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沥青路面平整度的施工技术优化措施分析

时间:2024-04-24

郭艳红

(峡江县交通运输综合行政执法大队,江西 峡江 331409)

0 引言

沥青路面平整度与车辆行驶舒适性、安全性有着密切的联系,在沥青路面工程施工阶段,应当明确平整度控制目标,通过优化施工技术、改善施工方案来提升沥青路面平整度。

1 沥青路面平整度影响因素

1.1 路基方面对平整度的影响

1.1.1 路堤地基处理不当

其一,施工开始前应做好现场树木砍伐处理工作。如果仅仅去除树木根茎,而没有将土壤全部清理干净,则路堤成型之后,土壤内残留杂质容易发生腐烂变质的情况,土壤强度会逐步降低,导致承载性能下降,进而出现不均匀沉降。其二,当施工路段为软土路基或者土壤压缩性比较大时,比如湿陷性黄土路段,一旦施工单位处理不当,受到地基自重、车辆荷载等持续作用,路基也会发生沉降。其三,如果天然地基有部分路段横坡或者纵坡坡度超过1∶5,而没有采取合理有效的措施、没有设置合理的台阶,那么路基填料与天然路基就不能稳定地融合,在环境侵蚀、车辆荷载等作用下,将导致结构失稳,甚至会出现滑移,即通常所说的滑坡现象。

1.1.2 路堤填料控制不恰当

其一,填料的稳定性不足。比如选择液性黏土、粉质土、淤泥土等作为填料,那么在填筑施工中容易出现局部变形现象。其二,路基填筑作业过程中,如果没有根据设计方案进行,填筑方法也不合理,或者碾压施工不到位等,都容易导致不均匀沉降。

1.1.3 半填半挖式路基处理不恰当

半填半挖式路基是指在同一横断面上一部分为挖方、一部分为填方的一种道路形式。如果在施工中没有根据设计要求开挖形成台阶,并采取分层填筑的方式按照横断面全宽分成水平层次,逐层向上填筑,则会出现路基沉降现象。

1.1.4 基层不平整

传统施工技术有着一定的不足,往往导致基层平整度不合格。如果只是微小不平整,还可以补救;如果凹凸不平比较严重,则难以有效处理。比如,在基层摊铺施工中,机械设备选择不当,也会导致基层平整度不合格,而且在车辆荷载持续作用下,将进一步造成路面结构损坏。

1.2 沥青混合料质量对平整度的影响

1.2.1 集料的规格

其一,沥青混合料中,集料占比较大,因此其需求量也较大,为了保证施工连续进行,往往与多个生产厂家建立长期合作关系,但是,不同厂家的技术水平、产品质量相差比较大,造成集料规格有很大的差异,对沥青混合料的性能也会产生影响。

其二,控制集料级配,避免出现集料粒径变化很大、级配波动严重的情况,否则将导致成品混合料的压实系数难以达到稳定的标准,对路面的平整度造成比较大的影响。

其三,在级配材料中,针片状颗粒物含量及集料压碎值等都要达到设计标准的要求。如果其精度控制不到位,容易导致平整度不合格。如果集料的最大粒径或者平均粒径比较大,沥青混合料容易出现级配离析现象,进而影响路面的平整度。如果集料粒径比较大,摊铺机熨平板不能拖动大粒径集料开展摊铺施工,极易出现局部位置的松铺厚度不均匀,或者摊铺后表面存在拖痕、沟槽等问题,也会导致平整度无法达到要求。

1.2.2 沥青混合料配合比

沥青混合料中包含多种材料,比如沥青、细骨料、粗骨料、矿粉等,很多工程还会加入聚合物、木纤维等外加剂。只有加强配合比的控制,才能确保沥青混合料的性能合格。如果油石比过大或者过小,都容易导致沥青混合料表面不平整,比较常见的有拥包、车辙、泛油、松散等问题。如果沥青材料加入比例较大,则混合料的高温稳定性和水稳定性会比较差,道路投入使用后容易出现车辙病害,严重影响路面平整度。根据试验数据分析,如果路面车辙槽深在15mm 以上,则容易出现车辆行驶不稳、轻微跳动等现象,严重时甚至造成车辆失控等危险。因此,为了能够消除路面的辙槽问题,应加强混合料含油量的控制。

