关于路面平整度的研究

摘要

随着国民经济的发展,交通运输在我国经济建设中的作用越来越重要。发展交通事业,公路建设首当其冲。路面施工在高级其中路面平整度是衡量高等级公路使用性能的一项重要指标,是影响路面行车舒适性的最主要因素。不平整的路面不仅影响行车的舒适性,而且还会增加行车阻力,加大油耗,同时不平整的路面会积滞雨水,加速路面结构的破坏。在高等级公路建设中,由于沥青路面具有表面平整、行车舒适、耐磨抗滑、噪声低、施工周期短、维修简便等诸多特点,而被广泛应用。随着市场经济的快速发展,高速公路建设也突飞猛进,沥青路面机械化施工设备已经配套,施工工艺较完善,路面平整度能直接反应高等级公路通车后的整体效果、使用品质与行车舒适性。它的改善和提高一直作为沥青路面施工中的一项关键技术而受到了国内外公路科技界关注、重视和研究。沥青路面的平整度是道路设计和施工质量的综合体现,是施工队伍人员素质、操作水平、施工工艺、机械性能等问题的反映,不仅取决于面层本身,还应从基层或从路槽开始认真地进行每一分层施工,才能确保路面平整度沥青路面的平整度既反映行车舒适程度,又反映施工队伍的水平。随着施工机械化程度的提高,沥青路面平整度越来越好,但有的公路刚竣工通车时平整度很好,经过车辆荷载的重复作用,路面很快出现不平整度甚至起伏现象。影响沥青路面平整度的因素很多,从施工角度来讲,主要有不均匀沉降、拌和工艺、摊铺工艺、碾压工艺横接缝处理、配合比设计以及下承层病害等。其中摊铺工艺、碾压工艺及横接缝处理对路面平整度的影响最明显。

本文结合沥青路面实际情况,分析了影响沥青路面平整度的各种因素,提出了确保沥青路面平整度的技术措施。

关键词: 沥青路面 平整度 影响因素 对策

Abstract

With the development of the national economy, the transportation in the economic construction of our country is becoming more and more important role. The development of traffic facilities, highway construction and be the first to bear the brunt. Pavement construction in senior one of pavement evenness of high grade highway is measured using an important indicator of performance, is the effect of Pavement Ride comfort is the most important factor. Roughness pavements driving comfort, but also increase the driving resistance, increased fuel consumption, at the same time, uneven pavement will accumulated rainwater, accelerated pavement structure damage. In the construction of high-grade highway asphalt pavement, the flat surface, comfortable driving, low noise, wear resistant sliding, short construction period, convenient repair and many other characteristics, are widely applied. With the rapid development of market economy, also make a spurt of progress of highway construction, asphalt pavement mechanized construction equipment has been supporting, construction technology is more perfect, pavement roughness can react directly in high grade highway opened to traffic, the overall effect of the use of quality and driving comfort. It has to improve and enhance the asphalt pavement construction as a key technology at home and abroad by the highway sector concern, attention and research. The smoothness of asphalt pavement of road design and construction quality is the comprehensive embodiment of the construction team, is the quality of personnel, operation level, construction technology, mechanical properties and other issues reflect, depends not only on the surface layer itself, but also from the base or from the road trough began in earnest a layered construction, to ensure the pavement smoothness of Asphalt Pavement Flatness reflect both the degree of driving comfort, but also reflects the level of the construction team. As construction mechanization degree rise, the smoothness of the asphalt pavement is getting better and better, but some highway was completed when the smoothness of a good, after the vehicle load repetition function, pavement roughness and soon the fluctuating phenomenon. Factors influencing the smoothness of asphalt pavement is very much, from the

construction point of view, mainly has the uneven settlement, mixing technology, spreading technology, rolling technology of transverse joint processing, mixing ratio design and bearing layers diseases. The paving process, rolling process and transverse joint treatment of pavement roughness effect is most obvious.In this paper, combined with the actual situation of asphalt pavement, analyzes the influence of the smoothness of the asphalt road surface of a variety of factors, put forward to ensure the smoothness of the asphalt pavement of the technical measures.

Key words: asphalt pavement smoothness influencing factors Countermeasures

目 录

第一章 引言

1.1 沥青路面平整度问题的提出 ……………………………………………………1 1.2 我国公路的现状 . ……………………………………………………………… 1 1.3 现行平整度相关规范标准……………………………………………………… 2 1.3.1 《公路沥青路面养护技术规范》的规定………………………………………… 3 1.3.2 《公路工程质量检验评定标准》的规定………………………………………… 3 1.4 公路沥青路面平整度现状小结………………………………………………… 4

第二章 沥青路面平整度影响因素分析

2.1 路基与底基层对沥青面层平整度的影响 …………………………………… 5 2.2 基层施工对沥青面层平整度的影响…………………………………………… 7 2.3 材料及沥青混合料的影响……………………………………………………… 8 2.3.1 级配范围和配合比 …………………………………………………………… 8 2.3.2矿料的合理分档和堆放………………………………………………………… 9 2.3.3矿料针片状含量…………………………………………………………………9 2.3.4 拌和站生产能力 ………………………………………………………………10 2.4 沥青面层本身平整度的影响 ……………………………………………………10 2.5 桥梁涵洞两边的跳车对平整度的影响 …………………………………………11 2.6施工工艺及其他因素的影响 ……………………………………………………12 2.6.1施工机械作业的影响……………………………………………………………12 2.6.2沥青拌和站、运输车与摊铺机的影响……………………………………………13

第三章 公路沥青路面平整度的治理措施

3.1 路基不均匀沉降的控制…………………………………………………………16 3.2 基层平整度的控制………………………………………………………………20 3.2.1 原材料…………………………………………………………………………20 3.2.2 拌和 …………………………………………………………………………20 3.2.3基层放线 ………………………………………………………………………20 3.2.4 基层摊铺 ………………………………………………………………………21 3.2.5 碾压……………………………………………………………………………21 3.2.6 基层找平 ………………………………………………………………………21 3.2.7 基层养生 ………………………………………………………………………21 3.3 混合料的质量控制 ………………………………………………………………22 3.4 桥梁涵洞的影响控制措施 ………………………………………………………23 3.5 施工工艺的控制 …………………………………………………………………24 3.5.1 摊铺机基准线的控制 …………………………………………………………24 3.5.2 摊铺机的摊铺进度控制 ………………………………………………………25 3.5.3 摊铺机操作控制措施 …………………………………………………………25 3.5.4 碾压质量控制 …………………………………………………………………26 3.5.5接缝处理对策 …………………………………………………………………27

第四章 沥青路面平整度的评价指标

4.1平整度的检测指标 ………………………………………………………………30 4.2 平整度的检测方法 ………………………………………………………………31

结论 ………………………………………………………………………………………33 参考文献 …………………………………………………………………………………34 致谢…………………………………………………………………………………………35

第一章 引 言

1.1沥青路面平整度问题的提出

随着经济的迅速发展,我国汽车工业正在突飞猛进地发展,人们对“行”的要求在

不断提升,越来越重视行车的舒适度,尤其对路面的平整度要求越来越高.平整度不佳,不仅难以满足汽车高速行驶的要求,而且还会增加汽车的燃耗和轮胎磨损,加大运输成本和运输时间,降低社会经济效益,甚至会危及行车安全.同时车辆冲击力越大,对道路的破坏越严重,会大大降低道路工程的投资效

益,增加后期的养护维修费用.所以路面平整度成为衡量高等级道路性能的一项重要指表。

1.2我国公路的现状

而且随着经济发展,我国高速公路越来越多,近15年来随着公路建设资金的不断投入,高速公路的里程快速增长,质量不断提高。截至2004年,全国高速公路已达34288万公里,全国除西藏自治区未通高速公路外,其他30个省(市、区)的高速公路里程均超过100公里。高速公路突破千公里的省(区、市)上升到16个,是世界上发展速度最快的国家之一。在我国建设的高速公路中,特别是近十年,沥青路面占到了很大的比例。在施工技术的综合研究方面,我们与国外相比存在着很大的差距。二十年来我国在修筑的高速公路早期损坏情况并不少见,虽然造成路面早期病害的原因是多方面的,但由施工技术引起的质量问题显然也是一项重要原因。由于对影响施工质量的因素及其规律缺乏系统和综合的研究,往往使施工实践中的成功经验和失败教训难以进行系统总结上升到理论高度,使之成为具有指导意义的规律。

