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道路與橋梁輔導:瀝青砼路面平整度原因分析

更新時間:2009-10-19 15:27:29 來源:|0 瀏覽0收藏0

  路面平整度是反映高等級公路使用性能的一項重要指標。隨著北京地區(qū)經濟的不斷發(fā)展,交通流量越來越大,因此,公眾對公路的各項要求也越來越高。在公路建設中,由于瀝青砼路面具有表面平整、行車舒適、耐磨抗滑、低噪聲、施工周期短、維修簡便等特點,而被廣泛應用。本文結合京沈高速公路以及近幾年來密云地區(qū)所修建國道、改建工程、大修工程等瀝青砼路面施工實踐,對影響瀝青砼路面平整度的原因進行了細致的分析,并提出相應的對策。

  1 瀝青砼路面不平整產生的主要原因

  在瀝青砼路面的施工過程中,影響路面平整度因素很多,有人為、材料、機械、環(huán)境等等。下面就在京沈高速、國道101、密興路、密平路改建工程、大修工程施工過程中常見幾種如:路基施工質量、路面底基層及基層的施工、路面施工機械的選用和施工工藝及路面材料的質量等影響路面平整度的原因進行分析。

  1.1 由于路基施工質量問題造成的影響。

  路基的不均勻沉陷,影響了路面平整度,分析其原因:

  (1)半挖半填路基的接合處理不當,如密關路、黃下路等工程,由于都屬山區(qū)路段,半挖半填路基較多,當路面基層完成后,部分路段不同程度出現(xiàn)了沉陷等病害。分析原因,是由于原路基填料的含水量大,未能按規(guī)范要求挖臺階施工,造成路基填料接縫接合部產生裂縫和沉降,路基壓實不足,使路基土壤的密實度偏低,土體透水性增強,造成水分集聚和侵蝕路基,使路基土軟化。雖然斷道施工,但是區(qū)域間車輛和施工車輛反復碾壓而使路面基層產生不不同程度的沉陷。

  (2)路基填料控制不好,如京沈路K57+000―K66+800,在日常養(yǎng)護作業(yè)過程中,養(yǎng)護人員挖開路面后,發(fā)現(xiàn)部分路段路基是高液限粘土填筑的路段致使不同程度的出現(xiàn)了路基不均勻沉降,導致路面的出現(xiàn)不同的病害。

  (3)特殊地基路段、路基防護排水不完善,如京沈路大修工程的南臺村部分路段和密興路、密平改建工程部分路基沉陷,是由于對原地基勘探不祥,有部分路基修筑在軟土地段,因軟土的壓縮性大,在自重的作用下產生沉降。

  1.2 基層不平整的影響

  在大中修養(yǎng)護工程中的基層為次高級路面基層,由于區(qū)域間車輛或鄰村路段老百姓車輛的出形,給施工管理帶來一定的困難。在基層的施工或養(yǎng)生期間,部分或個別路段基層出現(xiàn)不同程度的問題。因此,基層不平,無論怎樣使面層攤鋪平整,但壓實后也因虛鋪厚度不同,路面產生不平整;如舊密興路等部分路段,當瀝青混凝土攤鋪機作業(yè)時,盡管瀝青混合料表面是攤平了,壓實后仍出現(xiàn)低洼,這些說明基層不平整對路面平整度的有著嚴重的影響。

  1.3 攤鋪機械及工藝對平整度的影響

  攤鋪機是瀝青砼路面施工過程中很重要的一種機具設備,機械本身的性能的好壞、施工人員的施工經驗等等對攤鋪瀝青砼路面平整度有很大的影響。

  (1)攤鋪機械性能好壞和攤鋪機手的熟練是決定瀝青砼路面平整度的一項重要因素。在05年密古路K23+000路段施工過程中,由于工程工期比較緊,臨時調運攤鋪機使用年代較長,當攤鋪機在現(xiàn)場攤鋪過程中,攤鋪機發(fā)生多次故障,結果導致該路段近100米平整度達不到要求。再就是在施工過程中若攤鋪機手不熟練,導致攤鋪機忽快忽慢、不連續(xù)行走或在行走過程中熨平板高低浮動等不規(guī)范作業(yè),都會使路面形成波動或搓板等等。密云屬偏遠山區(qū),70%以上路段在山區(qū)。因此,山區(qū)公路施工經驗尤其重要。在05年黃下路K5+700―K8+500路段中,路機械攤鋪機手山區(qū)施工經驗較少。在急彎等地方盡管經驗少施工路段路面的平整度有所提高,但其數(shù)值仍然很大,勉強能達到三級路的驗收標準。

  1.4瀝青砼材料質量好壞的影響

  瀝青混合料材料的質量、瀝青混合料的拌和以及瀝青混合料的配合比設計也是影響瀝青砼路面平整度的重要因素。

  (1)在瀝青混合料的拌合過程中,溫度過高則可能造成瀝青老化,不能保證瀝青混凝土攤鋪質量;當拌和設備出現(xiàn)故障或其它意外情況可能會出現(xiàn)混料溫度不均勻;當拌和篩分系統(tǒng)出現(xiàn)問題,則可能使骨料級配發(fā)生變化,可能使路面難以攤鋪成型等等;

