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摘要:结合高速公路沥青混凝土路面摊铺过程中遇到的问题,用沥青混凝土路面摊铺中必须考虑的三个重要因素——工作量、宽度、厚度,总结解决问题的方法。在解决问题的同时,对沥青混凝土路面摊铺过程中的工作量、宽度、厚度这三个因素在施工过程中的主次进行分析,并对主次关系进行描述。使摊铺过程程序化,方便现场管理。路面摊铺工序机械化程度高,工序包含的操作、动作一致,通过计算能准确的把握时间和控制质量。不光在路面摊铺施工中,任何施工工艺、工序都是有技巧的。熟练掌握施工工艺、熟悉设备原理,了解现场人员的需求,才能在机械化施工中形成自己的技巧。
关键词:主次关系;摊铺工序;最少人工摊铺面积
Abstract: The combination of the problems encountered in highway asphalt concrete road paving process, three important factors must be considered in the Asphalt Concrete Pavement - workload, width, thickness, summed up the solution to the problem. At the same time solve the problem, Asphalt Concrete Pavement in workload, width and thickness of these three factors in the construction process of the primary and secondary, and primary and secondary relationship is described. Paving process procedures, and convenient on-site management. High degree of mechanization of Pavement process contains operating procedures, consistent action, can accurately grasp by calculating the time and quality control. Not only in road paving, construction technology, processes techniques. Skilled master construction techniques, the familiar principle, to understand the needs of field personnel, in order to form their own skills in the mechanization of construction.
Key words: primary and secondary relationships; paving operations; least artificial paving area
Paving Asphalt Concrete Pavement Skills
Zhang Ziqiang
中圖分类号: TV544+.924文献标识码:A文章编号:
结合高速公路沥青混凝土路面摊铺过程中遇到的问题,用沥青混凝土路面摊铺中必须考虑的三个重要因素——工作量、宽度、厚度,总结解决问题的方法。在解决问题的同时,对沥青混凝土路面摊铺过程中的工作量、宽度、厚度这三个因素在施工过程中的主次进行分析,并对主次关系进行描述。描述摊铺工序的程序化,方便现场管理。
摊铺机摊铺工作流程
1.1 沥青混凝土路面施工工艺
1.2沥青混凝土摊铺工序
施工段落的选择
2.1起终点的设置