本文就公路沥青路面的平整度进行研究,对影响平整度的因素进行分析,并提出了一些相应的控制措施,这对于提高沥青路面的施工技术,有着指导意义和工程实用价值。

1.3现行平整度的行业标准

沥青路面的平整度是反映路面使用品质与行车质量的重要指标,它是以几何平面为基准,表现为路面纵向和横向的凸凹程度,即路面实际表面对设计平面的偏离程度.沥

青路面平整度涉及的范围很广,影响因素很多,关系到路基、路面的施工全过程。

为了保证路面的施工质量和公路的养护水平达到规定的合格标准,国家和交通部颁布了一系列相关的检测方法、评定标准和技术规范,如《公路工程质量检验评定标准》、《公路沥青路面施工技术规范》和《公路路基路面现场测试规程》等。

我国现行规范《公路路基路面现场测试规程》(JTJ059-95)中规定的平整度测试方法主要有:①3m直尺测定平整度试验方法(T 0931);②连续式平整度仪测定平整度试验方法(T 0932);③车载式颠簸累积仪测定平整度试验方法(T 0933)。《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)和《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1-2004)所采用的平整度检测指标是:3m直尺测定的最大间隙Lmax(mm) 连续式平整度仪测定的路面不平整度标准差和国际平整度指数IRI (m/km)。

1.3.1《公路沥青路面养护技术规范》的规定

注:1对于其他等级公路的平整度方差:沥青碎石,贯入式应取低值4.5,沥青表面处治取中值5. 5,碎砾石及其他粒料类路面取高值7. 0;

2对于其他等级公路的平整度三米直尺指标:沥青碎石,贯入式应取低值10,沥青表面处治取中值12,碎砾石及其他粒料类路面取高值15。

1.3.2《公路工程质量检验评定标准》的规定

注:1.沥青混凝土面层中括号内的数字为IRI值

1.4公路沥青路面平整度现状小结

近年来,在高速公路建设中,无论是国家,建设单位还是承包方都十分重视路面平整度,所以对路面平整度的要求也在不断提高。《公路沥青路面施工技 术规范》

(JTJ032-94)公路沥青面层交工检查与验收质量标准规定:高速公路平整度标准偏差≤1.8mm 最大间隙:Lmax≤3.0mm. 《公路工程质量检验评定标准》(JTJ071-94)中规定,高速公路平整度标准差≤1.8mm。随着公路建设的发展,其规范标准对平整度的要求越来越高。

第二章 沥青路面平整度影响因素分析

沥青路面的平整性是一个表面特性,它受诸多因素的影响,单是路面平整度,就与施工人员素质、桥头涵洞两段及桥梁伸缩缝的处理、路面底基层及基层的施工、路面施工机械的选用及路面材料的质量有关,而这些恰恰就是影响路面平整度的重要因素。我们主要分析以下几种因素:

路基不均匀沉降对沥青路面平整度的影响 ① 基层平整度的影响控制

② 桥梁涵洞两边的跳车对平整度的影响 ③ 材料及沥青混合料的影响 ④ 施工工艺及其他因素的影响

2.1 路基与底基层对沥青面层平整度的影响

路面施工中,用推土机和平地机结合人工在直线段每20m一个断面,曲线段每10m一个断 面来控制标高,平整度是否达到要求取决于平地机操作手的实际 操作水平。实践证明,无论操作手水平有多高,单靠操作机械的经验是不行的。在某个点或个别 断面,平整度差别较大,不能达到要求,压实后反映到基层和面 层出现高低不平,致使路面平整度较差。路基是路面的基础,路基的不均匀沉降必然会引起路面的不平整,导致路面产生许多病害,而且还会增加汽车燃料的消耗和轮胎的磨损,影响汽车的高速行驶。

导致路基不均匀沉降的发生有以下几个原因: ① 设计原因

设计时,未认真按《规范》要求,结合实际情况对高填方路基、软土路基、低填土等作特殊设计,只是按一般路基进行设计,且施工工艺及填料未作特殊的要求,工程完工后极易产生不均匀沉降,影响公路的正常使用。

②路堤地基处理不当

1)伐树挖根及表土处理不彻底,路堤成型后一旦杂质腐烂变质,地基将会发生松

软和不均匀沉降。

2)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,填料极易失稳而沿坡面产生滑移。

3)路堤填筑前,原地面压实不足,压实度不能满足规范要求。

③路堤填料控制不当

1)选用了稳定性较差的路堤填料,如采用高液限粘土、粉质土或使用淤泥、腐殖质含量较高的土料填筑路堤,会使路堤产生整段或局部的变形。

2)采用不同土质填筑路堤时,因土的性质不同,如填筑方法不当,碾压成型后易造成不均匀沉降。

④半填半挖路基结合部处理不当,半挖半填指的是填土断面的一部分为不存在沉降和稳定问题的山体,另一部分为软土地基.这样的填土随着软土地基的沉降,沿山体的接合面发生不均匀的沉降,路面出现裂缝,铺装遭到破坏.这类地 段软土层厚度一般沿山谷方向变化,所以还有朝着谷侧滑移的可能。半填半挖地段的施工,土基未按规范要求挖成台阶,使土基与填料在结合部产生裂缝和沉降。

⑤填土路基压实不足

当路基填料的含水量、压实时的松铺厚度、碾压机具选择不当时,都易造成路基压实不足,使路基土壤的密实度达不到要求,土体仍会发生透水,造成水 分积聚和侵蚀路基,使路基土软化或因冻胀而产生不均匀沉降。

⑥排水系统不完善

路基施工中,如果排水系统不完善,必然会造成水流不畅.边沟积水、长期浸泡等均会引起路基变形.

⑦桥头、涵头路基填土处理不当

由于压实机械的作业面狭小而使压实不到位,通车后,易引起路基的压缩沉降:由于台背填料与台身刚度差异较大,造成沉降不均匀;在桥涵与路基结合处,常会产生细小缩裂缝,雨水渗入缝后,使路基产生病害,导致该处路基发生沉降.

⑧软土地基的低填土处理

软土地基的低填土与高填土相比,其稳定性能测向位移或沉降等问题少些.但通车后往往出现路面不平整、铺装被破坏的现象,产生的原因是:

1)连接软土土层的低填土,土基不能充分碾压,难以达到足够的支承力;

2)地下水位相对比较高,可一直上升到接近路基,降低了路基的支承力;

3)车辆荷重在填土内不能充分扩散,促使地基变形而沉降;

4)由车辆荷重引起的振动,未经填土消振扩散即达到软土地基;

5)土层地基局部不均匀反应到填土上.

