卢艳明
海绵山水(北京)健身工程有限公司 100072
【摘要】随着市政道路施工技术不断革新,传统的路面形式已逐步被沥青路面所取代。路面平整度是评定路面使用性能的关键性指标,不仅能综合反映路面的病害程度,同时对交通安全、车辆行驶舒适度、驾车速度以及车辆运营费用等带来不同程度的影响,体现了市政道路的服务质效。近年来,沥青路面频发车辙、波浪、路段起拱、低坑凹陷、桥梁伸缩缝跳车、涵洞或桥头路面沉降等现象,对于改善沥青路面平整度及其寿命的需求尤为迫切。而沥青路面施工道路工程建设中的一个关键工序,在设计实施期间应该重点组织,准确把控沥青路面平整度的施工思路,并由面至点逐步调整机械配套,优化沥青混合料存放、拌合、摊铺、碾压以及养护等各项环节,利用全过程动态控制提升路面的平整性延长使用寿命。鉴于此,本研究将沥青路面平整度的影响因素作为分析的切入点,并提出相应的控制对策,以期为提升市政道路管理质量、切实保障道路设施运行安全提供创新的改进思路,能够更好地提高市民的出行满意度。
【关键词】市政道路;沥青路面;平整度;影响因素;控制对策
由于沥青路面具有低噪声、耐磨抗滑、表面平整、行车舒适、维修简便以及施工周期短等优势,因而在道路建设中被广泛应用。目前由于我国社会经济不断发展,城市规模迅速扩张,交通设施的建设步伐逐步加快,使得人们对沥青路面平整度提出了更加严格的要求,加之城市建设的快速性以及超负荷的流通量,直接影响了路面的使用性能。平整度是衡量市政道路路面质量优劣的重要指标,直接影响行车的舒适度,同时体现出建设队伍的专业能力,但从路基到路面均存在诸多影响沥青路面平整度的因素,其施工人员的技术水平、机械性能、材料选取等均可能引发路面不平整问题。为此,确保路面具有良好的平整度已成为市政道路建设及养护工作者的一项重要任务,需要充分考虑现场管理中的各项工序,力求在施工期间做到对症处治,不可忽略管理过程中的每项细节。
一、市政道路施工沥青路面平整度的影响因素
1、沥青混合料对平整度的影响
沥青混合料的配比等级、原材质量以及配合比等均与路面平整度有着直接关联。在进行原材料选取时,若矿料质量难以达到规定要求,出现扁平颗粒含量过大、集料抗压强度比不佳等情况,则会导致混合料的稳定性下降;此外,若沥青及石料间未科学配比,也可能对路面平整度造成严重影响,譬如,沥青比重较大,则会诱发路面泛油等现象,沥青比重较小时,则会导致路面开裂松散,其原因主要在于混合料缺乏良好粘聚性。
2、路面基层平整性对路面平整度的影响
基层是沥青路面施工的前提条件,基层平整度可以直接反映路面表层状况,影响路面平整度。若基层出现较多的凹凸不平情况,在实施面层结构摊铺作业时,虚铺厚度在路段各个位置会存在明显差异,进行碾压后会降低成型路面的平整度。此外,在路基施工过程中,必须严格检测摊铺机所使用的两条履带是否处于同一水平,倘若其未在同一个水平上,在进行沥青路面摊铺时会导致波浪产生[6]。虽然最终路面是平整状态,但由于摊铺厚度有所区别,路面经车辆碾压后也可能发生路面变形导致不平整现象。当路基出现不平或是不均匀沉降时,应当保障基层具有良好的强度、刚度以及平整性,在摊铺沥青面层前,必须严格检测监控路面基层的平整度、密实度及强度,为沥青混凝土面层提供坚实稳定基础。针对平整度严重未达标路段,则需要慎重应对,及时完善铣刨平整工作后再实施上层铺筑。
3、摊铺对平整度的影响
在进行沥青混合料摊铺的过程中,若摊铺速度不断发生改变,同时存在不均匀现象,则会造成表面产生不均匀粗糙问题,不利于保障后期施工的平整度以及密实度。此外,当摊铺基准线控制不合理时,可能导致水准点移动或沉降,继而引起抄平误差。在承受环境气候及地质条件变化的情况下,不同水准点静置后易出现位置轻微移动或是不均匀沉降,如果施工前没有仔细复核,则依据水准点所测量的高程会存在误差,不利于改善成型路面平整度。