根据施工组织设计的进度计划确定每天要完成的工作量,合理选取施工段落。施工段落的起点与终点(横接缝)设置在路基标准段,避开加宽。不能把施工缝设置在桥面上。桥面铺装的平整度是质量控制过程中的难点,把施工缝设置在桥上会增加桥面接缝的数量平整度没有保障,业主和监理是不会允许的。路基加宽段也不能设置施工缝,《公路沥青路面施工技术规范》5.8.1条规定,接缝施工应用3m直尺检查,确保平整度符合要求。采用平接缝的还要求垂直刨除端部层厚不足的部分。路幅越宽,可能要刨除的沥青混合料就越多,是一种不经济的选择。
2.2摊铺段落范围内的空间限制
摊铺机属于大型机械,单机最宽可达12m,甚至更宽,高度4~5m。沥青路面施工是公路工程最后一项主体结构工程。通常与交通工程、绿化,或者未完成的路基边坡防护工程等交叉作业。施工段落确定后,应检查路幅内是否有路缘石、绿化用机械等在两侧路缘带以内,影响摊铺机行进、纵坡仪等仪器的通过,以及前进方向是否有高度限制。检查过程中做好交通规划、安全标示。检查完成,喷洒透层油,封闭交通。
2.3保证最少人工摊铺面积
主线与加减速车道的连接部位是摊铺施工的难点。要保证摊铺质量,必须认真计算连接部设计图,考虑加宽的摊铺方法。
摊铺前应绘制熨平板排板图,对加宽部位形成的三角地带面积进行计算,确定工程量。合理选择人工作业面积。通过摊铺技巧进行施工,使人工摊铺面积最少。
宽度
《公路沥青路面施工技术规范》5.6.2条规定:铺筑高速公路、一级公路沥青混合料时,一台摊铺机的铺筑宽度不宜超过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10m~20m成梯队方式同步摊铺,两幅之间应有30mm~60mm左右宽度的搭接,并错开车道轮迹带,上下层的搭接位置宜错开200mm以上。
3.1路面施工常见质量缺陷与路面宽度的关系
沥青混凝土质量通病有两种:沥青混凝土路面不平整和接缝病害。
接缝的位置在先摊铺与后摊铺之间、摊铺机与摊铺机之间。先后施工、平行施工的两台摊铺机宽度一致,两台宽度一致的摊铺机夯锤距夯锤马达的距离是一致的,避免了摊铺过程中产生的离析;确定摊铺机的宽度可以准确计算机械数量。
影响沥青混凝土质量的因素其中两个是温度和摊铺的连续性。两台摊铺机宽度一致,其中一台摊铺机出现故障,另一台摊铺机可以替代出现故障的摊铺机,在短时间内可以保证施工纵缝的质量;
3.2摊铺机行走路线与设计中线平行
摊铺机的行驶路线应该与路面竣工后汽车在路面上的行驶路线平行。路面车道与设计中线是平行的。摊铺机行驶路线与设计中线平行的优点有两个。一个是摊铺机按设计中线行驶不会有纵向斜接缝。纵向斜接缝横跨整个车道,影响车辆的行驶舒适性,是车道产生裂缝的薄弱部位。另一个是可以确定摊铺机在行驶过程中的宽度,把宽度固定。方便增减摊铺机和摊铺机出现故障时更换,同时不产生新的接缝。
3.3路面施工宽度变化的应对及增减摊铺机的技巧
施工段落选取后,经过摊铺段落范围内的检查,接着应该确定摊铺机的行驶方向。当摊铺机的行驶方向确定后,就可以确定路面宽度的变化。路面宽度的变化无非是两个,即路面宽度由宽变窄或由窄变宽。当路面宽度由宽变窄时,应该陆续减少摊铺机。当路面宽度由窄变宽时,应该陆续增加摊铺机。现场施工人员增减摊铺机,通常有三个技巧。
1)采用活动熨平板,通过控制螺旋布料器和伸缩熨平板控制摊铺宽度。
2)对已铺但尚未成型的路面进行修整。沥青混凝土摊铺完,需要继续往前施工,经过人工或机械修整已铺完的宽度,重新做板。
3)摊铺机熨平板抬板,横向错开一定的位置重新开始摊铺。
厚度
《公路沥青路面施工技术规范》5.6.5条规定:摊铺机因采用自动找平方式,下面层或基层宜采用钢丝绳引导的高程控制方式,上面层宜采用平衡梁或雪橇式摊铺厚度控制方式,中面层根据情况选用找平方式。直接接触式平衡梁的轮子不得粘附沥青。铺筑改性沥青活SMA路面时宜采用非接触式平衡梁。