2.2 基层施工对沥青面层平整度的影响

在二灰碎石或水泥级配碎石基层的施工中,为了满足平整度的要求,一般用带全自动找平 的摊铺机。而在高等级公路施工中,往往要求两台摊铺机整幅进 行摊铺,平整度才能满足要求。基层稳定材料有一定的配合比, 当拉杆从中央由螺旋分解时,主熨平板下面的粒料拉杆相对细而 密实,远离熨平板两侧分解时,主熨平板下面的粒料拉杆相对密实,远离熨平板两侧的粒料相对粗而松散。在高等级公路施工 中,由于高等级公路一般采用双向四车道,基层宽度一般在14- 16m,如仅有一台摊铺机作业,其结果是两侧偏低,两边出现离 析现象。为消除这种现象,必须使熨平板中间低,两头高。最理 想是采用两台摊铺机进行作业,这样可以缩短螺旋分斜器,解决 级配碎石离析问题。沥青混凝土路面的平整度,并不是由最后一道面层所完全决定的。如果路基、底基层、基层、分层面层平整度相差较大,各层铺出的松铺厚度就不等,碾压后各层表面就会出现不平整。在施工中,由于基层不平,无论怎样使面层摊 铺平整,但压实后也会因松铺厚度不同而显现路面的不平整。如大广线高级路面基层施工要求严,底基层和基层全部采用摊铺机铺筑,但由于基层顶面平整度10mm的允许偏差,致使沥青混合料摊铺压实后仍出现低洼,由此说明基层不平整对路面平整度有着严重的影响。

重视基层平整,厂拌混合料摊铺机铺筑。按新规范标准,提出了混合料集中厂拌,进口摊铺机铺筑的高要求,之所以强调进口摊铺主要原因是它能保证所铺混合料均匀,表面平整,高程、纵横坡,厚度等指标能满足设计要求,实践证明进口型摊铺机铺筑效

果最佳,而国产摊铺机几次试铺均未成功。对设计厚度超过30era者均可二层铺筑。摊铺宽度控制在6~8m时平整度效果较好。

为了保证混凝土面层的平整度,就要最大限度地提高基层平整度,每一层不仅要达到规范要求、而且要比其下一层有所提高,为保证沥青混凝土面层平整度创造条件。

2.3 材料及沥青混合料的影响

在影响路面施工质量的各种因素中,主要材料的质量和沥青混合料的配合比设计及沥青配合料的拌和也是很重要的,往往由于混合料质量方面的原因造成危害:

(1)沥青混合料的配合比不合理,有:油石比较大,己铺筑的路面会产生壅包和泛油;油石比较小,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,有: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,造成骨料级配发生较大变化;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,不能保证沥青混凝土摊铺质量;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;当运输设备不配备或司机技术较差时,会撞击摊铺机,使机身后移,形成台阶。

(3)由于集料圆滑,破碎表面很少,使路面稳定性不足而造成车辙和拥包等缺陷;

(4)沥青含量偏低引起疲劳裂缝,降低路面抗疲劳性能及松散、坑洞等病害。

2.3.1 级配范围和配合比

沥青混合料的级配和矿质混合料的配合比会影响路面局部的平整度。选择粗集料时,其粒径的大小对路面的平整度有一定影响,当粗集料的粒径大于每一面层厚度的213时,将很大程度地影响路面的平整。集料的最大粒径与厚度比值太大,会导致浮动在混合料热料面上的熨平板作颠簸式晃动,摊铺时容易产生离析,熨平板也会带动大粒径石料,形成或长或短的小沟,甚至在大碎石后形成小的空洞,从而影响沥青面层的平整度。另外,在施工中采用间歇式拌和机拌和,可以避免超规格的粗集料混入混合料。若采用连续式拌和机对集料进行二次筛分,便可保证混合料的级配要求。

1.沥青含量

在沥青混合料配合比设计中沥青含量是影响平整度的关键因素,沥青含量过大会导致沥青混合料在较高温度作用下变软,进而在行车荷载作用下产生车辙或拥包。沥青含量低,集料之间黏结力差,路表面容易出现松散、破碎现象,甚至出现坑槽,使平整度明显下降。

2.沥青混合料生产对路面平整度的影响

目前,高速公路的沥青混合料生产采用先进的沥青拌和设备。沥青拌和设备本身具有精确的称量和温控系统,给沥青混合料的生产质量提供了基本保证,但仍然存在着许多问题。

2.3.2矿料的合理分档和堆放

分档的冷料在干燥筒烘干后必须经过振动筛把热料按不同规格分仓储存,电子称量进入拌和锅拌和。如果矿料加工的分筛规格与振动筛的筛网规格相差较大,就会引起沥青混合料中的矿料级配与配合比设计的粗集料级配产生较大的偏离,造成沥青混合料压实后的空隙率加大,影响沥青混合料的质量。再者,冷料分档提供与热料分规格需要会产生偏差,造成部分规格的热料溢出,而使热料不够,拌和锅停机待料。即使通过冷料不同规格的上料比例调整,也需要一定的时间,致使拌和效率降低,而且进入干燥筒冷料数量的变化会引起干燥筒出料温度的改变,这对沥青混合料的质量都是不利的。从以上分析可知,矿料的分档应考

虑对拌和楼振动筛筛网规格进行合理选择,以保持基本一致。

矿料的堆放原则上以冷料仓为中心,上料量较多的规格料距离近,上料量较少的距离远。这样装载机上料较为合理,减少冷料上料过程的中断时间,加快上料速度。另外,矿料必须严格按规格要求分档堆放,不可混杂堆放,否则将影响沥青混合料的粗集料级配和拌和效率。因此,要求各档料分离堆放,对于软土地区以竹篱笆为好,并且充分考虑软基的稳定性选择堆放次序和各档料位置。

2.3.3矿料针片状含量

沥青混合料是由矿物骨架和沥青胶结物所构成的具有空间网络结沥青面层的强度和抗渗能力。对于多雨水地区,沥青面层的抗渗能力差是路面破坏的主要原因之一。

沥青混合料碾压后的空隙率除了跟粗集料的级配相关外,还受矿料针片状含量的影响。如果粗集料针片状含量大,会在碾压过程中较早压碎,导致级配退化,从而影响平整度。根据矿料不同针片状含量的马歇尔对比试验,当矿料针片状含量在15%~20%之间时,在满足马歇尔技术指标条件下沥青用量增加10%左右。当矿料针片状含量>20%时沥青混合料马歇尔技术指标很难符合要求。这说明了矿料针片状含量过高,其相互搭架就会形成空洞,这一点从切片断面也可看出。虽然通过增加沥青用量的办法可略加弥补,但过分增加沥青用量会明显加大自由沥青含量,这必然会降低沥青混合料的品质,影响路面平整度。

矿料在上料、烘干和拌和过程中,针片状含量可能会有所降低,因此要了解矿料针片状含量超限与否,就必须对熟料进行测定。另外,针片状含量较大,矿料在拌和楼振动筛分筛时,会经常堵塞筛网,造成停机修理,这对沥青混合料的生产是很不利的。矿料针片状含量过高主要原因是大多碎石设备为鄂式碎石机,其破碎机理决定了不理想的碎石形状。目前,国产的仿击式碎石机较好地解决了这一问题。对于针片状含量超限的石料数量较多的情况,应在加工场进行回轧。在做粗集料级配设计时也可对针片状含量较高区段矿料用量略作降低(在级配曲线范围内),以便降低整个粗集料的针片状含量,改善沥青混合料的马氏技术指标。

2.3.4 拌和站生产能力

沥青混合料的生产是影响路面平整度的首要环节,拌和站生产能力及成品质量制约和影响着路面施工进度及质量。

拌和站生产能力小,将影响摊铺速度,甚至造成频繁停机,加之温度不稳定,平整度根本无法保证。如果拌和时间太短,生产出来的料不均匀,造成较大的离析,平整度也不能保证。拌和时间是一个较为重要的问题,要根据不同的拌和设备确定较合适的拌和时间

2.4 沥青面层本身平整度的控制

高等级路面结构层大多由两层至三层沥青混凝土组成。施工技术规范规定,高速公路上面 层的平整度要求达到小于或等于1.2mm。沥青面层摊铺作业时, 中、下面层宜采用“走钢丝”的方法,控制路面的设计标高,上面层必须采用“浮动基准粱”进行

摊铺。

(1)下面层和中面层的摊铺。由于目前国内摊铺设备在性 能方面还不成熟,一般都采用带全自动找平装置的进口沥青混凝 土摊铺机。中、下面层采用“走钢丝”法施工时,要注意以下几 点;钢丝绳最好选用2~3mm的带油钢丝绳作为导向基准;每 5m设一支撑桩,否则会因钢丝绳本身重或支撑间距太大,造成 基准线产生一定的微量挠度。此挠度反映到传感器上,将使摊铺 机在纵向长度上铺出波浪式路面。

