与直尺脱离点定出接縫位置,切缝应与路中线垂直。 用锯缝机割齐后铲除废料, 用水将接缝处冲洗干净并用森林灭火器 (或空气压缩鼓风机) 吹干后, 涂刷粘层油, 待粘层油破乳后, 依据松铺厚度在接缝处垫上合适的薄木板, 使其摊铺厚度等于松铺厚度。 坐好摊铺机, 摊铺机熨平板里侧与接缝平行且稍稍靠里。 给熨平板加热, 熨平板底大约在120℃时,开始摊铺, 两边各设一操作人员调整摊铺机。对向接缝, 是在摊铺机前的接缝。 在摊铺要距接缝50m左右时, 根据前方路面厚度, 适当调整摊铺厚度。 在距接缝10m左右, 根据接头及摊铺厚度在路两侧架设铝合金直尺, 测量标高正确后, 把自动找平传感器调整到直尺上。 仪器调好后, 让摊铺机自动爬坡。把接缝料整平处理好后, 开始碾压, 碾压与同向接缝相同。
纵向接缝分热接缝和冷接缝。 热接缝时, 一台摊铺机的摊铺宽度不宜超过6m (双车道) ~7.5m (3车道以上), 通常宜采用两台或更多台数的摊铺机前后错开10~20m, 呈梯队方式同步摊铺, 两幅之间应有30~60mm左右宽度的搭接, 并躲开车道轮迹带, 上、 下层的搭接位置宜错开200mm以上。 冷接缝时, 与横向接缝处理类似。 新铺料与旧路的搭接量应尽量减小, 一般控制在2~3cm; 并应考虑新铺料的松铺系数 。这样, 纵缝才能平接好; 摊铺新料时, 还应将旧路搭接的一侧清扫干净,以免找平仪的纵坡传感器给液压缸以错误的信号而影响了路面的平整度。
六 结束语
路面平整度的好坏, 是一个工程项目综合管理水平的体现。 在高速公路沥青路面平整度质量控制中, 应从路基顶面平整度验收、 原材料控制、 机械设备检查、 施工方案等事前控制入手, 在沥青混合料拌和、 运输、 摊铺、 碾压、 接缝等施工过程、 工序、 细节中认真做好事中控制。
关键词:路面施工;路面平整;施工技术
一 引言
平整度作为衡量公路质量的一项技术参数,与各方面的因素紧密相关,提高沥青路面的平整度要从各个环节入手,加强现场管理力度。在施工过程中,虽然各承包人都在努力采取各种措施提高沥青混凝土路面的平整度,但还是存在许多问题。要建立完整的质量保证体系,不断总结施工经验,以达到提高沥青混凝土路面平整度的目的。
二 造成路面不平整的原因
主要表现为坑凹、起拱、波浪、接缝台阶、碾压车辙、桥头或涵洞两侧的沉降、桥梁伸缩缝的跳车等。路面的平整度是一项综合性指标,涉及到施工过程各个环节的许多因素,而且是路面施工全过程各个环节质量的最终体现。造成路面不平整或平整度下降的原因主要是以下几个方面:
2.1 施工填料、压实度
在路基施工中若将未经过处理的建筑垃圾或成分复杂的土壤作为填料,则由于其化学成分复杂、稳定性差、难压实等特点而引起公路路基膨胀或产生不均匀沉降;公路路基内分布有地下构筑物或者管线等物质的存在使路基的每个压实层被分割为多个小块不连续的工作面,导致大型施工机械难以施工,在靠近构筑物或各种井壁周围的土壤,其压实难度也相应增大,这些现象中若施工时重视程度不够或施工方法不当或填料含水量偏大等等均会在很大程度上影响着路基的压实度。
2.2局部沉降。
在路基施工中由于地下存在各种构筑物尤其是市政道路底部有大量检查井、阀门井等等。在该类井施工过程中由于对井底土夯实强度未达到要求、井底垫层混凝土标号较低或垫层厚度不够导致上部受力较大时产生沉降;井壁砌筑时由于砂浆不饱满或留有施工通缝等现象造成井内井外水相互渗漏造成井外土壤强度下降或井外回填土随水流入井内等产生沉降;构筑物及井壁四周土壤在回填过程中没有按照回填标准施工,导致夯实强度不能达到要求使构筑物周围或井口四周出现沉降。
2.3 沥青混合料。
