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对影响沥青路面平整度因素和治理措施的研究

2020-02-14李依煌

建材与装饰 2020年4期
关键词:平整度面层摊铺

李依煌

(武汉工程大学土木工程与建筑学院 武汉 430073)

本文分析了沥青路面的对于平整度的施工方法的影响因素,针对于这一个一个因素,对应了选取了各种方法解决这一竣工验收重要指标。如,基层的验收指标,施工中的摊铺碾压等控制办法,用来完善路面的表层性能,保证质量,改善路用性能。本文主要从沥青混合料的选材到施工到成型各方面均涉及到对于平整度的控制方法,为一线的施工人员或者是技术人员提供了学习和借鉴的资料。

0 引言

时代的变迁导致人们越来越富有,过上了越来越好的日子,汽车保有量的增加导致人们对路面的质量要求越来越高,从最早的可行驶到现如今的舒适驾驶。路面验收中,一个重要的指标便是路面的平整度,平整度的好坏直接影响了行车舒适度和汽车的保养问题,平整度不佳的道路会增加油耗,加快轮胎的磨损,严重的平整度不合格直接导致行车风险增大。平整度对车辆的影响还体现在汽车行驶理论上,汽车靠着摩擦力在路上行驶,一个不平整的路段会导致汽车对路面不停有着强大的冲击力,这样不仅对汽车的整体强度有影响,更是会导致路面出现拥包,推挤等早期病害,增加整个道路的投资维修费用,因此,验收过程中,平整度的重要程度,不言而喻。

随着国家的发展,基础工程的建设如火如荼。各种土木工程的构造物也是越来越多,高速公路的里程增长率也是一年比一年高。到2017年底,中国高速公路通车总里程达到13.65万km居于世界第一。在沥青路面发明后,深受广大驾驶员的喜爱,如今几乎所有的道路铺装形式几乎都是沥青混凝土路面。在施工过程的控制,研究方面,中外相比存在着很大的不同与差异。在中国的道路工程施工过程中,很多项目未到设计计划年限,在早期5年内就开始了出现早期病害,造成这些病害的原因是很复杂的,如原材料,施工,养护等方面,笔者认为,三点中施工过程是最重要的一项原因。现如今的科学研究均停留在理论上,施工过程中的出现的问题仍没有较好的方法研究解决,施工的过程与理论的不匹配往往是施工过程得不到彻底控制的原因。

本文对沥青路面的平整度这一指标进行了分析,分析了现行规范对平整度的规定,探究了平整度不符合要求的可能原因和处理措施,最后给出了笔者自己的建议。

1 现行的公路领域行业标准

沥青路面平整度指标是反映路面评价及路面施工验收中的一个重要指标与驾驶员和乘客舒适度和安全质量的一个参考依据,它的计算是以几何平面为基准,指标为路面纵向和横向的凸凹程度,即路面实际表面相对于理想平面的竖向偏差。平整度的影响因子和道路设计,施工,养护各部门各方面都息息相关,分布甚广。

为了检测评定道路在交竣工验收的时候是否符合要求,是否符合设计文件和甲方建设单位的要求,国家和部门颁布了很多国家行业标准,如《公路工程质量检验评定标准》[1]、《公路沥青路面施工技术规范》[2]和《公路路基路面现场测试规程》[3]等。

我国现行国家和行业规范中是这样规定的:《公路路基路面现场测试规程》[3](JTJ 059—95)中规定的平整度测试方法主要有:①3m直尺方法(T0931);②连续式平整度仪方法(T0932);③车载式颠簸累积仪方法(T0933)。《公路沥青路面施工技术规范》[2](JTG F40—2004)和《公路工程质量检验评定标准》[1](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,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)。

2 影响沥青路面平整度的主要因素

影响沥青路面施工的因素极多,以路面平整度的主要因素为例,这个因素和施工员的专业素养,对于道路施工的理解,施工技术规范的把握需要很熟悉,而对于路面结构而言,基层的处理,土基的压实和碾平,施工机械的操作熟练度,甚至施工方的施工组织能力,原材料的选择都有着密切的联系。

2.1 基层顶面的平整度不合格

对于防治沥青路面的早期病害,基层的质量也尤为重要。其顶面平整度不符合要求,沥青面层混凝土的平整度将被直接影响。我国的沥青层大部分为4-6-8的形式,若基层平整度不足,采用沥青面层进行填漏补缺是不现实的。基层的平整度若是不合要求,使其上的沥青面层不均匀,一段时间的服役后,沥青混凝土的压实度变异性更大,不平整现象的加剧也是部分混合料在服役过程中的再压实导致的。