另一方面,施工放样精度也会造成基准误差,在实际施工现场,若水准仪精度(测量精度与读数精度等)无法符合规定标准要求,则可能发生基准测量误差。因此在理想条件下,摊铺机作业时需保证匀速摊铺,但是在沥青混合料摊铺时,部分工作人员未能有效保持均匀的摊铺机速度,甚至为缩短工期违规提升摊铺速度,从而造成沥青面层在摊铺后粗糙不均匀,对后续碾压密实度、平整度造成不利影响。
4、碾压对平整度的影响
碾压对沥青路面平整度的影响主要表现在以下几个方面:①碾压温度:若第一阶段初压温度较高,压路机在运行期间易在路面造成行驶痕迹,同时混合料的前后位移过大,降低了混合料的稳定程度;在第二阶段复压时,倘若温度较高,混合料中的细集料易被压路机轮胎易黏连,从而导致沥青混合料的设计级配紊乱;反之,若碾压时的温度过低,则会提升沥青混合料的内部摩阻力,加大了压实作业难度,使得一些路面出现推移或开裂。②碾压速度:若碾压机未保持均匀的行驶速度,或是在压实过程中突然制动、紧急刹车、方向随机、随意停放、换向或倒退等,碾压成型后的路面会产生不平整情况。③碾压路线:设置碾压路线不当,施工时无错轮碾压,导致压路机在进行碾压时在同一位置多次折返,造成路面平整度受影响。④碾压次数:碾压频次较多,会引起沥青路面被超压,路面成型后表面可能产生波浪或龟裂。反之,若碾压频次不足或是碾压流程不完整,则难以有效保障路面整体压实度,路面易出现车辙现象。⑤碾压操作:在施工准备期间没有对钢轮压路机的钢轮部位进行洒水,导致沥青混凝土黏附于钢轮上,而黏附料的形成会导致路面不平整。
5、接缝对平整度的影响
在沥青混凝土面层施工中,尤其是设计路线较长,或因交通组织施工组织等原因无法一次摊铺成型的情况下,难免产生接缝。在冷热接缝处如果处理不好,沥青混合料易出现推移或产生混合料离析,碾压不密实等情况,直接造成该处成型路面不平整;同时,由于受交通导行,工程计划安排等因素,沥青路面的接缝不能及时进行,接缝处发生污染的风险较大,在摊铺接缝位置时,污染物的出现进一步影响摊铺厚度的把控,促使后续压实不平顺,难以紧密连接接缝;此外,较难确保接缝位置的压实度,使得接缝处欠缺充足的结合强度,接缝位置在大气中的水分及温度影响下易发生裂纹。
二、市政道路施工沥青路面平整度的控制对策
1、基层平整度控制
严格根据规定选用基层混合料的集料,采用不同的料斗上料,合理筛选、拌合及存放,确保基层混合料的级配符合标准且稳定,特别是水泥剂含量及含水量;此外,利用水准设备或是3米直尺对基层平整度实施跟踪检测,发现平整度>8mm路段时,及时予以整平处理。如基层某路段标高超出规定范畴,则立即响应处理预案,行高处铲平措施,低处明确标记,于下部层摊铺时进行补平。
在现场施工条件有限的情况下,只能使用非自动找平摊铺机时,必须保障所选用的摊铺机满足几方面要求:一是,摊铺机有充足功率确保连续摊铺;二是,配备较好的夯实功能,以填补部分路段的摊铺问题。三是,摊铺机在处理混合料的松铺厚度时,可实现25厘米及以上。
若制定的摊铺宽度超出12米时,应通过2台参数统一的摊铺机同时完成整幅摊铺。仅选用1台摊铺机时,会导致基层的混合材料配合比缺乏稳定性,主熨平板中间下侧的粒料较为密实、精细,以此顺着熨平板两侧推开时,熨平板两边的粒料则较为松散,其摊铺结果通常为两侧路面高程低,同时两侧混合料可能存在离析情况。为了避免发生不良影响,可保持熨平板中间低,两侧高的状态,但现场实践时较难实现,因此结合施工经验,较为可行的方式是通过2台摊铺机以相距10至15米的方式进行阶梯状同时作业。
