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沥青路面不平整的成因及对策

时间:2014-04-09  来源:  编辑:  浏览:948次
有的施工单位认为“基层不平面层调,下层不平上层找”,这种观点是错误的,因为若基层不平,即使面层摊铺平整,压实后也会因虚铺厚度不同,而产生不平整…面层摊铺材料的质量对平整度的影响沥青路面的施工质量,也取决于主要材料的质量和沥青混合料的配合比设计及沥青混合料的拌和…针对路基基层桥涵头跳车可能引起的路面不平整,只要在路基基层桥涵台背回填时严格按规范施工,基本可以控制…
沥青路面不平整的成因及对策摘要:本文主要从沥青路面施工方面分析了路面产生不平整的原因,并提出了应采取的相应对策

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,路面平整度的合格率既反映了行车舒适程度,又反映了施工队伍的水平。所谓路面平整是以几何平面为基准,表现为路面纵向和横向的凸凹程度,即实际路面表面对设计的几何平面的偏离程度。优良的平整度不仅是车辆高速、舒适、安全地通行的重要保证,更对路面养护费用和使用寿命有明显的影响。

经过对我单位所监理的几个项目的沥青路面工程所出现的不平整现象的综合分析,我发现出现坑凹、接缝台阶、波浪、碾压车辙、桥涵与路面接茬不平、跳车等不平整现象的原因主要有:路基不均匀沉降,造成已铺筑路面出现坑凹,基层不平整导致路面不平整,桥梁涵洞两端及桥梁伸缩缝的跳车,严重影响着路面整体平整度,以及摊铺机械的选择、路面的碾压等路面施工时的不规范操作都会造成沥青路面的不平整。由于沥青路面平整度具有波浪形传递特性,沥青路面的不平整度首先来源于路基表面,然后层层向上传递,直到沥青路面表层,因而可以这样说,在沥青路面表层上主要反映了路基、底基层、基层的不平整度。有的施工单位认为“基层不平面层调,下层不平上层找”,这种观点是错误的,因为若基层不平,即使面层摊铺平整,压实后也会因虚铺厚度不同,而产生不平整。针对路基、基层、桥涵头跳车可能引起的路面不平整,只要在路基、基层、桥涵台背回填时严格按规范施工,基本可以控制。本文笔者主要从路面施工方面探讨造成沥青路面不平整的原因,以及应采取的防治措施。

一、路面摊铺机械及工艺对平整度的影响

摊铺机是沥青路面面层施工的主要机具设备,其本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。

  (1)摊铺机械性能好坏,决定着路面面层的平整度。我单位近几年所监理的几段路面工程,就是一个很好的例子:宕昌过境段采用一台4.5m的小型沥青摊铺机铺筑,路面接缝多,在铺筑时,几乎是人工在摊铺,路面的平整度较差;江武公路江小段采用8.0m的沥青摊铺机铺筑,路面的平整度有明显提高;嘉玉段采用德国产ABG423大型沥青摊铺机铺筑,路面的平整度有了大大的改善。

  (2)摊铺机基准线的控制,也影响着路面平整度。目前使用的摊铺机大都有自动找平装置,摊铺是按照预先设定的基准来控制,但施工单位往往不够重视或由于高程的操平误差,形成基准控制不好、基准线因张拉力不足或支承间距太大而产生挠度,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。

  (3)摊铺机操作不正确,最容易造成路面出现波浪、搓板。无论在施工中采用哪一种型号的摊铺机,若摊铺机操作手不熟练,导致摊铺机曲线前进、运料车在倒料时撞击摊铺机、摊铺机不连续行走或在行走过程中熨平板高低浮动等不规范作业,都会使路面形成波浪或搓板;摊铺机的熨平板未充分预热,造成混合料粘结和熨不平;运输车与摊铺机配合不好,卸料时混合料撒落在下层而未及时清除,导致履带接地标高产生变化,影响了摊铺层的横坡及平整度。在摊铺沥青混合料过程中,随意变更摊铺机的摊铺速度,也会导致面层出现粗糙不均匀,影响到摊铺后的预压密实度和平整度。此外,当摊铺机中途停顿时,因混合料温度下降会引起局部不平整,而且纵向调平系统在每次起动后,自动找平装置仍需行驶3~8m后才能恢复正常,也易造成摊铺厚度不匀。当运输设备不配套或司机技术较差时,会撞击摊铺机,使机身后移,形成台阶。

二、面层摊铺材料的质量对平整度的影响

沥青路面的施工质量,也取决于主要材料的质量和沥青混合料的配合比设计及沥青混合料的拌和。

1、沥青混合料的配合比不合理。油石比偏大,已铺筑的路面会产生壅包和泛油;油石比偏小,路面会出现松散;矿料的质量不好,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,容易出现路面的各种病害。

