張依碧
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,路面平整度的合格率既反映了行車的舒適程度,又反映了通車后的整體效果,根據瀝青路面施工技術規范JTG F40─2004規定:高速公路、一級公路的平整度標準差:上面層1. 2mm,中面層1. 5mm,下面層1. 8mm,基層2. 4mm,顯然對瀝青路面的平整度提出了更高的要求。而我省下發的關于印發《福建省高速公路路面工程施工專項治理深化工作方案》的通知,則對瀝青路面平整度提出了更高的要求,由此說明了平整度指標對高速公路的重要性。
盡管目前路面施工機械化程度已大大提高,施工質量和施工工藝亦嚴格要求,但鋪筑的路面平整度仍有不達標之處,影響行車的舒適性,嚴重的還留下行車隱患。因此認真分析影響瀝青路面平整度的因素,探討控制瀝青路面平整度的技術措施,是十分必要的。本文根據平整度不達標的影響因素結合福建省某高速公路瀝青路面施工工藝,對瀝青路面平整度控制進行淺析。
一、概述
1、福建氣候及地理位置
福建地處祖國東南部、東海之濱,屬亞熱帶濕潤季風氣候,西北有山脈阻擋寒風,東南又有海風調節,溫暖濕潤為氣候的顯著特色。年平均氣溫15℃-22℃,從西北向東南遞升。一月5℃-13℃,七月25℃-30℃。極端最低氣溫-9.5℃,年平均降水量800-1900毫米,每年5-6月降水最多夏秋之交多臺風,常有暴雨。 全省山丘多,平原少,素有“八山一水一分田”之說。降雨量大、多山嶺、地勢平坦地區多為多為村鎮或墾為農田,復雜的地理環境造成瀝青路面施工平整度控制上的困難。
2、平整度的含義
平整度是路面施工質量的重要指標之一。它是指以規定的標準量規,連續地量測瀝青路面表面的凸凹情況,測出路面平整度指標。路面面層由于直接與行駛的車輛及大氣、雨、雪等接觸,不平整的表面將會增大行車阻力,并使車輛產生附加振動作用。這種振動作用還會對路面施加沖擊力,使路面產生波浪等現象,一方面影響行車的舒適性,另一方面加速路面的破壞,因此應十分重視瀝青路面的平整度。
二、瀝青路面平整度不達標的因素分析
1、路基的不均勻沉降
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。路基不均勻沉降是指路基表面在垂直方向產生較大的沉落。我省多條公路瀝青路面的使用經驗證明: 路基的不均勻沉降引起的路面沉陷往往最大, 其上路面不平整度也往往發展得最快和最嚴重。
2、基層的不平整
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, 產生路面不平整。
3、瀝青混合料的拌和
為了保證攤鋪機連續、勻速、不間斷地攤鋪, 每臺拌和機的產量一定要和攤鋪機相匹配, 否則就得采用多臺拌和機聯合供料, 但在聯合供料過程中, 每臺拌和機的拌和溫度不可能完全一致,再加上粒料規格的不一致, 使得攤鋪后局部的溫度差異、碾壓的溫度和效果變
化較大, 影響到瀝青路面平整度。
4、攤鋪機械對平整度的影響
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。
5、碾壓工藝對路面平整度的影響
攤鋪好的瀝青混合料在何種溫度下碾壓, 直接影響著瀝青路面的平整度和壓實度。溫度太高容易使瀝青混合料產生推移、開裂, 溫度太低會導致瀝青混合料顆粒之間摩擦阻力加大,使瀝青混合料面層壓實度不均勻, 且容易形成局部松散和開裂, 以及日后滲水導致路面的損壞, 嚴重影響了路面的平整度。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。碾壓遍數不夠, 會使壓實不足, 通車后易形成車轍。碾壓速度不均勻、急剎車、突然起動、隨意停置、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。在采用低頻率、高振幅的壓路機時, 會產生“跳動”夯實現象而破壞路面平整度,而且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。
三、控制瀝青路面平整度的施工技術措施
1、施工準備
(1)施工前應對各種材料進行調查試驗, 經選擇確定的材料在施工過程中應保持穩定, 不得隨意變更。施工前對各種施工機具應作全面檢查, 并經調試證明處于性能良好狀態, 機械數量應足夠, 施工能力須配套, 重要機械宜有備用設備。確保基層表面應干燥、整潔、無任何松散集料和塵土、污染物,并整理好排水設施。表面透層瀝青或封層應完好無損, 如有損壞部位應補灑透層瀝青或修補封層。路緣石安裝穩固, 與瀝青混合料接觸面已涂刷粘
層瀝青。
(2)瀝青面層混合料配合比
瀝青混合料的配合比設計,必須控制目標配合比、生產配合比、配合比驗證(試拌試鋪)三個階段。調試后,確定粗集料、細集料、礦粉、砂、瀝青等材料的最佳組合,使其滿足設計要求。瀝青混合料的配合比控制十分重要,如油石比過大,鋪筑的瀝青面層就會產生壅包和泛油,反之則出現松散;又如礦料的壓碎值小、針片狀多就會使路面材料的穩定度降低,混合料攤鋪后,影響路面的平整度。因福建省夏季多雨炎熱、冬季部分地區溫度較低,應根據具體地區及交通量選擇合適的材料。