自动找平方式有两种,钢丝绳引导的高程控制方式和平衡梁厚度控制方式两种。平衡梁分非接触式和雪橇式。钢丝绳引导高程的控制方式是通过摊铺机纵坡仪控制的。纵坡仪的原理是熨平板漂浮在已铺混凝土路面上,纵坡仪与熨平板之间有一个仰角, 纵坡仪与调平油缸连接,通过调平油缸可以改变纵坡仪的高度。纵坡仪高度改变,摊铺机熨平板与沥青混凝土路面的仰角也会随着改变。平衡梁的原理和纵坡仪的原理一致,但是平衡梁相较纵坡仪而言有两个好处:1、滤波作用,当摊铺机发生抖动时,不会影响平衡梁的调节;2、延迟作用,当摊铺机经过坑洼地,平衡梁会记录收集到得数据,然后把数据平均到所有的数据中,保证铺筑后的路面平整。
4.1保证横坡
横坡是保证沥青混凝土路面厚度的一个重要技巧。基层横坡,例如,桥头底面层摊铺,保证横坡与桥面一致,5mm的误差使得桥头不跳车。
4.2均匀的厚度
摊铺机熨平板不管采用何种自动找平装置,都是通过调节摊铺机大臂上的调平系统液压油缸进行的。因此在控制厚度方面更应该注重现场基准的控制、原地面的平整度。不论是接触式平衡梁还是非接触式平衡梁,两者都是为了保证路面的厚度。当采用非接触式平衡梁时,可以充分利用非接触式平衡梁的自动调平特性进行厚度控制。
同时加强监测。专人用改锥40m测一次厚度;专人,在碾压成型后实测新铺路面的高程、横坡。发现问题及时改正。
工程实例分析与计算
5.1工程概况
京承高速三期(沙峪沟~市界段)工程公路为双向四车道。其中路面3#标,行车道宽3.75x2m,硬路肩宽3m,左侧路缘带宽0.75m,单幅全宽11.25m。中面层摊铺厚度5cm,虚铺6cm。施工单位配备摊铺机械为:6m宽固定板525摊铺机一台,3.5~5m伸缩板525摊铺机1台,4~6m伸缩板423摊铺机1台,6~7.5m伸缩板423摊铺机1台,4.5~7.5m伸缩板8820摊铺机1台。进京方向K113+260~K113+580为一匝道加宽段,加宽车道B匝道宽9m。图纸描述为16、17、18三个连接部。最宽26.6m,最窄15m。摊铺部位为中面层。
5.2摊铺起终点设置
摊铺起点桩号K113+580,离桥头100m,增加加速车道,标准宽度为15m。摊铺终点桩号K113+260,为标准段宽度11.25m,其中2台摊铺机进匝道标准段长30m,匝道标准段宽9m。从起点到终点,路面由窄变宽,最后分流。当天摊铺工程量为815.36m3。
5.3机具选择
采用均宽原则,并考虑现有机械设备宽度,按路面宽度计算出应该增加摊铺机的位置和桩号,安排机械等待。考虑实际摊铺机尺寸, 6m固定板525摊铺机作为第一梯队摊铺机,配合4.5-7.5m的伸缩板8820摊铺机保证主線宽度内的摊铺质量。剩余2台摊铺机在加宽处等待。
(1)15m处
2台摊铺机成阶梯状前进,速度3m/s,从11.25m加宽段起步。在加宽处,8820摊铺机扩展到最大宽度。预计2min后,到15+5m处。
(2)20m处
两台摊铺机到达13.5m宽处,摊铺不到的部位用人工补齐,1min后到达17m处。525摊铺机在17m处等待,最后一台摊铺机在20m处等待。
(3)26.6m处为分流处
3.5m525摊铺机到达端部位置,抬升熨平板。换到25m处继续摊铺,最终通过26.6m处,与6m伸缩板摊铺机一起摊铺匝道30m。
(4)注意事项
把握好时间,熨平板及时加热,避免摊铺过程产生温度离析;控制摊铺速度,起步平稳、连续;注意摊铺机前后距离,相互之间的位置,不发生碰撞。
5.4摊铺机作业
严格执行沥青路面施工规范,施工前进行技术交底,给工人进行安全教育。
5.5连接部鼻端部位摊铺
匝道与主线端部纵向摊铺不到的地方横向摊铺。
5.6摊铺结束清理摊铺机
最终摊铺机抬板时间与预计时间一致。通过检测,各项质量指标都达到规范标准要求。
6、结语
路面摊铺工序机械化程度高,工序包含的操作、动作一致,通过计算能准确的把握时间和控制质量。不光在路面摊铺施工中,任何施工工艺、工序都是有技巧的。熟练掌握施工工艺、熟悉设备原理,了解现场人员的需求,才能在机械化施工中形成自己的技巧。
参考文献:
[1]张起森,公路施工组织及概预算,北京:人民交通出版社,1999.