  (2) 瀝青含量和礦料級配直接關系到瀝青路面的內在質量,對路面平整度也有一定影響。瀝青含量偏高,路面容易泛油、推移,產生"擁包";瀝青含量偏低,容易出現(xiàn)花白料,集料之間粘結力差而且路面容易出現(xiàn)松散現(xiàn)象,甚至坑槽,影響行車安全和舒適性;礦料級配偏粗或裝卸方式不合理而出現(xiàn)集料離析,鋪筑過程中容易出現(xiàn)麻面、拉槽現(xiàn)象,導致路表面粗糙,平整度指數(shù)下降。礦料質量不好時出現(xiàn)集料的壓碎值和石料的抗壓強度都達不到規(guī)范要求,使路面混合料的穩(wěn)定度降低。

  1.5 機械碾壓對平整度的影響

  碾壓工藝對平整度也有較大影響,影響碾壓效果的關鍵因素有碾壓組合是否合理、碾壓溫度的高低、操作規(guī)范性及有無專人指揮,主要表現(xiàn)在:

  (1)在溫度的控制上, 初壓溫度過高碾壓的輪跡在瀝青面層比較明顯;溫度過低,瀝青砼不易碾壓密實。

  (2)如果采用低頻率、高振幅的壓路機型號時,在碾壓過程中壓路機會出現(xiàn)“跳動”夯擊現(xiàn)象而破壞路面平整度。

  (3)壓路機碾壓速度不均勻、急剎車和突然起動等都會影響瀝青砼路面的平整度;

  (4)碾壓的時候不注意錯輪碾壓也會影響路面平整度。

  (5)碾壓遍數(shù)太少,則壓實度不夠,通車后易形成車轍;碾壓遍數(shù)太多,會造成已成型路面的推移等等都會影響路面平整度。

  2 提高路面平整度的措施

  2.1 路堤填筑前原地面處理

  路基的施工質量,是整個工程的關鍵。要做好路基工程,必須扎扎實實地進行路基的填筑,并對原地面的處理和坡面基地的處理:

 ?、盘钪返虝r首先應對原地表進行處理。當填筑高度不小于1.0M時,應將路基范圍內的樹根,草叢等全部挖走。若基底的表層土系腐殖土、淤泥,則須用挖掘機或人工將基表層土清除換填,并予以分層壓實。如發(fā)現(xiàn)草炭層、鼠洞、裂縫,應更換符合條件土回填,并按規(guī)定進行壓實。路堤通過耕地時,路堤筑填施工前必須預先填平壓實。如其中有機質含量和其他雜質較多時,碾壓時因彈性過大,不易壓實,應換填土。

  ⑵坡面基底處理。當坡面橫坡小于1:5或原地面縱坡不大于12%時,只需清除坡面上的表層,其處理方法同上。但坡度橫坡大于1:5或原地面縱坡大于12%時,應將坡面做成臺階,讓填料充分嵌在地基里,以防止路堤的滑移。臺階的尺寸,依土質、地形和施工方法而不同,一般寬底不宜小于1M,而且臺階頂面應做成向堤內傾斜4%的坡度,并分層夯實。當所有臺階填完之后,可按一般填土進行。

  2.2 路堤填料

  路堤填料一般應采用砂礫及塑性指數(shù)和含水量符合規(guī)范的土。對于液限大于50,塑性指數(shù)大于26 的土,一般不宜直接作為路基填土,需要使用時,必須采取技術措施進行處理并滿足設計要求。在京沈高速9合同路段,由于費用和當?shù)赝临|的等原因作了如下處理:

 ?、趴刂谱罴押?,保證土料在最佳含水量下達到最佳壓實度。由于當?shù)赝临|含水量特別大,通過翻曬來實現(xiàn),使其達到最佳含水量。

 ?、茡酵饧觿└牧?。對含水量大、塑性高的土摻入石灰,對土的性質進行改良,達到填土要求。

  2.3 填土路基壓實

  路基施工時,應嚴格按現(xiàn)行《公路路基施工技術規(guī)范》要求進行,并應通過試驗路段來確定不同機具壓實不同填料的最佳含水量、適宜的松鋪厚度和相應的碾壓遍數(shù)、最佳的機械配套和施工組織。

  2.4 特殊地基處理

  軟土地基具有極大的破壞性,雖然在對其認定上尚無完全一致的結論,但從廣義上講,只要外在荷載在土基上有可能出現(xiàn)有害的過大變形和強度不夠等問題時,我們都應該視為軟基而認真對待,并進行必要的處理。處理的方法為:

 ?、艑τ诼坊叨炔桓?,軟土層或淤泥層比較薄的地段,如在03年八橋一涵繞行路線密古路K0+000―K7+000段,我們采用砂墊層、置換填土、拋石擠淤的方法處理,以增強路基。