沥青混合料配合比设计在很大程度上影响着沥青路面的平整度。若混合料油石比较大则最终的沥青路面面层易产生起包或泛油,在高温季节易产生车辙,油石比较小则路面易出现松散现象,石子被带走后会出现坑槽,使平整度明显下降;矿料的级配不符合要求,集料的压碎值和石料的抗压强度太差和细长扁平颗粒含量过高,使路面混合料的稳定度降低;若混合料拌合不均匀则路面难以摊铺成型,导致碾压密实度和均匀度不足;若设备拌合生产能力不足,摊铺机待料时间过长,则会引起混合料温度下降导致局部不平整;若混合料拌合过程中出现其他的意外情况,造成拌合料含水量大时,会出现料温不均匀现象。
2.4 施工过程中摊铺技术。
摊铺机本身性能以及施工人员的操作水平在很大程度上影响着路面的平整度,如摊铺机自动找平装置应用不当,摊铺机参数不稳定,摊铺机速度快慢不均匀,供料速度忽快忽慢,以及纵横接缝处理不合理都会导致面层不平整。
2.5施工过程中碾压技术。
碾压时若采用低频率、高振幅的压路机,会产生“跳动”夯击现象而破坏路面平整度;初压时若温度过高会导致压路机的轮迹明显,沥青料前后推移较大,复压温度过高会导致压路机粘结沥青细料,影响表面级配,温度过低,则不易碾压密实和平整;碾压过程中若速度不均匀、急刹车和突然起动、随意停置和掉头转向等都会引起路面推拥造成路面不平整;碾压行进路线错误或不注意错轮碾压,会引起路面不平;碾压遍数不够,在通车后易形成车辙;碾压遍数太多,或在短时间集中重复碾压,会造成己成型路面的推移,形成龟裂和波浪。
三 施工措施
3.1摊铺施工方面
3.1.1 自卸汽车卸料
摊铺开始时,在施工现场至少应有 5 辆车等候卸料;在开始摊铺时,采用后到位的车辆先卸料,保证摊铺机起步的正常运行。运抵现场的混合料,应逐车检测,并作详细记录,对温度过低、有夹团或有拌合不均匀的混合料,禁止摊铺。
3.1.2 施工的摊铺方式
如果为多机摊铺,则应在尽量减少摊铺次数的前提下,各条摊铺带的宽度可以有所不同 (即梯队作业方式),梯队间距不宜太大,宜在5~15m 之间,以便形成热接缝。如为单机非全幅作业,每幅不宜铺筑太长,应在铺筑 100~150m 后调头完成另一幅,此时一定要注意接好缝。在铺筑面层时最好是双机梯队全幅铺筑。应当说明,目前在高速公路和一级公路沥青路面施工中,一般均要求采用单机全幅摊铺或双机梯队摊铺方式,以保证纵向热接缝。
3.1.3 施工过程中厚度调整及检测
① 松铺厚度的调整 (初始阶段) 和检测。在摊铺作业的初始阶段,应加强松铺厚度的检测 (沿摊铺方向分内、中、外,每米测 3 个点),松铺厚度偏差在 5mm 以内,不进行厚度调整;否则,应进行厚度调节,但厚度调节的速度不可太快,应平缓过渡。固定弦线基准的摊铺作业,以摊铺机行走 4~5m,均匀转一周调节手柄为宜。松铺厚度的检测应连续,记录应详实,数据应可靠。
② 摊铺温度的检测。摊铺作业后,应对松铺层的混合料温度进行检测,以便确定摊铺温度是否恰当。摊铺温度应按桩号及距摊铺机的距离相应测定,记录应准确。温度有变化时,应立即通知技术人员,查明原因,制定相应对策。
③ 松铺层平整度的监测。对松铺层平整度的监测,是对摊铺层进行碾压前的一个非常重要的工序,它可以在事前控制路面平整度,避免在碾压后造成平整度达不到要求,而又难以修正的情况,同时它还可以对碾压之后的平整度进行检查,验证碾压过程的正确与否;这种方法是一种全新的工工艺,目前正在推广。通过对松铺层平整度的检测,用统计方法,能够分析影响平整度的因素,通过一组检测数据,能够分析判断摊铺机、基准梁安装等对平整度的影响。
3.2 施工压实技术
3.2.1碾压技术
沥青混合料面层碾压工艺可分为初压、复压、终压、修复碾压四个阶段。
①初压施工
初压又称为稳压,是压实的基础,其目的是整平稳定混合料,同时为复压创造有利条件,因此,要注意压实的平整性。由于沥青混合料在摊铺机的熨平板前已经过初步整型压实,而且刚摊铺的混合料温度较高,常在 140℃左右,因此只要较小的压实功就可以达到较好的稳定压实效果。通常用 6~8T 的双钢轮压路机或 8~10T 振动压路机,前进时 (关闭振动装置) 以 2~2.5km/h 左右的速度碾压 2 遍,对于单驱动轮压路机,碾压时必须注意驱动轮在前,尽量减小推移。一般不采用普通轮胎压路机进行初压。
