丁云龍
摘要:隨著道路施工技術(shù)的不斷提高,人們對路面的平整度的要求也越來越高,在實(shí)際使用中只有保證瀝青混凝土路面的平整度,才能更好的保障行車的安全性和舒適性。因此,必須要將提高瀝青路面的平整度作為公路施工的重點(diǎn)來展開。
關(guān)鍵詞:公路施工;瀝青路面;平整度;研究
中圖分類號:U416.217 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-3024(2016)22-0165-02
引言
保證路面的質(zhì)量是至關(guān)重要的,對路面質(zhì)量進(jìn)行評定有很多指標(biāo),平整度就是其中關(guān)鍵的一個(gè)。現(xiàn)在很多高速公路和普通公路都是使用瀝青混凝土材料,瀝青材料有很多優(yōu)點(diǎn),比如:比較光滑平整、接縫較少、新鋪路面不用養(yǎng)護(hù)、后期進(jìn)行維修的時(shí)候也方便等,但是瀝青路面很容易出現(xiàn)不平整現(xiàn)象,直接影響了路面的美觀和質(zhì)量以及行車舒適度。
1路面平整度概述
路面平整度,顧名思義指的是車輛在行駛過程中在路面上所表現(xiàn)出來的振動高程的變化,一般情況下這種變化可以使用儀器進(jìn)行檢測。還有相對主觀的測量方法就是以人的振動感受和接受能力進(jìn)行評定。瀝青路面的平整度與道路施工時(shí)施工人員的技術(shù)水平、地面結(jié)構(gòu)構(gòu)造和施工質(zhì)量等因素密切相關(guān)。隨著道路使用時(shí)間的增加、外部條件的變化以及車輛荷載所引起反復(fù)作用,就會使路面的平整度受到影響和破壞,路面壽命也會相應(yīng)減少,當(dāng)平整度下降到一定值時(shí),路面就無法運(yùn)行和使用。
2瀝青混凝土路面平整度的檢測方法
公路路面平整是以幾何平面為基準(zhǔn),表現(xiàn)為道路路面縱向和橫向的凸凹程度。所謂路面不平整是指實(shí)際路面表面對設(shè)計(jì)的幾何平面的偏離程度,即路面平整度。
常用的路面平整度檢測方法有3m直尺法、連續(xù)式平整度儀檢測法、車載式顛簸累積儀檢測法。
第一,3m直尺法是以量測的最大間隙h作為平整度評價(jià)指標(biāo),以mm計(jì)。由于3m尺全部由人工操作,數(shù)據(jù)采集慢,并且只能測得很少數(shù)據(jù),因此人為因素大、精度低、測試效率低。只適用于道路施工過程中進(jìn)行質(zhì)量控制,不適合高等級公路竣工驗(yàn)收和日后運(yùn)行中進(jìn)行檢測評定。在評價(jià)路面使用狀況或在路面管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方面是一種落后的測量分析方法,但在施工控制中仍具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
第二,連續(xù)式平整度儀檢測法的評價(jià)指標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)差δ。在我國多采用3m長、8個(gè)輪組成基架的連續(xù)式平整度儀測量路面不平整度。該儀器在8~12km/h速度下測量,每lOOm長輸出一個(gè)不平整度值——標(biāo)準(zhǔn)差(mm),常稱平整度均方差指標(biāo)值。用均方差值的大小來表示實(shí)際路面的平整度時(shí),均方差值越小,平整度的指標(biāo)越高,反之,平整度的指標(biāo)越低。連續(xù)式平整度儀可實(shí)現(xiàn)連續(xù)測試,工作效率高,能較好地反映路面的凹凸程度。因此,主要用于測定路面表面平整度,評定路面的施工質(zhì)量和使用質(zhì)量,但不適用于在已有較多坑槽、破損嚴(yán)重的路面上測定。
第三,車載式顛簸累積儀檢測法評價(jià)指標(biāo)為國際平整度指數(shù)IRI。由于路面平整度的測量手段和種類繁多,同一條道路采用不同的測量手段和儀器可得出不同的路面平整度量測結(jié)果,為了使采用不同的測量手段和儀器測定的結(jié)果可以相互比較和轉(zhuǎn)換,以提供相對穩(wěn)定和有效的路面平整度指標(biāo)和評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),提出國際平整度指數(shù)IRI標(biāo)準(zhǔn)。它是一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)化的平整度指標(biāo),它采用1/4車模型(類似于單輪拖車),模擬標(biāo)準(zhǔn)車在80km/h速度條件下,車身懸掛的總位移(單位為m)與行駛距離(單位為km)之比。