[2]交通部,JTG F40-2004公路沥青路面施工技术规范。北京:人民交通出版社,2004.
[3]李启月,工程机械,湖南:中南大学出版社,2012,
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词:主次关系;摊铺工序;最少人工摊铺面积
Abstract: The combination of the problems encountered in highway asphalt concrete road paving process, three important factors must be considered in the Asphalt Concrete Pavement - workload, width, thickness, summed up the solution to the problem. At the same time solve the problem, Asphalt Concrete Pavement in workload, width and thickness of these three factors in the construction process of the primary and secondary, and primary and secondary relationship is described. Paving process procedures, and convenient on-site management. High degree of mechanization of Pavement process contains operating procedures, consistent action, can accurately grasp by calculating the time and quality control. Not only in road paving, construction technology, processes techniques. Skilled master construction techniques, the familiar principle, to understand the needs of field personnel, in order to form their own skills in the mechanization of construction.
Key words: primary and secondary relationships; paving operations; least artificial paving area
Paving Asphalt Concrete Pavement Skills
Zhang Ziqiang
中圖分类号: TV544+.924文献标识码:A文章编号:
结合高速公路沥青混凝土路面摊铺过程中遇到的问题,用沥青混凝土路面摊铺中必须考虑的三个重要因素——工作量、宽度、厚度,总结解决问题的方法。在解决问题的同时,对沥青混凝土路面摊铺过程中的工作量、宽度、厚度这三个因素在施工过程中的主次进行分析,并对主次关系进行描述。描述摊铺工序的程序化,方便现场管理。
摊铺机摊铺工作流程
1.1 沥青混凝土路面施工工艺
1.2沥青混凝土摊铺工序
施工段落的选择
2.1起终点的设置
根据施工组织设计的进度计划确定每天要完成的工作量,合理选取施工段落。施工段落的起点与终点(横接缝)设置在路基标准段,避开加宽。不能把施工缝设置在桥面上。桥面铺装的平整度是质量控制过程中的难点,把施工缝设置在桥上会增加桥面接缝的数量平整度没有保障,业主和监理是不会允许的。路基加宽段也不能设置施工缝,《公路沥青路面施工技术规范》5.8.1条规定,接缝施工应用3m直尺检查,确保平整度符合要求。采用平接缝的还要求垂直刨除端部层厚不足的部分。路幅越宽,可能要刨除的沥青混合料就越多,是一种不经济的选择。