②复压施工
复压是压实的主要阶段,其目的是使混合料密实、稳定、成型。因此,复压应在较高的温度下并紧跟初压后面进行,复压期间的温度不应低于 120~130℃。复压时通常用 10~12T 双驱双振压路机,以 3~5km/h 的速度碾压 4 遍,再用 20~26T 的轮胎压路机,以 4~5km/h 的速度碾压 2 遍,具体碾压遍数参照铺筑试验段时所得的结果确定,通常不少于 6 遍。
③终压施工
终压是消除轮迹、缺陷和保证面层有较好平整度的最后一步。由于终压要消除复压过程中表面遗留的不平整印迹,保证路面的平整度,因此,沥青混合料也需要在较高但又不能过高的碾压温度下结束碾压。终压结束时温度在 《公路沥青路面施工技术规范》 (JTJ F40-2004)中规定为 70℃,实践表明:规范中的这个温度偏低。在一般公路路面施工中,终压结束时的温度不应低于 90℃,在高速公路施工中,终压结束时的温度最好不低于 100℃。
④修复碾压施工
修复碾压的目的是提高路面平整度,经实践证明效果很好,具体方法是:终压完成后,立即用 6m 直尺检查路面平整度,并标出间隙大于 2mm 的凸出点,然后用 10t 左右的振动压路机先横向碾压,后纵向碾压,直至间隙小于 2mm,这样可以大大提高路面的平整度。
四 机械设备性能及操作者水平的影响
施工机械设备性能的好坏和人员操作水平的高低,决定着路面面层的平整度。摊铺机和压路机是沥青路面面层施工的主要机具设备, 其自身的性能及操作对摊铺平整度影响很大。 摊铺机结构参数不稳定、 行走装置打滑、 摊铺机摊铺的速度快慢不匀、 机械猛烈起步和紧急制动以及供料系统速度忽快忽慢都会造成面层的不平整和波浪。摊铺机或压路机操作不正确, 最容易造成路面出现波浪、 搓板。
五 接缝工艺
横向接缝, 包括同向接缝与对向接缝。 接缝前将3m直尺沿路线纵向靠在已施工段的端部, 伸出端部的直尺呈悬臂状; 以已施工路面与直尺脱离点定出接縫位置,切缝应与路中线垂直。 用锯缝机割齐后铲除废料, 用水将接缝处冲洗干净并用森林灭火器 (或空气压缩鼓风机) 吹干后, 涂刷粘层油, 待粘层油破乳后, 依据松铺厚度在接缝处垫上合适的薄木板, 使其摊铺厚度等于松铺厚度。 坐好摊铺机, 摊铺机熨平板里侧与接缝平行且稍稍靠里。 给熨平板加热, 熨平板底大约在120℃时,开始摊铺, 两边各设一操作人员调整摊铺机。对向接缝, 是在摊铺机前的接缝。 在摊铺要距接缝50m左右时, 根据前方路面厚度, 适当调整摊铺厚度。 在距接缝10m左右, 根据接头及摊铺厚度在路两侧架设铝合金直尺, 测量标高正确后, 把自动找平传感器调整到直尺上。 仪器调好后, 让摊铺机自动爬坡。把接缝料整平处理好后, 开始碾压, 碾压与同向接缝相同。
纵向接缝分热接缝和冷接缝。 热接缝时, 一台摊铺机的摊铺宽度不宜超过6m (双车道) ~7.5m (3车道以上), 通常宜采用两台或更多台数的摊铺机前后错开10~20m, 呈梯队方式同步摊铺, 两幅之间应有30~60mm左右宽度的搭接, 并躲开车道轮迹带, 上、 下层的搭接位置宜错开200mm以上。 冷接缝时, 与横向接缝处理类似。 新铺料与旧路的搭接量应尽量减小, 一般控制在2~3cm; 并应考虑新铺料的松铺系数 。这样, 纵缝才能平接好; 摊铺新料时, 还应将旧路搭接的一侧清扫干净,以免找平仪的纵坡传感器给液压缸以错误的信号而影响了路面的平整度。
六 结束语
路面平整度的好坏, 是一个工程项目综合管理水平的体现。 在高速公路沥青路面平整度质量控制中, 应从路基顶面平整度验收、 原材料控制、 机械设备检查、 施工方案等事前控制入手, 在沥青混合料拌和、 运输、 摊铺、 碾压、 接缝等施工过程、 工序、 细节中认真做好事中控制。