3公路瀝青路面不平整的原因
3.1路面坑凹現(xiàn)象
在公路施工的過程中,路基是路面工程施工的基礎(chǔ),當(dāng)路基沉降不均勻時(shí),會造成較為嚴(yán)重的路面結(jié)構(gòu)下沉。其具體的原因:首先,當(dāng)路基填筑不能得到合理控制時(shí),就會造成路面的壓實(shí)度不夠,造成不均勻下沉;其次,半填半挖路基結(jié)合部位處理不當(dāng),填方路基壓實(shí)不足,會為后期通車造成沉陷的影響;再次,舊路加寬拓寬路基段,由于舊路基段路基穩(wěn)定,新加寬路基段需一個(gè)自然的沉積過程,長期行車后造成下沉,新舊路基脫離,造成路面平整度下降;最后,在特殊地段的路基施工過程中,路基防護(hù)不當(dāng)以及軟土壓力不完善等因素的出現(xiàn),也是導(dǎo)致路面不平整的重要因素。
3.2橋頭以及涵洞橋所產(chǎn)生的跳車現(xiàn)象
這也是最常見的公路病害之一,影響著路面整體平整度,主要原因:橋梁、涵洞的臺背回填。在工程施工的過程中,由于沉降不均勻,會造成橋梁與涵洞接觸的位置出現(xiàn)路基結(jié)合不密實(shí)的現(xiàn)象,通常情況下還會出現(xiàn)相對細(xì)小的裂縫,在雨水滲入之后,會使路基發(fā)生沉陷,從而出現(xiàn)橋頭以及涵洞橋跳車的現(xiàn)象發(fā)生。
3.3路基不平整對路面施工造成的影響
在工程施工的過程中,路基不平整會對路面攤鋪造成嚴(yán)重的制約,而且,在壓實(shí)之后由于路面出現(xiàn)的不平整因素,會使其所允許的偏差保持在8mm-15mm的范圍內(nèi).也就是說,在工程施工的過程中,通過瀝青混合料的攤鋪?zhàn)鳂I(yè),會發(fā)生8mm-15mm的厚度誤差,在這種狀態(tài)下,會使路面在壓實(shí)之后出現(xiàn)坑洼狀態(tài),從而為工程施工造成了一定的制約,路面攤鋪仍無法保證路面的平整度要求。
3.4瀝青混凝土施工過程中的影響
第一,原材料的影響。材料的穩(wěn)定性對瀝青混合料的拌合有很大的影響,通常情況下,公路施工單位在開工之前都會進(jìn)行篩分試驗(yàn),并在施工的過程中進(jìn)行工程項(xiàng)目大檢測及工程材料的配比分析,但是在施工中,其瀝青的含量以及配比都會有一定的變化,從而對公路瀝青路面的施工造成了影響。第二,在攤鋪過程中自卸汽車卸料時(shí)可能撞擊攤鋪機(jī),使其身轉(zhuǎn)移之后,形成臺階。第三,由于鋪攤機(jī)是瀝青路面施工的主要機(jī)械設(shè)備,在其技術(shù)運(yùn)用中,通常會使用自動找平的技術(shù)形式,通過攤鋪的先后順序進(jìn)行路面基準(zhǔn)施工的控制。第四,在碾壓速度調(diào)整中,壓路機(jī)當(dāng)出現(xiàn)碾壓速度不均勻、急剎車以及突然啟動等現(xiàn)象,都會造成路面的不平。
4瀝青混凝土路面平整度控制措施
4.1路基平整度的合理控制
在工程路面施工優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中,路面平整度的控制需要在上層面實(shí)現(xiàn),并通過自上而下的控制,充分滿足工程路面設(shè)計(jì)的基本要求。在公路路基以及路面施工的過程中,路基的穩(wěn)定性是保證瀝青路面平整度的前提條件,所以路基填料中的均勻性、構(gòu)造物回填質(zhì)量的穩(wěn)定性都會對路面施工造成影響。因此,在工程項(xiàng)目施工設(shè)計(jì)的過程中,工程設(shè)計(jì)人員應(yīng)該通過對路基工程的合理分析,進(jìn)行沉降、裂縫的科學(xué)控制,對于發(fā)生的沉陷、裂縫等問題進(jìn)行徹底處理。此外,在工程路面施工設(shè)計(jì)中,應(yīng)該有效防止發(fā)生坡腳水侵蝕的現(xiàn)象對工程路面造成的影響,還應(yīng)避免由于施工結(jié)構(gòu)的變化對路基邊緣的碾壓,如果不能合理解決結(jié)構(gòu)邊緣路基的沉降問題,也就會制約工程施工單位結(jié)構(gòu)的整體性。
