探讨公路沥青混凝土路面平整度的影响因素和控制措施

2016-10-24 16:40郭秀伟
中国科技博览 2016年26期
关键词:路面基层沥青混合料沥青混凝土

郭秀伟

摘 要:施工中的公路平整度是评价公路工程质量的重要指标,直接影响到公路行车的安全性与舒适性。本文阐述了公路沥青混凝土路面平整度的影响因素,提出了相应的控制措施,以便改善和提高沥青混凝土路面平整度。

关键词:沥青混凝土;路面基层;平整度;沥青混合料

【分类号】:TG333.2

1 前言

随着中国经济的飞速发展,高速公路的等级也在不断的发展中,公路的质量也在相应的大幅度提升。这大大提高了人们出行的舒适度,让人民的生活质量也得到了提高。其中路面的平整度是公路质量中最关键的因素之一。只有提高路面的平整度才能保证在路面上行驶车辆的安全,可以减少车辆轮胎的磨损,降低燃料的消耗。如果路面的平整度达不到相关要求,只会让来往车辆加大对路面的冲撞,使路面更加不平整,陷入恶性循环之中。因此,要提高路面的平整度就要先将影响路面平整度的主要因素进行相关分析,并且提出切实可行的解决方案,早日解决施工质量问题。

2 平整度的影响因素

2.1 平整度的概念、特点

平整度是指以规定的标准量规间断地或连续地量测路表面的凹凸情况,即不平整度的指标。路面的不平整分纵向和横向两类,纵向表现为坑槽和波浪,横向表现为车辙和隆起。路面平整度主要有2大特点:一是积累性,即沥青路面的平整度是路基平整度和各结构层平整度效果的综合反映;二是难弥补性,即施工完成后,路面平整度很难再得以改善弥补。

2.2 主要因素

影响路面平整度的因素较多,归纳为2个方面:一是外在因素,主要包括环境、地质、交通量、车速等;二是内在因素,主要包括设计、施工等。设计因素包括结构层、设计层数、结构层厚度、设计配合比等。施工因素包括路基不均匀沉降、不同结构层的连接、材料不均匀、施工机械缺陷及施工工艺缺陷等。

(1)路基不均匀沉降、桥涵两端及伸缩缝的跳车影响

路基是路面的基础,如果路基填料控制不好,压实度达不到设计要求,路基排水设施不完善,极易造成路基的不均匀沉陷,从而会引起路面的不平整。

桥梁、涵洞两端的路基病害,是一个比较普遍的现象,也是最常见的公路病害之一。造成不均匀沉降的主要原因有:(1)桥梁、涵洞的台背填土,由于压实机械的作业面狭小压实不到位,通车后,引起路基的压缩沉降;(2)台背填料与台身的刚度差别大,造成沉降不均匀;(3)在桥梁、涵洞与路基结合处,常会产生细小缩裂缝,雨水渗入后,使路基产生病害,导致该处路基发生沉陷;(4)桥梁伸缩缝在选型和施工时考虑不周和处理不当,极易产生跳车现象,从而影响平整度。

(2)基层平整度对面层平整度的影响

道路的路面结构是一个层状的结构体系,一般由面层、基层、底基层和垫层构成,各结构层的平整度对于沥青路面整体平整度起着决定性的作用。在施工中流行着“土基不平,基层找补,基层不平,面层找补”的思想,这是十分错误的、有害的。面层几乎不可能调整基层的平整度,而基层的不平整则直接反映到面层上。

(3)沥青混合料的影响

沥青混合料的拌和和沥青混合料的质量直接影响面层的质量,其中对平整度影响最大的是混合料的不稳定性和波动性。级配的变化、温度的变异会导致虚铺厚度和空隙率的变化,从而影响到摊铺的平整度。

(4)摊铺作业的影响

混合料的摊铺对平整度起着决定性的作用。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、机械猛烈起步或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。