 ?、菍τ谲浲恋鼗驖裣菪渣S土地區(qū)比較復雜的地基情況,如京沈路、荊平路等路段,采用墊隔土工布、水泥穩(wěn)定土等辦法處理。

  2.5 路面基層施工注意

 ?、艊栏癜凑铡豆仿访婊鶎邮┕ぜ夹g規(guī)范》(JTJ034-93)要求進行底基層和基層施工,對于高速公路和一級公路,必須堅持除與土基接觸的底基層可以采用路拌法施工以外,其上面的各層均應采用集中場拌和攤鋪施工方法,以確保標高、橫坡、強度、平整度達到設計要求。當采用攤鋪機進行基層施工時,為了消除中間高兩側低的現(xiàn)象,可適當調整攤鋪機兩側的橫向斜桿,使熨平板呈中間低兩頭翹狀態(tài)。

 ?、萍訌娀鶎羽B(yǎng)護,在基層施工完成后,采用不透水塑料布或濕砂進行養(yǎng)護。再就是可以用灑水進行養(yǎng)護。并應嚴格控制行車,若不能封閉交通,應限制重車通行,其車速不應超過30KM/H,同時應注意其他交通設施對基層的損壞。

  2.6 瀝青砼路面機械攤鋪工藝及控制

  緩慢、連續(xù)、均勻、不間斷地攤鋪是提高路面平整度最主要的措施,因此攤鋪機在操作過程中應注意以下幾個影響因素:

  (1)攤鋪應保持連續(xù)。必須配足與攤鋪能力相匹配的混合料,盡量做到攤鋪過程中不停機。盡管新型ABG攤鋪機具有“自鎖”裝置,但熱混合料在熨平板裝置自重的作用下總會產生微微下沉,攤鋪機的重新啟動也會產生局部微小不平整。

  (2)攤鋪速度要保持緩慢均勻,一般攤鋪速度應控制在每分鐘2~4m(根據(jù)供料情況,保持不停機為原則),攤鋪速度的不恒定,會導致攤鋪層初始密度不均勻,從而引起碾壓后局部厚度的變化而影響平整度。

  (3)在攤鋪過程中,攤鋪機螺旋送料器應均勻不停頓的轉動,兩側應保持有不少于送料器高度2/3的混合料,并確保在攤鋪全寬斷面上不發(fā)生離析。攤鋪后的混合料,原則上就不應用人工進行整修。

  (4)料車卸料時不慎撒落的混合料應及時清除,否則不能攤鋪,因為兩側履帶或輪胎因撒落料影響而產生接地標高與橫坡不一致時,會影響攤鋪后的橫坡,使坡面產生波浪,影響平整度。

  2.7 碾壓質量控制

  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。

 ?、懦鯄?,第一階段初壓應在較高溫度下進行,以不產生推移、發(fā)裂為原則。初壓溫度應根據(jù)瀝青稠度、壓路機類型,攤鋪初始密度等因素通過試鋪確定。壓路機應以慢而均勻的速度碾壓,初壓時主動輪在前,防止熱混合料被擠壓隆起,碾壓中從外側向內側,從低向高處碾壓,碾壓過程中不得打方向、剎車,碾壓必須重疊,既防止超壓,又要防止漏壓。碾壓過程中的啟動、換向、倒退等方法不當都將引起油路面出現(xiàn)擁包和凹坑。?

 ?、茝蛪?,第二階段復壓是主要壓實階段。在此階段至少要達到規(guī)定的壓實度,因此,復壓應該在較高溫度下并緊跟在初壓后面進行。復壓期間的溫度不應低于100-1100,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進先后進行碾壓。碾壓遍數(shù)參照鋪筑試驗段時所得的碾壓遍數(shù)確定,通常不少于8遍,碾壓方式與初壓相同。

 ?、墙K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。終壓結束時的溫度不應低于瀝青面層施工規(guī)范中規(guī)定的70,應盡可能在較高溫度下結束終壓。

 ?、葹楸WC各階段的碾壓作業(yè)始終在混合料處于穩(wěn)定的狀態(tài)下進行,碾壓作業(yè)應按下述規(guī)則進行:由下而上(沿縱坡和橫坡);先靜壓后振動碾壓;初壓和終壓使用雙輪壓路機,初壓可使用組合式鋼輪-輪胎壓路機,復壓使用振動壓路機和輪胎壓路機;碾 壓時驅動輪在前,從動輪在后;后退時沿前進碾壓的輪跡行駛;壓路機的碾壓作業(yè)長度應與攤鋪機的攤鋪速度相平衡,隨攤鋪機向前推進;壓路機折回去 在同一斷面上,而是呈階梯形;當天碾壓完成尚未冷卻的瀝青混凝土層面上不應停放一切施工設備(包括臨時停放壓路機),以免產生形變;壓實成型的瀝青面層完全冷卻后才能開放交通。

  3 結束語

  通過上述對影響瀝青路面平整度因素的探討,可以得出以下的結論:優(yōu)質的混合料,良好的施工機械,良好的基層平整度,合理的施工工藝,充分的技術準備,嚴格科學的管理,是確保和提高瀝青路面平整度的必要條件。

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