1.3 拌和质量对平整度的影响

1.3.1 拌和设备参数设置不当

拌和设备设定的参数缺乏合理性、骨料级配难以满足标准要求等,都容易造成混合料使用时出现离析现象;如果拌和设备运行初期温度较低,将导致混合料难以满足温度均匀性的要求,集料含水量也会偏高,拌和难度加大,拌和质量无法达到设计标准。

1.3.2 拌和温度和拌和时间控制不当

如果沥青混合料的温度过低、拌和不充分,极易造成沥青材料在集料表面包裹不严密,且含水量比较高,如果将这些材料投入使用,必然会对摊铺质量造成不利影响,压实难度也会比较大,路面平整度必然无法保证。如果在拌和时,温度设定过高、拌和时间过长,则沥青材料容易老化,其性能会发生变化,抗裂性能严重下降,道路投入运营后极易出现开裂、松散等病害。

1.3.3 拌和能力不足

拌和设备是影响路面平整度的重要因素。因为拌和设备的生产能力直接影响摊铺施工的连续性,如果其生产能力跟不上摊铺速度,导致摊铺机不得不停工待料,则会造成新旧混合料温差过大,路面成型后出现高低不平的情况。为了能有效地消除停工待料的情况,应适当地增加拌和机数量,多台拌和机同时生产,以满足摊铺施工的连续性要求。此外,如果不同拌和机供应的材料温度有差异,在混合使用时,也会发生离析现象,导致路面平整度不合格。因此,在选择沥青路面施工设备时,必须保证拌和、运输、摊铺等设备的协调一致性。

1.4 摊铺对平整度的影响

其一,熨平板宽度与摊铺机尺寸不一致,极易造成设备运行偏移,导致前后混合料摊铺厚度不一致。其二,熨平板初始设置不合理,造成同一断面出现厚度差异,或者形成台阶,对路面的平整度产生不利影响。其三,熨平板的前后拱度设计不当,导致摊铺结构层的混合料不均匀、密度差异大,出现松散、刮痕等问题。其四,螺旋摊铺器与熨平板的前缘距离不合理。如果在密度要求较高的情况下两者距离过小,或者摊铺厚度较大、集料粒径过大,摊铺厚度将无法达到设计参数值,造成摊铺之后存在波纹现象。而在摊铺厚度较小、两者距离较大的情况下,熨平板前部就会有部分材料闲置,温度降低后硬化固结,受到后续材料的挤压而进入摊铺层,导致路面压实度差、平整度不合格。

1.5 摊铺工艺

其一,摊铺工作开始前,应对熨平板进行预热处理。如果预热效果不佳,极易导致摊铺平整度不合格。摊铺工作中,混合料的温度过高或者过低,都会出现熨平板黏结的情况,摊铺结构层发生拉毛、小坑洞、深槽等问题,导致路面凹凸不平。

其二,设备的材料供应系统中,沥青混合料的位置设计不合理,造成熨平板宽度作业范围内进入熨平板的混合料密度出现变化:如果熨平板下部材料的密度较小,熨平板受到的支撑力会减小,摊铺厚度也会减小;反之,如果熨平板下部的混合料密度较大,熨平板被抬升,摊铺的厚度也会加大,从而导致路面出现波浪问题。

其三,运料车的操控不当,导致摊铺施工无法连续进行。比如,运料车的卸料速度过快,或者突然停止行驶,都会造成相应设备的运行随之发生变化,导致路面出现凸起、波浪或搓板等问题。