4.2加強(qiáng)施工操作,嚴(yán)格控制攤鋪機(jī)的運(yùn)行
施工技術(shù)水平的高低對路面的平整度指標(biāo)的高低起著決定性的作用。所以要保證路面的平整度應(yīng)該對加強(qiáng)施工操作,嚴(yán)格控制攤鋪機(jī)的運(yùn)行:一是攤鋪機(jī)自身的條件會對平整度造成影響,如熨平板、供料的結(jié)構(gòu)等等,此外攤鋪速度以及操作人員的技術(shù)水平也會直接影響路面平整度。所以,首先應(yīng)該要嚴(yán)格檢查攤鋪機(jī)的各個(gè)結(jié)構(gòu)和指標(biāo),看看是否滿足要求,如果不符合要求應(yīng)及時(shí)調(diào)整,避免因?yàn)闄C(jī)械的原因影響路面的質(zhì)量。要合理控制攤鋪機(jī)的運(yùn)行速度,攤鋪的速度為3m/min~5m/min,在實(shí)際的路面施工當(dāng)中,攤鋪的速度應(yīng)該控制在這一范圍內(nèi),并保持恒定。在施工過程中,攤鋪機(jī)的運(yùn)行要保持勻速前進(jìn)和平板系統(tǒng)的平衡,注意攤鋪厚度要均勻,最重要的一點(diǎn)是要保證瀝青的供料要連續(xù)。二是嚴(yán)格控制碾壓過程,在進(jìn)行碾壓時(shí)應(yīng)該把握好碾壓的速度、遍數(shù)和溫度。
4.3碾壓質(zhì)量控制
碾壓質(zhì)量直接影響到路面的密實(shí)程度和行車后的平整度。對于碾壓方式的控制,在進(jìn)行初壓時(shí)適合采用雙鋼輪壓路機(jī),要進(jìn)行2遍,穩(wěn)定攤鋪層;進(jìn)行復(fù)壓時(shí)就要采用重型的輪胎壓路機(jī),碾壓4遍,這種壓路機(jī)重量較大,通過碾壓對混凝土進(jìn)行壓實(shí),這個(gè)階段是結(jié)構(gòu)層成型的階段;最后要采用雙輪壓路機(jī),要進(jìn)行2遍,主要是為了消除輪跡。為了保證路面的平整度更好,瀝青混合料壓實(shí)工作是瀝青路面施工當(dāng)中重要環(huán)節(jié),一旦瀝青沒有壓實(shí),存在一定的空隙,就容易影響路面的平整度和穩(wěn)定度。瀝青壓實(shí)主要包括三個(gè)階段,即初壓、復(fù)壓和終壓,只有在這三個(gè)階段做好瀝青的壓實(shí)工作,才能提高公路的質(zhì)量。
(1)初壓:習(xí)慣上常稱作穩(wěn)壓階段。由于瀝青混合料在攤鋪機(jī)的熨平板前已經(jīng)初步夯擊壓實(shí),而且剛攤鋪成的混合料的溫度較高,因此只要用輕型壓路機(jī)就可以達(dá)到較好的穩(wěn)定壓實(shí)效果。通常用輕型雙鋼輪振動壓路機(jī)以2km/h左右速度進(jìn)行碾壓2-3遍。碾壓機(jī)驅(qū)動輪在前靜壓勻速前進(jìn),后退時(shí)沿前進(jìn)碾壓時(shí)的輪跡行駛進(jìn)行振動碾壓。
(2)復(fù)壓:是主要壓實(shí)階段,在此階段至少要達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度。復(fù)壓應(yīng)該在較高溫度下并緊跟在初壓后進(jìn)行。復(fù)壓期間的溫度不應(yīng)低于100-110℃,通常用雙輪振動壓路機(jī)(用振動壓實(shí))或重型靜力雙鋼輪壓路機(jī)和16T以上的膠輪壓路機(jī)同進(jìn)先后進(jìn)行碾壓。碾壓遍數(shù)參照鋪筑試驗(yàn)段時(shí)所得的碾壓遍數(shù)確定,通常不少于4遍。
(3)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(fù)壓過程中表面遺留的不平整及輪跡,因此,瀝青混合料也需要有較高的溫度。終壓常使用雙鋼輪壓路機(jī)并應(yīng)緊接在復(fù)壓后進(jìn)行。終壓結(jié)束時(shí)的溫度不應(yīng)低于瀝青面層施工規(guī)范中規(guī)定的65℃。
4.4接縫質(zhì)量控制
接縫和橋頭處往往是平整度最差,容易出現(xiàn)跳車的地方,為了減少跳車提高平整度,要盡量減少接縫尤其是縱向冷接縫,認(rèn)真做好熱接縫。在施工縫及構(gòu)造物兩端的連接處仔細(xì)操作,保證接縫處瀝青混合料緊密、線型平順和平整度達(dá)到要求。接縫應(yīng)采用垂直的平接縫。