(2)上面层的摊铺。由于下面层和中面层的摊铺采用了两 边挂线“走钢丝法”的作业方法,标高和平整度控制较好,因 此上面层摊铺时,施工单位一般都使用“浮动基准粱”的作业 方法。此方法的好处是能大大提高表面层的平整度。因为浮 动梁属于“软托”并且多点支撑而随动。将已铺好压实的沥青 层和新铺未压实的沥青层共同作为基准面,尤其是自动找平 系统能够检测摊铺机刚刚铺过的沥青层的平整度。实践证明 用此法施工平整度高、效果好、速度快,适宜推广。另外在使 用”浮动基准线“作业时,中面层局部路段和桥头两端平整度 相差太大时,需用混合料进行找补并碾压,使其达到要求。

2.5桥梁涵洞两边的跳车对平整度的影响

桥头(涵洞)两端及桥梁伸缩缝的跳车现象较为普遍,它直接影响行车速度,也影响了行车的舒适与安全,甚至造成行车事故。同时,高速行驶的车辆对路面和桥梁产生附加的冲击荷载,加速了桥台、桥头路面及桥梁伸缩装置的破坏,也加快了车辆本身的损坏,直接影响了公路的使用寿命和社会效益。

桥梁涵洞两端的跳车,严重影响着平整度主要表现在:

(1)桥梁、涵洞的台背填土,由于压实机械的作业面狭小而是压实不到位,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,产生跳车现象。

2.6 施工过程中其它因素的影响

2.6.1施工机械作业的影响

摊铺机

①摊铺机基准钢丝及装置的准确程度在施工中我们采用底面层“走钢丝”中、上面层“走雪撬”的基准控制方法,收到了较好的效果。底面层施工前,先要张拉好用于承托仪表传感器的基准线(2~3mm钢丝绳),然后设好各(桩距10m),根据测量的挂线高确定各桩位钢丝的高度。应精心测量、认真调整,并检查钢丝拉力不得小于784N。否则,由于测量不准、量线失误或拉力不够钢丝下挠等都会通过架设在钢丝上的仪表反映到摊铺路段上,造成路面波浪状起伏,影响平整度。

②摊铺机仪表性能及微调器的正确使用路面标高的控制是靠仪表来实现的。摊铺机带全自动调平装置,能够根据自动找平仪的指令达到设计高程,这样铺筑的路面平整度好。

③摊铺机熨平板加热及调整德国产ABG422型、ABF\G311型、VOGELE2000型、VOGELE1800型摊铺机。这四种摊铺机的熨平板加热装置中ABG属于液化气加热,VOGELE型属于电加热。摊铺前,如果熨平板加热温度不够或加热不均匀,摊铺时会造成温度较高的混合料与温度较低的熨平板粘结,使得摊铺层面出现拉毛、小坑洞、深槽等不规则的凹凸不平。因此,摊铺前熨平板温度必须加热到85~90°C。另外,摊铺前~定要认真检查熨平板的平直度,调整撑拉熨平板的拉杆长度,使熨平板下表面同属一坡度,以确保路面横向平整度。

④摊铺机振捣器、夯锤对路面平整度的影响振捣器、夯锤的频率与摊铺速度、混合料级配、温度和厚度等有很大的关系,应按使用说明书规定认真选定合适的频率。如果摊铺较薄的上面层,振捣器、夯锤频率过大会造成熨平板共振,使摊铺机找平装置处于不稳定状态而影响平整度。

⑤校正行驶方向引起路面不平整摊铺机行驶方向发生偏斜时,必须及时校正。此时,摊铺机履带一边前进,另一边缓慢前进,快的一边熨平板前方会有一个向前抬高的小台阶,慢的一边熨平板后端会有一个向后推挤的小台阶,影响路面平整度,应在碾压时采

取措施予以消除。

压路机

路面平整度好坏的关键在摊铺机,但与压路机的碾压有着不可分割的关系。合理的碾压工艺与正确的碾压操作是保证路面平整度的重要手段。

①碾压方式及碾压速度的控制碾压沥青混合料应采用组合碾压的方式,初压时首先采用双钢轮压路机,碾压2遍,速度为1.5~2km/h;复压紧接在初压后进行,应采用重型轮胎压路机,碾压4~5遍,速度为3.5~4.5km/h 终压采用双钢轮压路机,碾压2遍,速度为2.5~3.5km/h。碾压时除按规范标准进行外,应注意碾压路线和方向不得突然改变,以免使混合料产生推移或发裂。

②碾压温度的控制沥青混合料的温度控制是沥青路面施工过程中的关键,现场应有专人负责对来料车、摊铺后、碾压前、碾压中及碾压终了的温度进行测试。碾压应在混合料较高温度下进行最为有利,一般初压不低于120cc,复压不低于90cc,终压完成时不低于70℃。温度越高越容易提高路面的平整度与压实度,温度偏低导致沥青混合料颗粒问摩擦阻力加大,使沥青面层压实度不均匀,且容易形成局部松散和发裂,影响路面平整度。

③压路机的正确使用轮胎压路机使用时,应注意检查各个轮胎的新旧程度和轮胎压力,必须做到新旧一致、压力相等。否则轮胎软硬不一,在碾压过程中形成轮迹,使沥青面层横向平整度超标。钢轮压路机应装雾状喷水装置以防混合料粘轮,轮胎压路机应有专人负责用1:3的油水混合液喷洒轮胎表面,防止碾压时将沥青混合料粘起形成路面不平整。

2.6.2沥青拌和站、运输车与摊铺机的影响

①由于沥青拌和站的产量和运料车数量以及多种客观原因,运料车不能及时运到施工现场, 使摊铺机出现停机待料现象,这就使得处在熨平板下面的热态混 合料表面产生明显压迹,严重时产生台阶而影响面层平整度,为 此,开工之前必须对各种机械施工能力进行匹配计算,并有专人 负责指挥料车进行倒车,使之与摊铺机配合协调,以免料车倒车 时撞击摊铺机,从而对铺筑路面的平整度产生影响。沥青拌和站的生产能

力应与摊铺能力相匹配实践证明,当沥青拌和站的生产能力与摊铺机的摊铺能力相匹配时,摊铺机能连续、均匀、不间断作业,此时路面平整度就好。但在低温季节施工,如供料不及时,摊铺机待料时间过长,虽然ABG型摊铺机装有防爬锁,但因混合料温度下降会引起局部不平整,而且自动找平系统在每次启动后,需行驶3~8m后才能恢复正常,因此切忌摊铺机经常停机。只有加强拌和站管理,保证连续供料,运用中途不停机,操作手轮换休息等办法,做到每天早晨开机,晚上收工关机,中途力争不停机,以确保路面摊铺作业连续不间断。

②摊铺作业速度的影响沥青路面施工技术规范要求:“摊铺过程中不得随意变换速度或中途停顿”。在施工过程中我们感到这是提高路面平整度的一个关键环节。

摊铺速度过快,易造成摊铺层表面的粗颗粒在熨平板下沿摊铺方向滑动,使表面粗颗粒后方出现小坑小空洞,从而影响面层平整度和预压密实度;但亦不能太慢,否则会影响生产效率。摊铺速度经实践比较后认为.上面层应控制在2~3.5m/min,中、下面层2~4m/min为好。

摊铺过程中一般不宜随便改变速度,因为速度变化必然导致摊铺层面预压密实度起变化,从而最终压实度有差异,影响路面平整度。

③运料车辆与摊铺机的配合摊铺作业时,常因运料车辆操作不熟练而与摊铺机配合不协调,使混合料洒落在摊铺机行走履带前,如不及时清除会使摊铺机左右晃动,造成自动调平系统工作仰角发生变化,影响路面平整度。因此,必须专人负责指挥倒车,严禁运料车撞击摊铺机。

