李瑞秀
随着我国经济的迅速发展,机动车辆不断增多,对于路面平整度要求越来越高,路面平整度的合格率既反映了行车舒适程度,又反映了施工队伍的水平。近年来,邯郸市部分沥青路面工程,不同程度地出现了坑凹、接缝台阶、波浪、碾压车辙、桥涵与路面接茬不平、跳车等路面不平整现象。现就这些现象对沥青路面产生不平整的原因及处理措施分析如下。
(一)沥青路面不平整产生的主要原因
沥青路面的施工,影响因素很多,如施工人员素质、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、路面施工机械的选用及路面材料等。
1.路基不均匀沉降,造成已铺筑路面出现坑凹
路基是路面的基础,路基不均匀沉陷,必然会引起路面的不平整,分析其原因,主要有:
(1)路基填料控制不好,不同程度地出现了路基不均匀沉降。
(2)半挖半填路基的接合部处理不当、路基的压实度不足。
(3)特殊地基路段、路基防护排水不完善,引起路基变形。
2.基层不平整对路面平整度的影响
在施工中,基层做得不平,无论怎样使面层摊铺平整,但压实后也因虚铺厚度不同,路面产生不平整;基层不平整对路面平整度有着严重的影响。
3.路面摊铺机械及工艺对平整度的影响很大
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、机械猛烈起步和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。
4.面层摊铺材料的质量对平整度影响
沥青路面的施工质量,也取决于主要材料的质量和沥青混合料的配合比设计及沥青混合料的拌和。
(1)沥青混合料的配合比不合理。
(2)沥青混合料的拌和不均匀。
5.碾压对平整度的影响
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,主要表现在:
(1)压路机型号的选择上,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。
(2)碾压温度的控制上,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黏结沥青细料,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。
(3)碾压速度的调整上,压路机碾压速度不均匀、急刹车和突然启动、随意停置和掉头转向、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。
(4)碾压路线的行走上,碾压行进路线不当,不注意错轮碾压,每次在同一横断面处折返,都会引起路面不平。
(5)碾压次数的确定上,碾压遍数不够,即压实不足,通车后形成车辙;碾压遍数太多,由于短时间集中重复碾压,会造成已成型路面的推移,形成龟裂和波浪。
(6)驱动轮和转向轮的前后问题上,如果是从动轮在前,由于从动轮本身无驱动力,靠后轮推动,因而混合料产生推移,倒退时在轮前留下波浪。
6.桥梁涵洞两端及桥梁伸缩缝的跳车,严重影响着路面整体平整度
桥梁、涵洞两端的路基病害,是一个比较普遍的现象,也是最常见的道路病害之一,主要表现在:
(1)桥梁、涵洞的台背填土,由于压实机械的作业狭小而压实不到位,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。
7.接缝处理欠佳
接缝包括纵向接缝和横向接缝两种,接缝处理不好容易产生的缺陷是接缝处下陷或凸起,以及由于接缝压实度不够和结合强度不足而产生裂纹甚至松散。
(二)提高路基及路面基层平整度的措施
1.路堤填筑前原地面处理
路基的施工质量,是整个路线工程的关键,也是路基路面工程能否经受住时间、车辆运行荷载、雨季冬季的考验。要做好路基工程,必须扎扎实实地进行路基的填筑,尤其对原地面的处理和坡面基地的处理。
(1)填筑路堤时应首先进行原地面处理。当路堤填筑高度不小于1.0m时,应注意将草丛全部挖除。若基底的表层土为腐殖土,则须用挖掘机或人工将基表层土清除换填,厚度视具体情况而定,一般以不小于30cm为宜,井予以分层压实。路堤通过耕地时,路堤筑填施工前必须预先填平压实。如其中有机质含量和其他杂质较多时,碾压时因弹性过大,不易压实,应换填土。
(2)坡面基底处理。当坡面较小(横坡小于1∶5)时,只需清除坡面的表层,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,让填料充分嵌在地基里,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,一般宽底不宜小于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。当所有台阶填完之后,可按一般填土进行。
2.路堤填料
路堤填料一般应采用沙砾及塑性指数和含水量符合规范的土,不使用淤泥、冻土、有机土、含草皮土、生活垃圾及含腐殖物的土。对于液限大于50,塑性指数大于26的土,一般不宜作为路基填土。
3.填土路基压实
路基施工时,应严格按现行《公路路基施工技术》要求进行,并应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、适宜的虚铺厚度和相应的碾压遍数、最佳的机械配套和施工组织。(www.xing528.com)
4.特殊地基处理
软土地基具有极大的破坏性,只要荷载在土基上有可能出现有害的过大变形和强度不够等问题时,都应该视为软基而认真对待,并进行必要的处理。
5.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、疏导、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。
6.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,要对其进行彻底治理,应从以下几点着手:
(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、湿陷性黄土地基等需进行特殊处理。
(2)桥头设计过渡段,即在一定长度范围内结构路段产生的较大沉降通过过渡性路面或设置搭板,可以使在柔性结构物上,车辆行驶不至于产生跳车。