2.2摊铺段落范围内的空间限制
摊铺机属于大型机械,单机最宽可达12m,甚至更宽,高度4~5m。沥青路面施工是公路工程最后一项主体结构工程。通常与交通工程、绿化,或者未完成的路基边坡防护工程等交叉作业。施工段落确定后,应检查路幅内是否有路缘石、绿化用机械等在两侧路缘带以内,影响摊铺机行进、纵坡仪等仪器的通过,以及前进方向是否有高度限制。检查过程中做好交通规划、安全标示。检查完成,喷洒透层油,封闭交通。
2.3保证最少人工摊铺面积
主线与加减速车道的连接部位是摊铺施工的难点。要保证摊铺质量,必须认真计算连接部设计图,考虑加宽的摊铺方法。
摊铺前应绘制熨平板排板图,对加宽部位形成的三角地带面积进行计算,确定工程量。合理选择人工作业面积。通过摊铺技巧进行施工,使人工摊铺面积最少。
宽度
《公路沥青路面施工技术规范》5.6.2条规定:铺筑高速公路、一级公路沥青混合料时,一台摊铺机的铺筑宽度不宜超过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10m~20m成梯队方式同步摊铺,两幅之间应有30mm~60mm左右宽度的搭接,并错开车道轮迹带,上下层的搭接位置宜错开200mm以上。
3.1路面施工常见质量缺陷与路面宽度的关系
沥青混凝土质量通病有两种:沥青混凝土路面不平整和接缝病害。
接缝的位置在先摊铺与后摊铺之间、摊铺机与摊铺机之间。先后施工、平行施工的两台摊铺机宽度一致,两台宽度一致的摊铺机夯锤距夯锤马达的距离是一致的,避免了摊铺过程中产生的离析;确定摊铺机的宽度可以准确计算机械数量。
影响沥青混凝土质量的因素其中两个是温度和摊铺的连续性。两台摊铺机宽度一致,其中一台摊铺机出现故障,另一台摊铺机可以替代出现故障的摊铺机,在短时间内可以保证施工纵缝的质量;
3.2摊铺机行走路线与设计中线平行
摊铺机的行驶路线应该与路面竣工后汽车在路面上的行驶路线平行。路面车道与设计中线是平行的。摊铺机行驶路线与设计中线平行的优点有两个。一个是摊铺机按设计中线行驶不会有纵向斜接缝。纵向斜接缝横跨整个车道,影响车辆的行驶舒适性,是车道产生裂缝的薄弱部位。另一个是可以确定摊铺机在行驶过程中的宽度,把宽度固定。方便增减摊铺机和摊铺机出现故障时更换,同时不产生新的接缝。
3.3路面施工宽度变化的应对及增减摊铺机的技巧
施工段落选取后,经过摊铺段落范围内的检查,接着应该确定摊铺机的行驶方向。当摊铺机的行驶方向确定后,就可以确定路面宽度的变化。路面宽度的变化无非是两个,即路面宽度由宽变窄或由窄变宽。当路面宽度由宽变窄时,应该陆续减少摊铺机。当路面宽度由窄变宽时,应该陆续增加摊铺机。现场施工人员增减摊铺机,通常有三个技巧。
1)采用活动熨平板,通过控制螺旋布料器和伸缩熨平板控制摊铺宽度。
2)对已铺但尚未成型的路面进行修整。沥青混凝土摊铺完,需要继续往前施工,经过人工或机械修整已铺完的宽度,重新做板。
3)摊铺机熨平板抬板,横向错开一定的位置重新开始摊铺。
厚度
《公路沥青路面施工技术规范》5.6.5条规定:摊铺机因采用自动找平方式,下面层或基层宜采用钢丝绳引导的高程控制方式,上面层宜采用平衡梁或雪橇式摊铺厚度控制方式,中面层根据情况选用找平方式。直接接触式平衡梁的轮子不得粘附沥青。铺筑改性沥青活SMA路面时宜采用非接触式平衡梁。
自动找平方式有两种,钢丝绳引导的高程控制方式和平衡梁厚度控制方式两种。平衡梁分非接触式和雪橇式。钢丝绳引导高程的控制方式是通过摊铺机纵坡仪控制的。纵坡仪的原理是熨平板漂浮在已铺混凝土路面上,纵坡仪与熨平板之间有一个仰角, 纵坡仪与调平油缸连接,通过调平油缸可以改变纵坡仪的高度。纵坡仪高度改变,摊铺机熨平板与沥青混凝土路面的仰角也会随着改变。平衡梁的原理和纵坡仪的原理一致,但是平衡梁相较纵坡仪而言有两个好处:1、滤波作用,当摊铺机发生抖动时,不会影响平衡梁的调节;2、延迟作用,当摊铺机经过坑洼地,平衡梁会记录收集到得数据,然后把数据平均到所有的数据中,保证铺筑后的路面平整。