④沥青路面施工缝处理的好坏对平整度有一定的影响,往往连续摊铺路段平整度较好,而接缝处的一个点数据较差。因此,接缝水平是制约平整度的重要因素之一。处理好接缝的关键是要 舍得切除接头,用3m直尺检查端部平整度,以摊铺层面直尺脱离点为界限,以切割机切缝挖除。新铺接缝处采用斜向碾压法,适当结合人工找平,可消除接缝处的不平整,使前后两路段平顺衔接。

⑤横向接缝与纵向接缝的处理

施工时,最好在半幅路面上进行全幅式连续摊铺,消除纵向接缝。对于横向接缝的处 理,在第二次摊铺时,必须用切割机划线,切割第一次摊铺的 接头,且将第一次的

摊铺接头预热,与第二次的摊铺接头一 起碾压,压路机碾压时一般与路线交45o角进行碾压,然后横 向碾压3~5遍,碾压长度一般控制在5~10 m。

⑥碾压对沥青面层平整度的影响

(1)碾压时,除按规范碾压外,应注意碾压路线方向不能突 然改变,以免混合料产生推移。初压时宜采用双钢轮压路机,复压宜采用振动压路机,终压宜采 用轮胎压路机进行碾压,直到消除轮迹为止。

(2)使用振动压路机进行碾压时,在一个往返过程中,应保 证振动频率是一个常数。使用轮胎压路机时,应保证轮胎的新旧 程度相同,轮胎内压力相等,否则各轮胎软硬不一,在碾压过程 中将造成沥青面层横向平整度超限。

(3)在施工中应严格控制沥青混合料的温度,现场应有专职 人员负责对来料车,摊铺机摊铺时、摊铺机摊铺后、碾压前、碾 压时及碾压后和沥青混合料温度进行测试。

⑦现场人工修补。施工过程中,不论何种原因,只要是混合料中混杂有少量的枯料,花料,摊铺路面后就必须彻底挖除,换上合格的混合料。人工填平混合料不可能达到摊铺机铺筑的水平,必然会影响路面平整度。

沥青路面平整度涉及的面很广,影响因素很多,关系到路基、路面施工全过程,情况复杂,有的是机械性能引起,有的则是人为操作、安排失误造成,我们只有在充分研究分析产生的原因后,才能对症下药抓好施工中的每一细小环节。沥青路面平整度是施工机械、人员素质、操作水平的综合反映,只有加强施工现场管理,精心组织施工,才能保证路面平整度,提高路面工程质量。

第三章 治理沥青路面平整度的措施

路面平整度对公路及行车的有着直接、重要的影响,因此如何使路面保持平整,治理路面的不平整成为重要任务,所以我们应从施工开始至结束的过程进行严格把关,实施严格的控制。

3.1路基不均匀沉降的控制措施

①工程变更设计不足的地方,通过实地调查后,上报监理工程师及指挥部,进行设计变更,按设计变更要求进行处理.

② 路堤填筑前原地面处理

1)填筑路堤时首先进行原地面处理.当路堤填筑高度小于l.0M时,将路基范围内的树根、杂草全部挖除.若基底的表层土系腐殖土,则须用挖掘机或人工将其表层土清除换填,厚度视具体情况而定,并按规定进行压实.路堤通过耕地时,路堤填筑施工前预先清除表土30cm.由于在表土剥离后基底的含水量高,为保证基底压实度达到设计要求,必须及时进行了翻松,晾晒和含水量检测,在最佳含水量时进行碾压,达到了要求的压实标准.

2)坡面基底处理,当坡面较小(横坡小于l:5)时,只需清除坡面上的表层,其处理方法同上;但坡度较大(横坡大于1:5)时,应将坡面做成台阶,以防止路堤的滑移.台阶的尺寸,依土质、地形和施工方法而不同,一般宽度不宜小于1m,而且台阶顶面应做成向堤内倾斜3% ~5%的坡度,并分层夯实.每层都严格控制厚度、压实度、拱度和平整度,并进行检测.当所有台阶填完之后,可按一般填土进行.

③路堤填料

路堤填料一般应采用砂砾及塑性指数和含水量符合规范的土,不得使用淤泥、沼泽土、冻土、有机土、含草皮土、生活垃圾及含腐殖质的土.对于液限大于5O,塑性指数大于26的土一般不宜作为路基填土.

控制最佳含水量.

为了保证土料在最佳含水量时达到最佳压实度,可通过翻晒或是洒水来实现.

2)采用不同土质填筑路堤时,应注意以下几点:

(1)层次应尽量减少,每一结构层总厚度不小于0.5m,不得混杂乱填.

(2)透水性差的土填筑在下层时,其表面应做成一定的横坡(一般为双向4%横坡),以保证来自上层透水性填土的水分及时排出.

(3)合理安排不同土质的层位,一般采用优良土填在上层,强度较小的土填在下层.

(4)在不同的地质填筑的路堤交换处应做成斜面,并将透水性差的土填在斜面的下部.

④半填半挖路段

填土与山体的接触面要很好的处理,最简单的方法是在山体挖成台阶,同时设置受拉材料(铁丝网或乙烯塑料等).从山体流出的渗透水应设置暗沟予以排除.

半填半挖路段减少软土地基总沉降量、提高地基强度主要措施有两种.当半填路段软土层较厚时,用砂子加实桩、石灰桩等方法加固软土地基;当半填路段软土层较薄时,最可靠的办法是挖除换填.

⑤填土路基压实

路基施工时,严格按现行《公路路基施工技术规范》要求进行,并通过试验路段来确定不同机具压实不同填料的最佳含水量,适宜的松铺厚度和相应的碾压遍数,最佳的机械配套和施工组织,对土方路基进行压实.

⑥特殊地基处理

1)软土地基的低填土

可采取三项基本措施:

(1)采用刚性较高的填土结构;

(2)保证填土内排水良好;

(3)减少接近地基表层部分的沉降,并使其强度均匀.

对于(1)、(2)措施可选用优质的填土材料经充分压实处理.对于(3)措施可采用表

层处理法(例如砂垫层法、敷垫材料法及表层排水法等)、预压或超载预压法、置换法、砂子加实桩法、石灰桩法等.

2)挖除换填、抛石挤淤

按图纸或监理工程师的要求,将原路基一定深度和范围内的淤泥挖除,换填符合规定要求的材料.换填时,应分层铺筑,逐层压实,使之达到规定的压实度.

抛石挤淤应按图纸或监理工程师的要求进行,当软土地层平坦时,从路堤中心成等腰三角形向前抛填,渐次向两侧填至全宽,使泥沼或软土向两侧挤出.当软土地层横坡陡于1:10时应自高侧向低侧抛投,并在低侧边部多抛填.使低侧边部约有2m的平台顶面,待片石抛出软土面或抛出水面后,应用较小石块填塞垫平,用重型压路机压实.

3)预压和超载预压

预压和超载预压的填土高度应符合图纸或监理工程师的要求.用于预压与超载预压的土方应分层填筑并压实.预压路堤顶面应设一定的横坡使排水顺畅.

对有要求预压的路段,尤其是桥头路段和箱涵路相接路段,在施工安排上应尽可能早地堆载预压.堆载顶面要平整密实有横坡.在工期限制较严、预压时间较短时,也可采用超载预压的方未能来加快预压期的沉降量.

预压或超载预压沉降后应及时补方,一次补方厚度不应超过一层填筑厚度,并适当压实,对地基稳定性较好的路段,亦可按预测沉降量随路堤填筑一次完成到位.对于在预压后期或在路面施工时一次补填的做法,以避免引起过大的沉降.

4)滑坡地段路基处理

开工前,应详细调查地形、地质和水文条件,结合图纸及监理工程师的要求,采取符合实际情况的有效的处理方法报监理工程师审批.滑坡整治前,应先作好临近排水系统.对于地表水应予拦截引离;滑坡体上的地表水要防渗;对于地下水应采取渗沟、盲洞及平孔等排水措施.滑坡地段的路基处理宜在旱季施工.