(3)提高混合料的高溫穩定性。瀝青混合料應選用堅硬、安定、面粗糙、破碎、顆粒接近立方體的集料。在瀝青混合料中, 增加粗礦料含量, 使粗礦料形成空間骨架結構, 從而提高瀝青混合料的內摩阻力。適當地提高瀝青材料的粘稠度, 控制瀝青與礦料的比值,嚴格控制瀝青用量, 采用具有活性礦粉以改善瀝青與礦料的相互作用, 就能提高瀝青混合料的粘結力。
(4)提高混合料低溫抗裂性。應選用稠度較低、溫度敏感性低、抗老化能力強的瀝青, 在瀝青中摻入橡膠等高聚物, 也能大大提高混合料低溫抗裂性。
(5)提高混合料的水穩性。,應選擇粘性較大、不含或少含對水敏感的組成成分的瀝青, 或采用聚合物改性瀝青。集料要求表面粗糙, 含有較多的鈣鐵鎂等高價陽離子, 比表面積大, 呈憎水性, 且確保表面干凈。必要時可摻加適宜的抗剝落劑。
2、瀝青面層混合料拌和控制
正式拌和時,各種規格的集料、礦粉和瀝青都按批準的生產配合比準確計量,其計量誤差控制在規定的范圍內。改性瀝青混合料拌和時間以混合料拌和均勻、所有礦料顆粒全部裹覆瀝青結合料為度。改性瀝青混合料每盤拌和時間暫定為60秒(其中干拌時間不少于10秒),并通過試拌確定最佳拌和時間。改性瀝青混合料拌制的溫度控制:瀝青加熱溫度為160~165℃,集料加熱溫度為190~220℃。改性瀝青混合料出廠溫度控制在170~185℃左右,不應超過195℃。拌和后的瀝青混合料必須均勻一致,無花白、無粗細離析和結團現象。
瀝青面層混合料拌和不均勻,即使采用規范化的機械化進行施工,也難以保證平整度達標,如混合料在拌和中溫度不均勻、級配波動,將導致流值、空隙率的變化;拌和不均勻,將導致混合料在運輸、攤鋪過程中產生離析,使路面出現花白料,使路面難以攤鋪成型,直接影響路面的平整度。
3、瀝青路面攤鋪施工控制
路面攤鋪質量直接影響路面的平整度,路面攤鋪質量除了與機械本身的性能有關外,還取決于攤鋪的連續性、穩定性以及運料車運輸的均衡程度等因素。
(1)攤鋪機基準線的控制
攤鋪機在進行自動找平時,需要有一個準確的基準面(線),要求測量人員根據攤鋪機的特點認真進行測量放樣,隨時檢查放樣點的標高是否有偏差。檢查攤鋪機的自動找平系統和液壓系統的工作壓力,使其處于正常狀態;隨時檢查攤鋪厚度和橫坡是否符合設計要求。
(2)攤鋪機的攤鋪進度控制
攤鋪機應該勻速、不停頓地連續攤鋪,嚴禁時快時慢。因攤鋪速度的變化必然導致攤鋪厚度變化。為了保證厚度不變,就要調節厚度調節器以及搗固器和熨平板的激振力與振搗梁行程,但人工調節是憑經驗調節,在速度變化處會引起攤鋪后預壓密實度的變化,從而導致最終壓實厚度的差異,影響路面平整度。在攤鋪過程中,應盡量避免停機,應將每天必須停機中斷攤鋪點放在構造物一端預定做收縮縫的位置。在中途萬一出現停機,要按照處理冷接縫的方
法重新接縫。
(3)攤鋪機操作控制
選用熟練的攤鋪機操作手,并進行上崗前培訓;在攤鋪過程中,依靠攤鋪機推動緩慢前進,并應有專人指揮卸料車進行卸料;確保攤鋪機供料系統的工作具有連續性,并派專人負責及時清掃灑落的粒料;攤鋪前,熨平板必須清理干凈,調整好熨平板的高度和橫坡后,預熱熨平板。熨平板的預熱溫度應接近瀝青混合料的溫度。
4、碾壓質量控制
碾壓是瀝青路面成型的主要工序,也是保證路面平整度的最后工序,必須嚴格進行控制。瀝青混凝土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。通常用6~8t的雙輪振動壓路機以2km/h左右速度進行碾壓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。
②復壓
第二階段復壓是主要壓實階段。因此,復壓應該在較高溫度下并緊跟在初壓后面進行。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。
5、接縫處理控制
(1)縱向接縫
一般情況下,采用多臺攤鋪機,排列成階梯形,路面全寬一次攤鋪,不留接縫;不具備全寬攤鋪施工的條件時,縱縫要進行處理,在兩條攤鋪帶相接處,必須有一部分搭接,才能保證該處與其他部分具有相同的厚度。搭接的寬度應前后一致。
(2)橫向接縫
提高橫向接縫的平整度應采取下列措施:采用切縫機切齊接縫處的斷面,保證接縫斷面為一個垂直面,再清除碎渣、余料,使接縫處干凈、整潔,然后進行攤鋪;碾壓時壓路機應采用橫向進行碾壓,碾壓后用3m直尺進行檢測,應控制路面平整度滿足設計要求。
6、結束語
瀝青路面施工中,必須加強施工工藝和施工控制,提高施工質量,才能從根本上解決問題,從而保證瀝青路面的平整度,從而達到行車舒適的目的。
【參考文獻】
[1]王洪波.瀝青砼路面平整度控制[J].油氣田地面工程,2007.7
[2]鄧暉.瀝青混凝土路面的平整度控制[J].中國建設信息,2007.9