其四,运料车材料撒落没有及时清理,导致摊铺机轮胎或履带接地标高发生变化,造成摊铺不平整的问题。

其五,摊铺技术不熟练,施工中曲线运行或摊铺速度忽快忽慢,都会导致路面不平整。

1.6 碾压工艺

其一,碾压温度。在初压作业环节,如果沥青混合料温度过高,会造成路面存在碾压痕迹,且混合料在碾压作用下会出现前后位移过大的情况,导致路面稳定性无法达到要求。在复压作业过程中,如果混合料温度过高,会出现黏轮现象,或导致级配参数发生变化。反之,如果碾压环节的温度过低,混合料摩阻力过大,将导致压实难度增大,路面会出现推移、开裂等问题。其二,碾压速度。碾压设备在行驶中如果出现速度不均、急刹车、急转向等问题,将造成路面不平整。其三,碾压路线。碾压施工中,如果操作人员设计的路线不当,或者在施工中并未按照设计要求进行错轮碾压,抑或碾压时存在相同区域多次往返,都会导致路面不平整。其四,碾压次数。如果碾压次数过多,沥青路面会出现超压的情况,成型后表面极易出现龟裂、波浪等病害;反之,如果碾压次数过少,或者压实度不达标,也会导致路面出现车辙病害而影响平整度。

2 平整度控制技术措施

2.1 原材料选择控制

原材料是保证混合料性能的关键,也是控制质量和平整度的要点。因此,原材料的性能必须达到工程要求。比如集料,要从强度、含水量、磨耗率、压碎值方面进行检测,保证其杂质含量、风化材料比例等处于合理范围内;细集料的黏结力要达到标准;粗骨料的粒径应均匀,且要求耐磨性合格等。要严格控制沥青混合料的配合比,保证其参数在合理的范围内,如果经马歇尔试验发现配合比不合格,则应及时调整。

2.2 路基施工控制

路基填筑作业开始前,应达到清洁、无污染的标准,加强地下垃圾、植物根部、风化层的处理。在半填半挖式路基施工前,首先应进行排水沟设置,避免出现坡面基底渗水的问题,然后分析路基的稳定性,使其系数保持在1.25 以上。填筑施工要采取水平分层的方法,从低到高逐步碾压施工,并随时检查施工质量,如果不合格,则立即补压。

2.3 基层施工控制

要想使得基层混合料的稳定性合格,防止在摊铺作业中出现混合料离析问题,可采用两台摊铺机整幅摊铺施工。施工中两台摊铺机的前后间隔距离应在10m 左右,且保证熨平板两头高、中间低,还要结合现场的气候条件合理确定摊铺与碾压时间。此外,对于基层横坡,要求其坡度适中、排水性好,且平整度合格。

2.4 拌和、运输中的平整度控制

沥青混合料的质量关系到工程的效果,所以应加强拌和、运输环节的控制,以提升平整度。拌和温度是关键性参数,可根据沥青的标号确定拌和温度,具体如表1所示。

表1 不同标号沥青的拌和温度

2.5 摊铺和碾压过程中平整度控制

要想使得沥青路面的平整度满足要求,应做到如下几点:

一是在摊铺施工阶段,保持摊铺机均匀、慢速行驶。

二是运料车、摊铺机需同步运行。

三是材料卸载的速度要适中。

四是可以利用铣刨机纠正中面层的推移、错台等问题,达到平整度的标准后,才能开展后续施工。

五是碾压环节对平整度影响最为直接,如果碾压力度过大,会造成材料破碎,也会导致空隙率过大,影响路面平整度。

六是碾压时应做好温度控制:初压温度在120~140C 之间,复压温度超过100C,终压温度超过70C。

3 结语

综合以上分析,沥青路面平整度通常会受到原材料、摊铺工艺以及碾压工艺等方面的影响。故而在沥青路面工程开展环节,需要做好材料配合比设计以及材料拌和、运输、摊铺、碾压等环节的控制,同时还需要强化施工现场的管理,通过多途径的管理措施提升沥青路面平整度。

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