⑦完善排水设施

为了保持路基能经常处于干燥、坚固和稳定状态,必须将影响路基稳定的地面水予以拦截,并排除到路基范围之外,防止漫流、聚积和下渗.同时,对于

影响路基稳定的地下水,应予以截断、疏干、降低水位,并引导到路基范围以外,使全线的沟渠、管道、桥涵构成完整的排水体系.

⑧桥涵头处理

桥涵头进行彻底清淤,保证桥头回填区基底承载力.桥涵回填材料选用透水性材料如砂砾、碎石、矿渣、碎石土等,或半刚性材料,或监理工程师同意的其它材料;填料的最大粒径不得超过50mm。台背填土顺路线方向长度:顶部为距翼墙尾端不小于台高加2m;底部距基础内缘不小于2m;拱桥台背填土长度不应小于台高的3~4倍;涵洞填土长度每侧不应小于2倍孔径长度.

结构物处的填土应分层填筑,每层松铺厚度不宜超过150ram,结构物处的压实度要求从填方基底或涵洞顶部至路床顶面均为96%.在回填压实施工中,应对称回填压实并保持结构物完好无损.压路机达不到的地方,应使用小型机动夯具或监理工程师同意的其它方法压实.

⑨沉降监测

1)预压期内,承包人应按规范要求进行沉降监测.在预压期完成前14d,承包人应将监测原始记录,沉降记录汇总表、沉降曲线图等资料以及完成预压期的分析报告,报监理工程师批准.预压期可根据沉降监测结果在监理工程师指示下确定是否应予延长.

2)填筑路堤前,承包人应在清理好的地表上安装沉降板.沉降板应由承包人提供并符合图纸或监理工程师的要求.如果监理工程师认为在某些桥头高路堤需要同时监测孔隙水压力时,承包人应按监理工程师的要求埋设孔隙水压力计及其观测设备,并与沉降同步观测.

3)在超载预压路段,沉降板应安装在路基顶部

中心线上,纵向间距为200m.桥头引道路堤,第一块沉降板从距桥台台背l0m处开始,按路基中心线、左右两侧路肩内缘设置,其后,以50m的间距设置沉降板.施工过程中,应对沉降板采取可靠的保护措施,不使其变形和损坏.承包人应承担由于未按要求进行沉降监测而造成沉降期延长和任何施工延误的全部责任.

4)施工期间,承包人应每填筑一层填料进行一次观测.如果两次填筑间隔时间较长,应每3d观测一次.路堤填筑完毕后,应每14d进行一次定期观测,直到预压期完成,

多余填料卸除为止.

5)承包人应在路堤两侧趾部及距路堤两侧趾部5m处设置砼侧向变位桩.其纵向间距不得超过100m,桥头引道地段不得超过50m.承包人应对侧向变位桩按三维控制,与沉降同步观测.

6)路基加载速度应控制为:路堤中心线地面沉降速率每昼夜不大于10mm;坡脚水平位移速率每昼夜不大于5mm。承包人应将观测结果结合沉降和位移发展趋势进行综合分析.其填筑速率,应以水平位称控制为主,如超过此限应立即停止填筑.

3.2 基层平整度的控制

3.2.1 原材料

现行基层大多是二灰天然砂砾稳定基层和水泥稳定天然砂砾基层。基层施工一般采用32.5号道路水泥,应注意出厂标必须和现场试验的标号相符。在消解生石灰时,一定要有计划进行,决不可一次性消解,因为控制石灰的指标是钙镁含量,钙镁在消解后是活性氧化物,消解时间越长活性氧化物越少,这会降低基层的强度。在选用天然砂砾时要纯净,应选用级配好的使用。

3.2.2 拌和

拌合站是一个综合车问,拌和是否均匀,配比是否标准,含水量控制是否适中是基层施工的重要环节,也是强度和平整度的基础。所以必须严把检验关、试件关、运输关。在试验室的含水量按理论均为最佳含水量,但在施工现场,往往在夏天、阴天、风天,含水量会随着自然因素而变化,应随时调节施工现场含水量是施工人员必须注意的问题。

3.2.3基层放线

这项工作的核心是严格控制标高,一般直线段10 m一个控制桩,曲线段5 m一个控制桩,同时严格把握压实系数。

3.2.4 基层摊铺

摊铺程序是先用推土机初平,后用平地机终平。推土机的作业长度为10 m~20 m,

其初平的厚度为正值,而平地机的原则是宁挖不填为好。平地机的作业以60 m~80 m为宜,否则会影响平整度,其程序是由中到边,返复三次;弯道是从内侧到外侧,在直线与曲线相交处,应做到平顺转交。接头的处理必须后延10 m-20 m,用平地机平顺,以保证纵坡的平顺过渡。接头的处理必须把旧基层垂直切去旧料以便和新料结合好,否则会出现横向裂缝,影响平整度的强度。

3.2.5 碾压

平地机整平后应立即碾压,应本着先轻后重,先静后动,先慢后快,先边后中的原则。在碾压过程中出现小波浪时,应用平地机及时刮平后低速碾压,碾压后必须掌握好水泥初凝时间,如超出初凝时间,就会成为破坏性碾压。碾压时应随时观察基层表面的含水量,如发现表面含水量不足时,应及时给予补充。在碾压过程中会不可避免地出现局部不平现象,所以跟碾找平是不可缺少的工序。

3.2.6 基层找平

在基层碾压结束时,找平工作紧接着进行,其方法是用方格网检查基层的平整度。具体做法先测中桩标高,然后挂线,用细米丝拉紧两边的中线和边线,移动中间的跑线去检查基层的平整度。直线段10 m为一个方格网,曲线段5 m为一个方格网,如发现不平地方及时处理,局部的人工去处理,面积在10 rn2以上的可用平地机复平,然后用压路机复压,保证平整度。以上3种检查均属人工操作。另外,须注意的是机械一律不许停放在基层上,应停放在垫层上,否则会影响基层养生,不利于基层的接头处理,影响平整度。

3.2.7 基层养生

基层养生是增强基层强度的重要措施。一般总认为基层铺完后完事大吉,这是误区。养生是非常重要的,如果强度上不去,谈平整度就是一句空话,所以说养生工序是个重要环节,应专人负责专人检查,切莫忽视。

基层决定平整度是当今道路建设者的共识。基层平整度是面层平整度的基础,基层内的强度又是基层平整度的基础,而基层外在的施工工艺则是保证平整度的手段。所以,只有在基层施工过程中严把各道工序关,不断在思想上提高质量意识,在施工工序的工

艺上狠下功夫,基层的强度与基层的平整度才会有很大的提高,从而面层平整度的指标才会大幅度地提高。

3.3 混合料的质量控制

沥青混合料对路面平整度有着一定的影响,所以选择好的料是一个重要因素

(1)沥青。应选择性能好的沥青,茂名地区年均温度在22℃属热带地区,并且终年交通繁忙。为此,在茂名修沥青路面,根据交通量的轻重,选择高温性能好的、沥青针入度低的沥青及沥青混合料类型。能否选取合适的沥青及沥青混合料类型关系到沥青路面的使用寿命,影响到沥青路面的工程质量指标和路用性能。

(2)集料。由于沥青是一种热灵敏度高的材料,软化点在30~55℃之间,它不像水泥混凝土那样,到达一定龄期后,在混凝土体内的骨料便确定了空间位置,而沥青混凝土体内的骨料是随温度变化而变化,由于骨料有变化的空间,减少颗粒间因摩擦造成的破碎,为提高路面强度,而选择质地坚硬的材料也是明智的。

沥青混合料的拌和时间。沥青混合料的拌和时间应以混合料的拌和均匀,所有矿料颗粒全部裹覆沥青混合料,无花白、无粗细分离现象为度。一定的搅拌时间是保证混合料搅拌均匀,混合料获得一定温度的条件。通过搅拌试验来确定拌和时间。沥青混合料拌和均匀的目的是取得较高的粘结度是提高路面路用性能的基础。