4.1保证横坡
横坡是保证沥青混凝土路面厚度的一个重要技巧。基层横坡,例如,桥头底面层摊铺,保证横坡与桥面一致,5mm的误差使得桥头不跳车。
4.2均匀的厚度
摊铺机熨平板不管采用何种自动找平装置,都是通过调节摊铺机大臂上的调平系统液压油缸进行的。因此在控制厚度方面更应该注重现场基准的控制、原地面的平整度。不论是接触式平衡梁还是非接触式平衡梁,两者都是为了保证路面的厚度。当采用非接触式平衡梁时,可以充分利用非接触式平衡梁的自动调平特性进行厚度控制。
同时加强监测。专人用改锥40m测一次厚度;专人,在碾压成型后实测新铺路面的高程、横坡。发现问题及时改正。
工程实例分析与计算
5.1工程概况
京承高速三期(沙峪沟~市界段)工程公路为双向四车道。其中路面3#标,行车道宽3.75x2m,硬路肩宽3m,左侧路缘带宽0.75m,单幅全宽11.25m。中面层摊铺厚度5cm,虚铺6cm。施工单位配备摊铺机械为:6m宽固定板525摊铺机一台,3.5~5m伸缩板525摊铺机1台,4~6m伸缩板423摊铺机1台,6~7.5m伸缩板423摊铺机1台,4.5~7.5m伸缩板8820摊铺机1台。进京方向K113+260~K113+580为一匝道加宽段,加宽车道B匝道宽9m。图纸描述为16、17、18三个连接部。最宽26.6m,最窄15m。摊铺部位为中面层。
5.2摊铺起终点设置
摊铺起点桩号K113+580,离桥头100m,增加加速车道,标准宽度为15m。摊铺终点桩号K113+260,为标准段宽度11.25m,其中2台摊铺机进匝道标准段长30m,匝道标准段宽9m。从起点到终点,路面由窄变宽,最后分流。当天摊铺工程量为815.36m3。
5.3机具选择
采用均宽原则,并考虑现有机械设备宽度,按路面宽度计算出应该增加摊铺机的位置和桩号,安排机械等待。考虑实际摊铺机尺寸, 6m固定板525摊铺机作为第一梯队摊铺机,配合4.5-7.5m的伸缩板8820摊铺机保证主線宽度内的摊铺质量。剩余2台摊铺机在加宽处等待。
(1)15m处
2台摊铺机成阶梯状前进,速度3m/s,从11.25m加宽段起步。在加宽处,8820摊铺机扩展到最大宽度。预计2min后,到15+5m处。
(2)20m处
两台摊铺机到达13.5m宽处,摊铺不到的部位用人工补齐,1min后到达17m处。525摊铺机在17m处等待,最后一台摊铺机在20m处等待。
(3)26.6m处为分流处
3.5m525摊铺机到达端部位置,抬升熨平板。换到25m处继续摊铺,最终通过26.6m处,与6m伸缩板摊铺机一起摊铺匝道30m。
(4)注意事项
把握好时间,熨平板及时加热,避免摊铺过程产生温度离析;控制摊铺速度,起步平稳、连续;注意摊铺机前后距离,相互之间的位置,不发生碰撞。
5.4摊铺机作业
严格执行沥青路面施工规范,施工前进行技术交底,给工人进行安全教育。
5.5连接部鼻端部位摊铺
匝道与主线端部纵向摊铺不到的地方横向摊铺。
5.6摊铺结束清理摊铺机
最终摊铺机抬板时间与预计时间一致。通过检测,各项质量指标都达到规范标准要求。
6、结语
路面摊铺工序机械化程度高,工序包含的操作、动作一致,通过计算能准确的把握时间和控制质量。不光在路面摊铺施工中,任何施工工艺、工序都是有技巧的。熟练掌握施工工艺、熟悉设备原理,了解现场人员的需求,才能在机械化施工中形成自己的技巧。
参考文献:
[1]张起森,公路施工组织及概预算,北京:人民交通出版社,1999.
[2]交通部,JTG F40-2004公路沥青路面施工技术规范。北京:人民交通出版社,2004.
[3]李启月,工程机械,湖南:中南大学出版社,2012,
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。