(3)台背填料的选择,在挖方地段的台背凹填部位,因场地特别窄小,可选用当地的石碴、沙砾等优质填料;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,而且施工时应注意填料的平衡,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,对中间为沙砾填料、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,提高桥涵两端路堤的施工质量,完善施工工艺、方法和强化管理。为适应桥涵端部路堤施工场地窄小、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。
7.路面基层施工注意
(1)按照《公路路基施工技术》要求进行底基层和基层施工。
(2)加强基层养护。在基层施工完成后,采用不透水薄膜或湿砂进行养护,也可以采用喷洒沥青乳液保护。若无上述条件时,可以用洒水进行养护,并应严格控制行车。若不能封闭交通,应限制重车通行,其车速不应超过30km/h,同时应注意其他交通设施对基层的损坏。
(3)严格控制基层平整度。面层铺筑前用3m直尺对基层进行平整度检测,平整度差且大于8mm的路段应进行整平。面层摊铺前认真清扫基层表面,确保基层表面整洁,没有松散浮料和杂质。
8.沥青路面机械摊铺工艺及控制
(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)。
(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。
(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。
9.碾压质量控制
沥青混凝土面层的碾压通常分为三个阶段进行,即初压、复压和终压。
(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6~8t的双轮振动压路机以2km/h左右速度进行碾压2~3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。也可以用组合式压路机进行初压。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℃,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。碾压遍数通常不少于5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与复压的分界线;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些标记物,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通行。
(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边木。碾压时压路机应主要位于已压实的混合料层上,伸入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15~20cm,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10~15cm,然后碾压新铺混合料,同时跨过已压实路面10~15cm,将接缝碾压密实。
10.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接头。半幅施工不能采用热接缝时宜加设挡板或采用切刀切齐。铺另半幅前必须将缝边缘清扫干净,并涂洒少量粘层沥青。摊铺时应重叠在已铺层5~10cm,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的松铺厚度相同。
热接茬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10~20cm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。
(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。铺筑接缝时,可以在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黏结。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0.4~0.8m。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,并补上细混合料。斜接缝应充分压实并搭接平整。
平接缝应做到紧密黏结、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在预定的摊铺段的末端先撒一薄层砂带,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,在缝中嵌入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,扫尽沙子,撤去木板或型钢,在端部洒粘层沥青接着摊铺。
③在预定的摊铺段末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,在端部洒粘层沥青接着摊铺。
④在以预定摊铺段的末端先撒一薄层砂带,再摊铺混合料,待混合料稍冷却后用切割机将撒砂的部分切割整齐后取走,再用干拖布吸走多余的冷却水,待完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,应在接缝处继续摊铺混合料前,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。
总之,要想提高路面平整度,就必须从路基施工准备阶段就开始重视,所有参加道路建设工程的责任主体,都必须重视起来,落实各方质量责任制,强化施工管理,完善施工工艺和施工方法,强化工程质量检查和监督,全面提高工程的施工质量。
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