控制好沥青混合料的施工温度。施工温度是确保 面层性能稳定的要素之一,是热拌沥青混合料施工的重要参数;不同的沥青标号、粘度、气候、摊铺厚度按规范要求选取不同的摊铺温度。为防止沥青老化,施工阶段任何时候,沥 青的加热均不得超过限制温度的上限,如石油沥青不能超过176.6℃,煤沥青不能超过107.2℃,乳化沥青不能超过82.2℃。控制好施工温度,一方面是沥青混合料的拌和均匀的保证,另一方面是沥青路面成型,碾压至结构紧密,实现高强度的保证。

附:各类沥青路面选用的沥青标号

注:①气候分区应根据工程所在地年最低月平均气温划分;

②年最低月平均气温为-10℃以下属寒区;

③年最低月平均气温为0℃~-10℃属温区;

④年最低月平均气温为0℃以上属热区。

3.4 桥梁涵洞的影响控制措施

桥头、涵洞两端及伸缩缝的防治措施桥头、涵洞两端引起的跳车现象,成为各个公路路线上一个主要克服和攻关项目,要对其彻底进行治理好,要从以下几点着手:

(1)地基加固处理,为消除桥台和台后填方段的差异沉降变形,需对地基进行加固,尤其是特殊路基,如软土地基、湿陷性黄土地基、河流相冲洪积物地基等需进行特殊处理:软土属高压缩、大变形地基,对该地基首先采用插塑料板、袋装沙井的超载预压等方法进行排水加固,其次根据填方路提的压力计 算,采用喷粉桩、挤密桩等进行加固处理;河流冲积物,使长年累月积累下来的,沉积物种类多,要充分分析其成分,做好设计,进行地基渐变加固;湿陷性 黄土要做好防排水设计,采用强夯等办法进行

加固。

(2)桥头设计过渡段,即在一定长度范围内铺设过渡性路面或设置搭板,可以使在柔性结构路段产生的较大沉降通过过渡段至桥涵结构物上,车辆行驶 就不至于产生跳车。

(3)台背填料的选择,在挖方地段的台背回填部位,因场地特别窄小,可选用当地的石渣、砂砾等优质填料;在高填方的拱涵及涵洞与侧墙的相接部 位,尽量选用内摩擦角大的填料进行填筑,而且施工是应注意填料土压的平衡,不发生偏移,以免造成工程事故。

(4)在靠近构造物背后设置必要的地下排水设施,也可在桥台与填方结合处及过渡段的路面下设置垫层,防止路面下渗水进入填方,对中间为砂砾填 料、两侧为土类填料的填方与加固地基的连接处做纵向集水管和横向排水管,以排泄填方与加固地基之间的下渗水。

(5)强化施工质量管理,提高桥涵两端路提的施工质量,完善施工工艺、方法和强化管理。为适应桥涵端部而路提施工场地窄小、压实区域形状不规则 而工期又紧迫的特点,应使用专用的小型压实机械。

3.5 施工工艺的控制

3.5.1 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),下面介绍

二种确立基准面(线)的方法,使用者可结合路面的结构层次和施工位置进行选定。其基本原则是:

当以控制高度为主时,以走钢丝为宜;当控制厚度为主时,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。摊铺底面层——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5m~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1mm~2mm,并保证钢筋的高程在铺筑过程中始终准确;一般使用 2mm~3mm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,每侧钢丝绳至沙应具备有三根200m~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。

摊铺中面层和表面层——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2m~3m的2~4个轮架组成,每个轮架有3~44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:横坡传感器昕安装误差应小于+0.1%;浮动基准梁的滑动基面应与摊铺基面平行上横坡值相同;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。

3.5.2 摊铺机的摊铺进度控制

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顶定做收缩缝的位置。在中途万一出现停机,应将摊铺机熨平板锁紧不使下沉;停顿时间在气温10℃以上时不要超过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。

3.5.3 摊铺机操作控制措施

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10m~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℃。

3.5.4 碾压质量控制

(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 t~8t的双轮振动压路机以2km/h左右速度进行碾压2遍~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一轮胎(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摄氏度,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进先后进行碾压,也可以用组合式钢——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,组织得好的碾压应是初压、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这此标记物,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:

由下而上(沿纵坡和横坡);先静压后振动碾压;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 回去在同一断面上,而是呈阶梯形;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。

(5)横向接缝的碾压,横向接缝的碾压是工序中重要一环。碾压时,应先用双轮压路机进行横向(即垂直于路面中心线)碾压,需要时,摊铺层的外侧应放置供压路机行驶的垫木。碾压时压路机应主要位于已压实的混合料层上,伸人新铺混合料的宽度不超过20cm。接着每碾压一遍向新铺混合料移动约20cm,直到压路机全部在新铺面层上碾压为止。然后进行正常的纵向碾压。在相邻摊铺层已经成型必须施做冷纵向接缝时,可先用钢轮压路机沿纵横碾压一遍,在新铺层上的碾压宽度为15cm~20cm,然后再沿横向接缝进行横向碾压。横向碾压结束后进行正常的纵向碾压。

(6)纵向接缝的碾压,纵向接缝的碾压,压路机先在已压实路面上行走,同时碾压新铺混合料10cm~15cm,然后碾压新铺混合料,同时跨过已压实路面10cm~15cm ,将接缝碾压密实。

3.5.5接缝处理对策

(1)纵向接缝,两条摊铺带相接处,必须有一部分搭接,才能保证该处与其他部分具有相同的厚度。搭接的宽度应前后一致。搭接施工有冷接茬和热接茬两种。

冷接茬在施工是指新摊铺层与经过压实后的已铺层进行搭势头。半幅施工不能采用热接缝时宜加设档板或采用切刀切齐。铺另半幅前必须将缝边缘清扫干 净,并涂洒少量粘层沥表。摊铺时应重叠在已铺层5cm~10cm,摊铺后用人工将摊铺在前半幅上面的混合料铲走,然后进行碾压。应注意新摊铺带必须与前一条摊铺带动的松铺厚度要同。热接在施工一般是在使用两台以上摊铺机梯队作业时采用的。此时两条毗邻摊铺带的混合料都还处于压实前的热状态,所以纵向接茬易于处理,且连接强 度较好。施工时应将已铺混合料部分留下10cm~20cm宽,暂不碾压,作为后摊铺部分的高程基准面,待后摊铺部分完成后,一起跨缝碾压。

不管采用冷接法或热接法,摊铺带的边缘都必须齐整,这就要求机械在直线上或弯道上行驶始终保持正确位置。为此,可沿摊铺带一侧敷设一根导向线, 并在机械上安置一根带链条的悬杆,驾驶员只要注视所悬链条对准导向线行驶即可。

(2)横向接缝,相邻两幅及上下层的横向接缝均应错位1m以上。横向接缝有斜接缝和平接缝两种。高速公路、一级公路的中、下层的横向接缝可采用斜接缝,在上面层应采用垂直的平接缝,其他等级颂路的各层均可采用斜接缝。铺筑接缝时,可以已压实部分上面铺一些热混合料使之预热软化,以加强新旧混合料的粘结。但在开始碾压前应将预热用的混合料铲除。斜接缝的搭接长度与层厚有关,一般为0.4m~0.8m。搭接处应清扫干净并洒粘层油。当搭接处混合料中的粗集料颗粒超过压实层厚时应予剔除,并补上细除。斜接缝应充分压实并搭接平整。

平接缝应做到紧密粘结、充分压实、连接平顺,施工可采用下列方法:

①在施工结束时,摊铺机在接近端部前约1m处将熨平板稍抬起驶离现场,用人工将端部混合料铲齐后再予碾压,然后用3m直尺检查平整度,趁混合 料尚未冷透时垂直刨除端部层厚不足的部分,使下次施工时直角连接。