2.2 路基的不均匀沉降

由于路基土的质量控制不足、不良地质情况的处理不当或填土路基压实度不足,路基均产生不均匀的沉降现象,而这些情况会导致路面平整度的严重不合格。路基是面层基层的基础,路基的不均匀沉降,必然会引起路面验收中的平整度不合格,而这些不符合要求的工程,其工程质量问题是通过不了验收条件的,也不会交付使用。

2.3 配合比设计不合理

配合比设计一定程度上直接反应了沥青混合料的性能,好的配合比做出来的混合料的路用性能会直接符合国家规范要求,反之,配合比设计不合理,会导致沥青混合料出现很多路面的早期病害,如高温稳定性差、水稳定性不好、车辙和裂缝等,因为任何病害都是直接影响路面的最面层,所以会严重影响的就直接是路面平整度。基层配合比设计也是与面层有着同样的影响作用,基层的强度不够,抗变形能力不足以承受沥青面层传递下来的荷载,将直接导致沥青层的病害出现。

2.4 施工工艺不成熟

在道路工程中,理论上的研究和实际上的实践操作存在着眼中的脱节,理论研究者并不会去施工现场准确把握施工过程中各个关键点的控制。其中施工过程中最大的问题就是施工方是否对施工工艺熟练掌握,沥青路面受温度,摊铺时间,摊铺过程中的接缝处理,摊铺机的相隔距离等。施工设备本身的质量问题同样也会影响路面的平整度指标,如设备是否老化,参数是否控制准确,厚度控制是否精准,行驶速度是否稳定,摊铺是否离析等等均有着很大的关系。

3 保障沥青路面平整度的方法措施

3.1 从路基开始保障

基层与面层直接接触,面层的平整度与基层的平整密切相关,而基层的平整度又与底基层有关,底基层与路基的情况与基层与面层一样直接接触密不可分。因而,控制面层的平整度应该一层一层递进,进而好好控制基层,底基层,路基的质量。使用摊铺机进行施工能有效地避免平地机与推土机的结合这种方法导致的集料离析,平整度差的想现象。故应该在施工中注意总结,选对方法。

3.2 混合料的质量控制

选择一种好的原材料是一个重要方面,原材料对路面平整度有着直接影响,所以应该对混合料的质量进行好好控制。

(1)沥青。应该选择优质的A级沥青,沥青胶结料的性能直接关系到沥青路面的服役性能,影响到路面的工程质量、验收指标和路用性能。

(2)集料。沥青是温敏材料,大多普通的基质沥青的软化点在30℃~50℃之间,与酸性的沥青能有效结合的碱性集料是更好的选择,在重载交通的作用下,质地坚硬的集料更应该被选择。

(3)拌和时间。沥青混凝土主要是由沥青胶结料与集料之间的拌和粘接,然进行摊铺压实,最后混凝土冷却之后成型。而沥青胶接料和集料两者之间的粘结效果越好,沥青混凝土的强度越高,在抵抗沥青路面水损害方面尤为显著。为此,足够的拌和时间,对界面粘附性能的影响显得非常重要。

3.3 施工质量控制

性能良好的机械设备可大大提高路面施工质量,作为施工人员,应该对施工机械设备有着良好的操作方式。因此,保证摊铺质量以达到沥青路面能有较好的平整度的前提是严格遵守机械设备的操作规程和对机械设备的熟练操作。

摊铺机需要热机的操作,从启动到正常摊铺的过程需要一个废弃的试验段,摊铺机约进行3~8m之后才能达到正常的摊铺效果。因此保证摊铺平整的关键是对摊铺机的性能有着足够的了解。

严格控制摊铺机的螺旋布料器,并保证摊铺角度,摊铺前后的混合料的高度保持恒定值。通常情况下,混合料的摊铺高度与螺旋布料器的轴心线平齐,摊铺高度的不平整都将影响摊铺角度的机械部件的受力平衡,使机器容易损坏。

4 结论

路面平整度是道路工程质量验收的指标之一。本文列举了现行的行业规范和国标,都已经对平整度做了完整的规定。从上述的规范中,对沥青路面平整度的发生和主要影响原因进行了分析,其主要原因是和路基和基层的质量密切相关。下一步提出了治理平整度的措施方法,主要是用路基,基层,混合料,施工质量及控制4个方面进行控制。综上所述,对于良好的利用社会资源,对我国的工程质量进行严格控制,对驾驶员的驾驶体验和汽车的冲击力而言,治理和保证沥青路面的平整度是十分有必要的。

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