2、沥青混合料的控制
原材料质量及配合比的设计合理性与沥青混合料拌合效果存在直接关联,对成型沥青路面的平整度会造成一定影响。而沥青结合料的自身特性决定了沥青结合料的拌合温度。目前明确拌合温度的常见方式包括:稳态剪切流动指标、高剪切率黏度指标、布氏旋转粘度指标、等黏温度指标等,各类方式均有不同的优势与弊端,但实际操作上较为困难,因此在现阶段,工程界通常根据实践经验法明确拌合温度。表1为沥青混合料拌合温度建议指标。
可统合拌合实验明确拌合时间,设定2个时间点:分别为10秒的干拌时间以及40秒的湿拌时间,之后结合设计配合比、拌合温度、设计油石比实施正式试拌。在开始试拌时,不掺加混合料至沥青搅拌中,待搅拌盘内的集料较为稳定后将沥青掺加搅拌其中。在结束第一盘试拌合及卸料后,操作人员可继续实施成品混合料实验,包括飞散试验与析漏试验等。若试验结果符合标准,则第2盘混合料的拌合时间适量减少3至5秒,之后继续检验,直到出现不合格的拌合混合料,那么从此时至最后一次合格混合料的时间即为较为合理的拌合时间;若第1盘试拌的混合料结果不合格,则建议延长第2盘混合料的拌合时间3至5秒。
3、摊铺、接缝及碾压的控制
在摊铺机运行前0.5-1小时,应采用熨平板预热,并及时检测虚铺厚度,利用智能化控制系统调节摊铺温度;在摊铺机前进阶段,尽可能控制适宜的行进速度,保持约2m/min的运行速度较佳,同时保障摊铺作业一次性完成。
沥青路面接缝包括两个方面,分别为横向接缝(前进方向与路面垂直)、纵向接缝(前进方向与路面平行),如图1所示。
图1:横向接缝与纵向接缝
在铺筑对接缝位置的过程中,考量到接缝周边面层己压实冷却,可将一层热拌沥青混合料铺设于接缝周边路段上侧,以带动其再次预热软化,还可以在接缝的底侧及周围将粘层油涂抹,促进接缝填料和周边混合料有效粘结,达到整体效果。
在进行沥青路面碾压工序时,需完成3个阶段碾压(初压、复压及终压),碾压速度一般调节为2.0-2.8km/h范围内。初压普通沥青温度控制在120~145℃(改性沥青控制在140~160℃),复压普通沥青温度控制在105~115℃(改性沥青控制在130~150℃),终压普通沥青温度控制在不低于80℃(改性沥青控制在不低于120℃),其目的在于消除碾压过程中遗留的轮迹,同时增加沥青混凝土密实度,强化路面结构稳定性,碾压过程中,适度放缓碾压速度,尽可能不超出1.5-2.0km/h范围,实际碾压次数应结合道路施工情况进行判断。
以某市沥青路面施工为例,其为双向四车道,设计车速为每小时80km,全长为2000多米,由于该路段使用期间较长,加上车辆荷载作用,路面出现裂缝、车辙等多处病害。在对其进行施工改造时需确保摊铺低速、匀速,初压温度为155±5℃、复压温度为145±5℃、终压温度≥120℃。该工程的摊铺宽度为ll米,厚度为4厘米,拌合料产量为280t/h,在确保运输符合要求的基础上,核算项目摊铺施工速度为每分钟4米,此外在摊铺速度为4m/min时,设置5档夯锤夯击频率,3.5档熨平板振动频率。若摊铺厚度过小,则可采取低档位运行。
三、结论
综上所述,影响市政道路的沥青路面平整度的因素较多,且作用机理复杂,因此在实际施工的过程中,可结合基层、材料、摊铺、接缝及碾压等制定针对性的控制方案,确保路面施工质量,重点对道路破损、坑洼不平、严重网裂等病害路面进行维护及改善,进一步提高人们的出行舒适度。
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