2、沥青混合料的拌合不均匀。当拌和设备出现意外情况,刚开炉或料温低,含水量大时,会出现料温不均匀现象;当筛分系统出现问题时,会造成骨料级配发生较大变化;由于料温偏低,有时也会出现花白料,使路面难以摊铺成型;温度过高造成沥青老化,不能保证沥青混合料摊铺质量;拌和能力过小,出现停工待料状况,使接头处温度降低,出现温度差,形成一个个坎。

三、碾压对平整度的影响

沥青面层铺筑后的碾压对平整度有着重要影响,碾压机具、碾压温度、速度、路线、次序等都关系着路面面层的平整度,主要表现在:

1、压路机型号的选择。如果采用低频率、高振幅的压路机时,会产生“跳动”夯击现象而破坏路面平整度。压路机初压吨位过重也会使刚摊铺好的路面产生推挤变形。

2、碾压温度的控制。初压温度过高压路机的轮迹明显,沥青料前后推移大,不稳定;复压温度过高会引起胶轮压路机粘结沥青细料,小碎片飞溅,影响表面级配;温度过低,导致沥青混合料颗粒间摩擦阻力加大,使沥青面层压实度不均匀,且易形成局部松散和发裂,影响路面平整度。

3、碾压速度的调整。压路机碾压速度过快或不均匀、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;在未冷却的路面上停机会出现压陷槽。

4、碾压路线的行走。碾压行进路线不当,不注意错轮碾压,每次在同一横断面处折返,会引起路面不平。相邻轮迹不重叠,容易造成漏压或推拥。

5、碾压次数的确定。碾压遍数不够,压实不足,通车后形成车辙;碾压遍数太多,由于短时间集中重复碾压,会造成已成型路面的推移,形成裂缝和波浪。

6、驱动轮和转向轮的前后问题。如果是从动轮在前,由于从动轮本身无驱动力,靠后轮推动,因而前进时混合料易产生推移,倒退时在轮前又易留下波浪。

四、提高路面平整度的措施

1、沥青路面摊铺机械及工艺控制

(1)摊铺机基准线的控制,摊铺机在进行自动找平时,需要有一个准确的基准面(线)。一般当以控制高度为主时,以走钢丝为宜;当以控制厚度为主时,则采取浮动基准梁法。一般是底面层用走钢丝,中面层和表面层用浮动基准梁法。

基准钢丝绳(走钢丝)法,是在路面两侧安装基准钢丝绳,但注意:支持钢丝绳的支柱钢筋的间距不能过大,一般为5—10m;用两台精密水准仪测量控制钢筋的高程,钢筋宜较设计高程高1—2mm,并保证钢筋的高程在铺筑过程中始终准确;一般使用φ2mm-φ3mm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,张紧钢丝绳的拉力一般在800N左右;基准线应尽量靠近熨平板,以减少厚度增量值;为保证连续作业,每侧钢丝绳至少应具备有三根200-250m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。

浮动基准梁法,浮动基准梁用于保持摊铺机前后高差相同,保证摊铺厚度和提高表面平整度,在构造物上另加挂钢丝绳配合进行控制(因构造物上沥青层的厚度与表面层厚度不同),方法是:浮动基准梁的前部由长2-3m的2-4个轮架组成,每个轮架有3-4对小轮,行走在摊铺机前面下承层。浮动基准梁的后部是约0.5m×10m的滑板(俗称滑靴),在摊铺层顶面滑移。为了减少基准误差和自动找平装置的误差,需在进行自动找平装置的安装和调整时注意:横坡传感器安装误差应小于±0.1%;浮动基准梁的滑动基面应与摊铺基面平行,使横坡值相同;随时检查液压系统的工作压力,使其处于正常状态;随时检查摊铺厚度和横坡值是否符合设计值。

(2)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。因摊铺速度的变化必然导致摊铺厚度变化。为了保证厚度不变,就要调节厚度调节器以及捣固器和熨平板的激振力与振捣梁行程,但人工调节是凭经验调节,在速度变化处会引起摊铺后预压密实度的变化,从而导致最终压实厚度的差异,影响路面平整度。

在摊铺过程中,应尽量避免停机,应将每天必须停机中断摊铺点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;混合料温度在100℃以上时,停顿时间不要超过10min。停顿时间超过30min或混合料温度低于100℃时,要按照处理冷接缝的方法重新接缝。

