刘君达
(北京路星沥青制品有限公司,北京 101300)
路面平整表现为路面纵向和横向的凹凸程度,优良的平整度是车辆高速、舒适、安全地通行的重要保证,并对路面养护费用和使用寿命有显著影响。
笔者参加了北京地区多条道路工程的施工,不少沥青砼路面不同程度地出现了坑凹、起拱、碾压车辙、接缝台阶、桥涵及桥梁伸缩缝的跳车等路面不平整现象,笔者结合自身施工经验与多年学习研究,从多方面进行原因分析,浅谈提高路面平整度的措施。
造成路面不平整或平整度下降的原因是多方面的,综合考虑,现从路基至路面结构层施工过程、工艺等方面逐一进行原因分析。
根据多年施工经验,路面不均匀沉降一般发生在地质、地形、地下水、地表水、填挖结合部及筑路材料变化较大处。究其原因,主要是路基不均匀沉陷引起的,基于路基石路面的基础。分析其原因如下:
(1)路基施工前未设置纵、横向排水系统或排水不畅通,积水长期浸泡路基,使路基承载力降低而发生沉降。
(2)路堤地基处理不当:伐树除根及表土处理不彻底,地面横坡大于1∶5的路段,路堤填筑前土基未按规定要求挖成台阶,填料与土基结合不良,在荷载作用下,填料失稳而沿坡面产生滑移。
(3)路堤填料控制不当:选用稳定性较差的路基填料,使路堤产生整段或局部的变形;采用不同土质填筑路堤时,因土的性质不同,填筑方法不当。
(4)半填半挖路基、改建工程新建部分与旧路的接合部处理不当,土基未按规范要求挖成台阶,使土基与填料在接合部产生裂缝和沉降。
(5)施工中路基填料的含水量控制不严,松铺厚度、碾压机具选择不当,造成路基碾压不密实,而产生不均匀沉降。
(6)高填方路基未严格按分层填筑、碾压的工艺进行施工,分层厚度不符合规范及设计要求,碾压不密实,产生累计的沉降变形。
(7)路基填筑时未全断面均匀分层填筑、碾压,半幅施工而发生不均匀沉降。
(8)未对不良地质路段予以处理,导致路基沉降变形。
(9)施工组织安排不当,低填方路基先进行施工,后进行高填方路基,高填方路基施工完成后则立即进行路面施工,高填方路基未能自然固结沉降。
桥头跳车产生的根本原因是构造物与两端接线路堤间存在的沉降差。桥台是刚性体,桥头路基是塑性体,车辆通行及桥头路基填料的自然固结沉降形成的高差而导致桥头跳车。
(1)桥头路基及锥坡范围内地基未按规范及设计要求进行处理或处理不当。
(2)台后填料与台身的刚度差别大,刚性和柔性结合未过渡,施工时用料不当,未能达到设计要求,导致台后填料下沉。
(3)路面水渗入路基,路基软化,水土流失造成桥头路基下沉;桥梁及路基施工完成后桥头台背回填不及时,工期紧张,因积水含水量增大导致碾压不密实。
伸缩缝是使车辆平稳通过桥面且满足桥梁结构变形的装置,但是目前车辆使用越来越多,交通量增大,超载车辆增多,超出伸缩缝处设计承载,而导致伸缩缝发生损坏。另外,还与伸缩缝的选型考虑不周、安装时未按施工工艺进行操作,两侧混凝土与沥青面层结合不好有关。
基层施工要求不严格,未采用先进施工工艺进行施工,而采用推土机和平地机进行基层的施工难于控制其平整度(操作手操作水平及视觉误差),无论怎样都得使面层摊铺平整,但碾压后因虚铺厚度不同而出现低凹不平。
施工前,未针对沥青混合料中沥青性能特点确定压路机的组合,未进行全面交底,摊铺速度快慢不均匀、快速起步和紧急制动以及供料速度忽快忽慢而造成面层的不平整及波浪。
沥青混合料粗细集料的质量、配合比设计不合理及拌和不均匀,造成施工中产生混合料离析、大料集中现象,未能及时处理,不能整平碾压,从而导致路面不平整。
施工前,未合理配置施工机械,未对施工人员及压路机操作手进行交底,操作手操作不熟练等都对路面平整度有很大影响:
(1)碾压时碾压机具选择不合理,使刚摊铺好的路面产生推挤变形。
(2)未能按设计及规范要求进行初压、复压、终压碾压温度控制,造成碾压不密实、不平整。
(3)碾压过程中未错轮重叠碾压,碾压路线不合理,在同一横断面处折返,导致密实度不均匀。
(4)压路机操作手操作不当,碾压速度快慢不均,碾压遍数不够,未碾压密实。
(5)压路机从动轮在前,由于从动轮本身无驱动力,仅靠后轮推动,因而混合料产生推移,倒退时路面形成波浪。
施工组织安排不合理、施工方法、摊铺、碾压不当、新旧混合料的黏结不紧密而产生纵横向接缝,接缝处理不当导致路面凹凸不平。
工程开工前,结合施工图对工程现场进行勘察,做好施工组织设计,合理安排各施工段的先后顺序,明确构造好路基的衔接关系,优先安排高填方路段的施工,让其有自然固结沉降的时间,从基础做好,控制好各个结构层的平整度,严格实习工序间的交验制度,以确保路面平整度。