4.5加強(qiáng)原材料的控制
對于路面原材料的選擇也是提高路面平整度的重要因素。一般可將瀝青路面施工原材料分為三種:即瀝青、粗細(xì)集料及礦粉填料等。
(1)瀝青
瀝青材料的好壞是路面質(zhì)量的根本保證,所以,要加大對瀝青材料的重視程度。在進(jìn)行公路建設(shè)的時(shí)候,應(yīng)該采用改性瀝青,因?yàn)楦男詾r青的穩(wěn)定性很好。在采用改性瀝青的時(shí)候,要嚴(yán)格按照《改性瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中的要求進(jìn)行,其應(yīng)具有以下特點(diǎn):第一,增加瀝青的低溫柔性,提高瀝青的抗裂縫能力;第二,提高瀝青路面的抗壓能力,提高其穩(wěn)定性能;第三,增加瀝青強(qiáng)度,推遲老化作用,延長使用壽命;第四,提高瀝青的變形疲勞能力;第五,改善瀝青的粘附性能。在采購瀝青的時(shí)候必須要求有產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)證書,并且要保證瀝青是符合我國《改性瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定的要求,這樣才能保證瀝青的質(zhì)量。
(2)粗細(xì)集料
粗細(xì)集料在進(jìn)場時(shí)應(yīng)重點(diǎn)監(jiān)測含泥量、針片狀、粘附性及磨光值等指標(biāo),同時(shí)還要對其篩分級配進(jìn)行控制。粗集料指的是粒徑超過2.36mm的碎石,在瀝青路面中起到的作用為支撐結(jié)構(gòu)重量、保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定以及抗高溫變形。細(xì)集料指的是粒徑不超過2.36mm的碎石,在瀝青路面建設(shè)中起到的作用是粗集料孔隙的填充以及強(qiáng)化瀝青混凝土整體性能。在細(xì)集料的質(zhì)量控制中,應(yīng)注意材料的清潔度與干燥性,確保不含有雜質(zhì),并選擇合適的顆粒級配,按照相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),對泥土含量進(jìn)行嚴(yán)格控制。
(3)礦粉填料
在瀝青混合料結(jié)構(gòu)中,礦粉是重要的組成成分,在瀝青混合料中主要用于空隙的填充。通常情況下,礦粉填料指的是粒徑不超過0.075mm的礦物質(zhì)粉末。對于瀝青路面施工而言,根據(jù)相關(guān)施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可知,對礦粉填料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求往往不嚴(yán)格,粒徑不超過0.075mm的通過率超過75%即可。瀝青混合料如果沒有充分添加礦粉,其力學(xué)強(qiáng)度得不到保障,而如果使用過度,則會降低混合料強(qiáng)度、水溫性以及耐久性,因此必須對礦粉用量進(jìn)行嚴(yán)格控制,并選擇最佳用量,通常推薦的粉膠比以1.0~1.9為宜,實(shí)際施工中,1.0~1.6采用的比較廣泛。礦粉填料與瀝青發(fā)生作用后,可以使瀝青混合料的力學(xué)性能得到有效改善,使其力學(xué)強(qiáng)度、水溫性以及耐久性得到有效提高。
5結(jié)束語
總而言之,路面平整度是衡量路面施工質(zhì)量的關(guān)鍵性指標(biāo),路面的平整度關(guān)系著行車的舒適、安全以及瀝青路面的壽命。因此在施工過程中應(yīng)充分發(fā)揮試驗(yàn)段總結(jié)報(bào)告、工地試驗(yàn)室檢測數(shù)據(jù)反饋等的作用,通過理論數(shù)據(jù)指導(dǎo)工程施工,同時(shí)通過對工程施工的試驗(yàn)段和工地試驗(yàn)室的檢測來修正理論數(shù)據(jù)。并對路基、路面工程的各個(gè)環(huán)節(jié)在交驗(yàn)時(shí)嚴(yán)格把關(guān),最終確保路面的平整度達(dá)到設(shè)計(jì)和使用的要求。以達(dá)到路面行車的舒適性和安全性、降低后期養(yǎng)護(hù)維修成本、提高公路運(yùn)營經(jīng)濟(jì)效益目的。