(3)摊铺机操作控制措施,应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,运料车应在摊铺机10-30m处停住,并挂空档,依靠摊铺机推动缓慢前进,并应有专人指挥卸料车进行卸料;确保摊铺机供料系统的工作具有连续性,即保证脚轮(输送轮)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。如中断摊铺时间短,仅受料斗内的混合料已经冷硬,则应先将受料斗内已冷硬的混合料铲干净,然后重新喂料;派专人负责及时清扫洒落的粒料;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。熨平板的预热温度应接近沥青混合料的温度,一般可加热到85℃-90℃。

2、面层摊铺材料的质量控制

混合料中的沥青与矿粉过量会减小其承载能力,易使摊铺厚度过薄。温度过高,也会出现类似的情况,温度过低,混合料变硬,会使摊铺厚度变厚,在铺筑中遇到此种情况,可根据混合料性质的变化及时改变熨平板的工作迎角予以消除,但调整无一定的规律。这样反反复复,会形成厚度不一致的面层,从而使平整度受到影响。所以加强拌和现场管理,减少车辆不必要的待机时间,控制好混合料“出场温度、摊铺温度、初压温度、终压温度”四个温度,可大大减少此种缺陷的产生。

3、碾压质量控制

沥青混合料面层的碾压通常分为三个阶段进行,即初压、复压和终压。

(1)初压,第一阶段初压习惯上常称作稳压阶段。由于沥青混合料在摊铺机的熨平板前已经初步夯击压实,而且刚摊铺成的混合料的温度较高(常在140℃左右),因此只要用较小的压实就可以达到较好的稳定压实效果。通常用6-8T的双轮振动压路机以2km/h左右的速度进行碾压2-3遍。碾压机驱动轮在前静压匀速前进,后退时沿前进碾压时的轮迹行驶进行振动碾压。也可以用组合式钢轮—轮胎(四个等间距的宽轮胎)压路机(钢轮接近摊铺机)进行初压。前进时静压匀速碾压,后退时沿前进碾压时的轮迹行驶并振动碾压。

(2)复压,第二阶段复压是主要压实阶段。在此阶段至少要达到规定的压实度,因此,复压应该在较高温度下并紧跟在初压后面进行。复压期间的温度不应低于100℃-110℃,通常用双轮振动压路机(用振动压实)或重型静力双轮压路机和16t以上的轮胎压路机同时先后进行碾压,也可以用组合式钢轮-轮胎压路机与振动压路机和轮胎压路机一起进行碾压。碾压遍数参照铺筑试验段时所得的碾压遍数确定,通常不少于8遍,碾压方式与初压相同。

(3)终压,第三阶段终压是消除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,因此,沥青混合料也需要有较高的温度。终压常使用静力双轮压路机并应紧接在复压后进行。终压结束时的温度不应低于沥青面层施工规范中规定的70℃,应尽可能在较高温度下结束终压。

在施工现场,组织的好的碾压应是初压、复压和终压的压路机各在相互衔接的小段上碾压并随摊铺速度依次向前推进。当然,实际碾压过程中压路机会超过复压与初压和终压复压的分界线;为使压路机驾驶员容易辨明自己应该碾压的路段,可用彩旗或其他标记物放在初压与复压和复压与终压的分界线上,并根据沥青混合料的温度和碾压遍数移动标记物,指挥驾驶员及时进入下一小段进行碾压。

(4)为保证各阶段的碾压作业始终在混合料处于稳定的状态下进行,碾压作业应按下述规则进行:“由内到外,先轻后重,先慢后快”,即曲线段按照由内侧到外侧的顺序碾压,碾压时先用小型压路机碾压或静压,再用大型压路机或振动碾压,碾压速度应先慢速碾压几遍,待混合料稳定后再用较快的速度碾压。初压和终压使用双轮压路机,初压可使用组合式钢轮-轮胎压路机,复压使用振动压路机和轮胎压路机;碾压时驱动轮在前,从动轮在后;后退时沿前进碾压的轮迹行驶;压路机的碾压作业长度应与摊铺机的摊铺速度相平衡,随摊铺机向前推进;压路机折回去不应在同一断面上,而应呈阶梯形;当天碾压完成尚未冷却的沥青混凝土层面上不应停放一切施工设备(包括临时停放压路机),以免产生形变;压实成型的沥青面层完全冷却后才能开放交通。

通过上述对影响沥青路面平整度因素的探讨,可以得出以下的结论:优质的混合料,良好的施工机械,稳定的路基,良好的基层平整度,合理的施工工艺,充分的技术准备,严格科学的管理,是确保和提高沥青路面平整度的必要条件。

来源:项目管理网

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