认真清除原地面不良土质,控制填前碾压密实度。填筑路基前疏通路基纵横向排水系统,避免路基受水浸泡。
选择水稳性好、干密度大、承载能力高的砾石类路基填料,土质均匀一致,其中,取土时,避免沿线取土。液限大于50、塑性指数大于26的土一般不宜作为路基填土,必须使用时,则通过控制最佳含水量、掺外加剂改良进行处理。
路基施工时,严格按现行《公路路基施工技术规范》要求进行,全断面宽水平分层填筑,依据设计及规范要求结合试验段确定合理的分层厚度、机械组合、碾压遍数以及填料的最佳含水量,保证每层面平整,确保压实度均匀一致。
对于填挖结合处,施工时应彻底清除结合部的松散不良土质,做好换填处理和填前碾压,注意地表水的疏导和地下水位的探测,依据设计及规范要求挖成台阶,清除松方后进行嵌入式分层填筑碾压,确保半填半挖路基的整体质量。
完全消除桥涵两端的跳车现象很难做到,但在施工中尽量减少其沉降差,避免跳车现象的发生。
(1)将桥涵台背回填作为重点控制,抽调组成专门的回填队伍,强化施工质量管理,完善施工工艺,因场地特别窄小,选用炮渣石、砂砾等优质填料,并使用专用的小型压实机械,填筑的分层厚度宜控制在20 cm以内,并加大自检抽检检验频率。
(2)综合考虑桥台和台背路面在结构、材料、刚柔等方面存在的差异,为了在其纵、横都能平顺逐渐过渡,现在大多数桥梁设置桥头搭板作为过渡,调整不均匀沉降,以降低车辆行驶跳车的概率。
合理对伸缩缝选型,安排专业队伍进行安装,做好过程控制。先进行沥青面层施工,再安装伸缩缝,以保证伸缩缝与沥青路面衔接部位的牢固及平顺。
(1)严格控制混合料材料的质量,骨料级配均匀,配合比设计合理,按照施工工艺规范施工,并通过试验段确定最佳含水量、机械组合、松铺系数、碾压遍数等,确保强度、平整度、坡度符合设计及规范要求。
(2)在基层施工完成后,3 m直尺对基层进行平整度检测,平整度差大于8 mm的路段要进行整平。面层施工前封闭交通,及时洒水进行养护。若不能封闭交通,则限制重车通行,路面附属工程施工时避免对基层的污染、破坏。若出现车槽(坑槽)松散,及时清扫,严禁用松散粒料填补。
(3)严格控制基层平整。
2.8.1 下承层的清扫及检验
面层铺筑前要认真清扫基层表面,确保基层表面整洁,没有松散浮料和杂质。认真测量放线,确保基层标高和基准线标高准确无误。基层标高超过允许范围时,高处必须铲平,低处可用下面层补平,以确保面层平整度。
2.8.2 摊铺工艺
摊铺前,对所用参施人员进行技术交底,规范作业,应仔细设置和调整摊铺机及找平装置、压路机,使其处于良好的工作状态,根据试验段实铺效果随时调整,并针对混合料中沥青性能特点,确定摊铺速度、压路机的机型及重量、碾压温度、碾压速度,严禁在未成型的油面表层急刹车及快速起步,选择合理的振频、振幅。
2.8.3 过程控制
现场设置专人指挥运输车辆,以保证摊铺机均匀连续作业,不得随意调整摊铺的行驶速度。在摊铺过程中,尽量避免停机,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。
2.8.4 摊铺机操作控制
选用熟练的摊铺机操作手,并进行岗前培训;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。
为避免施工中接缝处理不好而导致路面凹凸不平,施工时应以3 m直尺测量,并配以人工细料找平。对于横向接缝,摊铺层施工结束再用3 m直尺检查端部平整度,对不符合要求部位应在混合料尚未冷却时立即处理,以摊铺层面直尺脱离点为界限,用切割机切缝挖除。
所有参加公路建设工程的施工单位,都必须强化施工管理,根据以往施工经验以及现有路面不平整质量通病的防治措施,提高作业队施工水平,选择正确的施工方法,严格按照施工工艺规范作业,加强过程控制,确保路面平整度,以提高车辆行驶的舒适性。
[1]公路路基施工技术规范(JTG F10-2006),北京:人民交通出版社出版,2006.
[2]公路路面基层施工技术规范(JTJ 034-2000),北京:人民交通出版社出版,2000.
[3]公路沥青路面施工技术规范(JTG F40-2004)北京:人民交通出版社出版,2004.
[4]公路工程质量通病防治指南,交通部公路司,北京:人民交通出版社出版,2001.