②在预定的摊铺段的未端先撒一薄层砂带,摊铺混合料后摊铺层上挖一道缝隙,缝隙位于撒砂的交界处,在缝中嵌人一块与压实层厚等厚的木板或型钢,待压实后铲除撒砂的部分,扫尽砂子,撤去木板或型钢,在端部洒粘层沥青接着摊铺。

③在预定的摊铺段未端先铺上一层麻袋或牛皮纸,摊铺碾压成斜坡,下次施工时将铺麻袋或牛皮纸的部分用人工刨除,在端部沾层沥青接着摊铺。

④在以预定摊铺段的末端先撒一薄层砂带,再摊铺混合料,待混休整料稍冷却后用切割机将撒砂的部分要切割整齐后取走,再干拖布吸走多余的冷却水,待无全干燥后在端部洒粘层沥青接着摊铺,不得在接头有水或潮湿的情况下铺混合料。

对于横向接缝,应于接缝处起继续摊铺混合料前,用3m直尺检查已铺路面端部平整度,不符合要求时应予清除。在摊铺新混合料时应调整好预留高 度,接缝摊铺层施工结束后再用3m直尺检查平整度,当有不符合要求者应趁混合料尚未冷却时立即处理,以保证横向接缝处的路面平整度。

沥青路面平整度是施工机械、人员素质、操作水平的综合反映,只有加强施工现场

管理,精心组织施工,才能保证路面平整度,提高路面工程质量。

第四章

沥青路面平整度的评价指标

路面平整度仪可连续不断地测量路面的平整度,并以100m的长度计算一次标准均方 差,作为单位沥青路面平整度的标准。使用时应注意测量轮本身 是否转动灵活并紧贴地面。每一次使用前,应标定仪器。测试时, 应保持牵引车匀速行驶,且保持在12km/h为宜,并把检验路面 清扫彻底,以免影响其测试结果。

4.1 沥青平整度的评价指标

在20世纪80年代,我国主要的平整度评价指标是3m直尺指标最大间隙Lmax和合格率C,后来随着测试设备的发展,也开始大量采用。(标准差)和工RI(国际平整度指数),同时各指标之间的相关关系的研究也大量进行。《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)和《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1-2004)所采用的平整度检测指标是:3m直尺测定的最大间隙Lmax (mm)、连续式平整度仪测定的路面不平整度标准差值(mm)和国际平整度指数IRI(m/km)。

国际平整度指数:

平整度测定的方法和仪器很多,相应采用的指标也各不相同。为了使采用不同的方法和仪器测定的结果可以相互比较,需要寻找一个标准的(或通用的)平整度指标,它同其他平整度指标有良好的相关关系。同时,采用反应类平整度仪测定时,为使测定结果具有时间稳定性,必须经常进行标定;而标定曲线的精度取决于标定路段采用的平整度指标同反应类测定系统的相关性。

为了解决上述问题,世界银行于1982年组织了有巴西、英、美、法等国专家参加的国际研究小组,在巴西进行了大规模的路面平整度试验。在此基础上提出采用国际平整度指数(IRI)作为评价标准的建议。

国际平整度指数(IRI)是一项标准化的平整度指标。它同反应类平整度测定系统类似,但是采用的是数学模型拟1/4(即单轮,类似于拖车)以规定速度行驶在路面断面上,分析行驶距离内动态反应悬挂系的累积竖向位移量。标准的测定速度规定为80km/h,其测定结果的单位为m/km。因而,这一指标与反应类仪器的平均调整坡ABS相似,称作参照平均调整坡(RARS80)

求得每一个位置的变量值后,即可计算该位置的调整坡(RS).

IRI为路段长度内RS变量的平均值.因此,当每个断面点的调整坡求得后,便可按下面公式求IRI: IRI=n1R

i2nSi

上述计算过程已编制电算程序,在量测得到纵断面的高程资料后,便可抽

样点间距利用此程序计算该段路面平整度的国际平整度指数工IRI值。

国际平整度指数工RI作为通用指标的效果,可以通过考察不同平整度方法的测定结果转换成以IRI表征后的一致性得到证实。

4.2 沥青平整度的检测方法

3m直尺法

直尺测定法有单尺测定最大回隙及等距离(1.5m)连续测定两种。两种方法测定的路面平整度有较好的相关关系。前者常用于施工质量控制与检查验收,单尺测定时要计算出测定段的合格率,等距离连续测试也可用于施工质量检查验收,要算出标准差,用标准差来表示平整程度。

(1)试验目的和适用范围

用于测定压实成型的路基、路面各层、表面的平整度,以评定路面的施工质量及使用质量。

(2)仪器与材料

①3m直尺:硬木或铝合金钢制,底面平直,长3m.

②楔形塞尺:木或金属制的三角形塞尺,有手柄。塞尺的长度与高度之比不小于10,宽度不大于15mm,边部有高度标记,刻度精度不小于0.2 mm,也可使用其他类型的量尺。

③其它:皮尺或钢尺、粉笔等。

(3)测试

1)在测试路段路面上选择测试地点

①当为施工过程中质量检测需要时,测试地点根据需要确定,可以单杆检测。 ②当为路基、路面工程质量检查验收或进行路况评定需要时,应首尾相接连续测量10尺。除特殊需要外,应以行车道一侧车轮轮迹(距车道线80cm~100cm)带作为连续测定的标准位置。

③对旧路面已形成车辙的路面,应取车辙中间位置为测定位置,用粉笔在路面上作好标记。

2)测试要点

①在施工过程中检测时,按根据需要确定的方向,将3m直尺摆在测试地点的路面上。

②目测3m直尺底面与路面之间的间隙情况,确定间隙为最大的位置。

③用有高度标线的塞尺塞进间隙处,量记最大间隙的高度,精确至0.2mm o

④施工结束后检测时,目前按现行《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004)的规定,每1处连续检测10尺,按上述步骤测记10个最大间隙。

(4)计算

单杆检测路面的平整度计算,以3m直尺与路面的最大间隙为测定结果。连续测定10尺时,判断每个测定值是否合格,根据要求计算合格百分率,并计算10个最大间隙的平均值。

合格率=(合格尺数/总测尺数)X 100%

单杆检测的结果应随时记录测试位置及检测结果。连续测定10尺时,应报告平均值、不合格尺数、合格率。

结论

路面平整度是评定路面质量的主要技术指标之一,它关系到行车的安全、舒适以及路面所受冲击力的大小和使用寿命:不平整的路表面会增大行车阻力,并使车辆产生附加的振动作用。这种振动作用会造成行车颠簸,影响行车的速度和安全,影响驾驶的平稳和乘客的舒适。同时,振动作用还会对路面施加冲击力,从而加剧路面和汽车机件的损坏和轮胎的磨损,并增大油料的消耗。而且不平整的路面还会积滞雨水,加速路面的水损坏。因此,为了减少振动冲击力,提高行车速度和增进行车舒适性、安全性,路面保持一定的平整度是很必要的。

路面平整度的好坏通常受到诸多因素影响,主要可以分为:交通荷载、环境因素、路面结构、施工质量和养护水平五个方面。在这五个因素中,交通荷载、环境因素、路面结构和养护水平属于影响平整度衰减的因素;而施工质量属于影响初始平整度的因素。并且施工过程中的影响因素最复杂,对路面平整度的影响也最大。这些因素有:路基施工质量、桥头涵洞两段及桥梁伸缩缝的处理、路面底基层及基层的施工、材料的质量、路面施工机械及工艺等。

我国现在使用的平整度检测指标有3m直尺测定的最大间隙Lmax(mm)、连续式平整度仪测定的路面不平整度标准差值(mm)和国际平整度指数IRI(m/km)。由于IRI能较客观地反映乘客的舒适度,并与其它平整度指标有良好的相关性,它是一个比较理想而科学同时又易重现的指标。因此,实际检测时应尽量采用IRI指标来评价路面质量,这样,可与国际通用指标保持一致,有利国际技术交流。

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