高速公路沥青路面平整度原因分析和控制措施

2022-09-19

1 平整度的影响因素

1.1 平整度的概念、特点

平整度是指以规定的标准量规间断地或连续地量测路表面的凹凸情况,即不平整度的指标。路面的不平整分纵向和横向2类,纵向表现为坑槽和波浪,横向表现为车辙和隆起。路面平整度主要有两大特点:一是积累性,即沥青路面的平整度是路基平整度和各结构层平整度效果的综合反映;二是难弥补性,即施工完成后,路面平整度很难再得以改善弥补。

1.2 主要因素

(1)路基不均匀沉降、桥涵两端及伸缩缝的跳车影响路基是路面的基础,如果路基填料控制不好,压实度达不到设计要求,路基排水设施不完善,极易造成路基的不均匀沉陷,从而会引起路面的不平整。桥梁、涵洞两端的路基病害,是一个比较普遍的现象,也是最常见的公路病害之一。造成不均匀沉降的主要原因有:(1)桥梁、涵洞的台背填土,由于压实机械的作业面狭小压实不到位,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,极易产生跳车现象,从而影响平整度。(2)基层平整度对面层平整度的影响道路的路面结构是一个层状的结构体系,一般由面层、基层、底基层和垫层构成,各结构层的平整度对于沥青路面整体平整度起着决定性的作用。在施工中流行着“土基不平,基层找补,基层不平,面层找补”的思想,这是十分错误的、有害的。面层几乎不可能调整基层的平整度,而基层的不平整则直接反映到面层上。(3)沥青混合料的影响沥青混合料的拌和和沥青混合料的质量直接影响面层的质量,其中对平整度影响最大的是混合料的不稳定性和波动性。级配的变化、温度的变异会导致虚铺厚度和空隙率的变化,从而影响到摊铺的平整度。(4)摊铺作业的影响混合料的摊铺对平整度起着决定性的作用。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、机械猛烈起步或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。(5)碾压作业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。压路机型号如果采用低频率、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。碾压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粘结沥青细料,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。压路机碾压速度不均匀、急刹车或突然起动、随意停置或掉头转向、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。(6)接缝的影响接缝包括纵向接缝和横向接缝(工作缝)两种,接缝处理不好常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。

2 沥青路面平整度的控制措施

2.1 基层的控制

基层顶面的平整度对沥青砼面层的平整度影响是举足轻重的。在高速公路工程中,按新规范标准提出混合料集中厂拌、摊铺机铺筑的高要求,保证混合料铺筑均匀、表面平整,高程、纵横坡、厚度等指标满足设计要求。对设计厚度超过30cm者分二层铺筑,摊铺宽度控制在6m~8m时平整度效果较好。为提高基层平整度及方便摊铺机铺筑,混合料集料最大粒径宜适当减小。基层混合料施工含水量的控制亦十分重要,含水量过小影响结构的板体形成,含水量过大碾压成型困难,且易形成路面大波浪,致使基层平整度降低,甚至导致结构层收缩开裂。

2.2 摊铺机施工控制

在施工中采用底面层“走钢丝”,中、上面层“走雪撬”的基准控制方法,可以取得较好的效果。底面层施工前,先要张拉好用于承托仪表传感器的基准线(2mm~3mm钢丝绳),然后设好各桩(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。摊铺前,如果摊铺机的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℃。另外,摊铺前一定要认真检查熨平板的平直度,若有正拱或反拱现象,则必须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。

2.3 压路机施工控制

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。碾压沥青砼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1.5km/h~2km/h;复压紧接在初压之后进行,采用重型轮胎压路机,碾压4~5遍,速度为3.5km/h~4.5km/h;终压采用双钢轮压路机,碾压2遍,速度为2.5km/h~3.5km/h。碾压时应注意碾压路线和方向不得突然改变,以免混合料产生推移或发裂。

2.4 其它控制因素

(1)沥青砼路面施工缝处理的好坏对平整度有一定的影响,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。(2)施工中不论何种原因,只要是混合料中混杂有少量的枯料、花料,摊铺到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。(3)平整度好的路面,必须与减少和消除桥头跳车相结合,才能解决好高速公路的行车舒适问题。在工程中,采取先填路堤后钻桩,采用工程性质良好的材料填筑桥头路堤,用手扶振动压路机处理边角以减少桥头路堤日后的沉降,可以收到很好的效果。