(5)碾压作业的影响

沥青面层铺筑后的碾压对平整度有着重要影响,选择碾压机具、碾压温度、速度、路线、次序等都关系着路面面层的平整度。压路机型号如果采用低频率、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。碾压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,则不易碾压密实和平整。压路机碾压速度不均匀、急刹车或突然起动、随意停置或掉头转向、在已碾压成型的路面上停置而不关闭振动装置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。

3 平整度的控制措施

3.1 注重基层平整度控制

路面的平整度与路基路面各结构层次的平整状况有着一定的联系,即各层次的平整效果将累计反映到路表面上。沥青混凝土面层的各层厚度一般只有4.0cm-8.0 cm,虽然通过面层各结构层铺筑可减少基层平整度不良的影响,但不可能完全调整基层表面的不平整,基层的不平整将反映到面层上。因此,保证基层的平整度,确保下承层上层的预压实厚度的均匀性是确保沥青混凝土面层具有良好平整度的先决条件。

在施工过程中尽量采用装有电子称重计量的拌合设备和具有自动找平装置的基层摊铺机铺筑的施工方法,并采用“方格网法”进行拉线检查,加强松铺、压实面的高程,横坡和平整度控制,保证所铺混合料均匀、表面平整,高程、纵横坡厚度等指标都能满足设计要求。

3.2 沥青混合料的控制措施

热拌沥青混合料的质量,是影响沥青路面平整度的一个重要因素,而热拌沥青混合料的质量受以下几个因素的影响:

(1) 沥青混合料中集料的规格和质量

由于沥青路面材料消耗量大,往往需要从多个料场采购石料(特别是地方道路中沥青混凝土面层的施工没有固定的料场),而现今采石场分为乡、村集体或个人开采,生产条件较差,材料规格要求不严,每个矿的生产能力较小,尽管在级配过程中控制了最大筛孔、中间筛孔和4.75 mm,2.36 mm,0.075 mm五档规格料的通过量,但中间筛孔的通过量变化较大,引起集料级配变化较大,使压实系数产生波动,影响路面平整度。

(2)热拌沥青混合料拌和、摊铺温度的要求

由于沥青混合料具有高温易压实、低温难以压实的特点,因此必须制定合适的施工工艺,建立完善的质量保证体系来满足沥青混合料拌和温度、出厂温度、到场温度、摊铺温度和碾压温度的要求。

同时为确保摊铺机连续、匀速、不间断摊铺,每台拌合机产量必须达到一定的量,否则必须采用多台拌合机联合供料,在联合供料过程中,每台拌合机的拌和温度不可能完全一致,再加上料源的不一致,使得局部在碾压过程中碾压温度产生变化,引起压实效果的变化,影响到路面平整度。

(3)沥青混合料中矿料的均匀性的要求

当沥青混合料出现离析现象时,直接影响沥青混合料温度的均匀性。粗集料集中则因沥青混合料空隙率变大而散热快,从而使沥青混合料温度下降梯度也相应加快;细集料集中则因沥青混合料空隙率变小而散热慢,不仅造成碾压推移,并且使沥青混合料温度下降梯度也相应减慢。

(4)沥青混合料应具有良好的施工和易性

和易性好的沥青混合料容易摊铺且不产生离析,容易压实,而沥青混合料的和易性与沥青混合料中的沥青用量,特别是与沥青混合料中矿料的级配有着密不可分的关系。因此,必须严格控制粉胶比和集料的规格。

4 结语

通过以上的分析,可以得出影响公路施工路面平整度的因素有许多,主要包括路面基层、施工材料以及摊铺和碾压等环节。公路质量的好坏的直接体现就是路面的平整度指标的高低。在实际的公路施工的过程中,为了更好的实现车辆行驶的安全性和舒适性,最重要的就是提高公路路面的平整度。所以,施工单位要根据施工工艺的不同,认真细致的完成相关操作,同时还要采用更加先进完好的机械设备,对确保和提高路面的平整度是至关重要的。

参考文献:

[1]中华人民共和国交通运输部.JTG F40-2004,路面基层施工技术规范[S].北京:人民交通出版社.

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