沥青路面平整度影响因素及施工控制要点

2022-09-10

路面平整度是公路路面的主要使用性能之一, 优良的平整度能保证车辆高速、舒适、安全地行驶, 并对路面的养护费用和使用寿命有显著影响。本文分析了影响沥青路面平整度的原因, 探讨了施工过程中对路面平整度的控制要点。

1 影响沥青路面平整度的原因分析

沥青路面平整度的影响因素主要体现在两个方面:内在因素和外在因素。

1.1 外在因素

(1) 环境因素。自然环境中, 路面直接受大气因素的影响, 包括水分、温度及冰冻与冻融对路面和路基的作用, 通过行车荷载的作用, 使路基出现不均匀沉陷、冻胀翻浆, 路面出现车辙、波浪等形式的破坏。特别是车辙造成了行车道路面变形, 影响了平整度及排水能力, 极大降低了路面的服务水平甚至威胁到行车安全。

(2) 交通量。近年来, 由于交通量的不断增长, 重车增多, 大型货车超载严重和渠化行车的作用, 给路面带来了明显的早期破坏, 严重的影响到路面的使用质量, 路面的平整度降低, 使用寿命骤减。

(3) 车速。车速对路面平整度的影响主要体现在载重车辆作用在沥青路面上的时间相对过长, 在路面温度较高的情况下, 使沥青面层混合料中的集料产生相对移动, 出现车辙, 使沥青路面平整度降低。

1.2 内在因素

内在因素主要有路面设计理论和方法、沥青路面结构层数及厚度、沥青混合料配合比设计、路面施工几大因素。本文主要分析施工因素的影响。

1.2.1 路基与基层的质量

路基是路面的基础, 由于路基填料不当或路基防护排水不完善等原因造成路基不均匀沉陷, 必然会起路面的不平整。基层的工艺水平差和管理不严会导致沥青路面的厚度有明显的差别, 甚至差6cm~7cm。竣工时虽然表面的平整度较好, 由于面层厚度不同, 在行车荷载反复作用下面层的压密形变也不同, 这就导致表面出现小的不平整。

1.2.2 施工机械

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。

压路机型号的选择。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。

1.2.3 面层摊铺材料质量

沥青混合料的配合比不合理。油石比较大, 已铺筑的路面会产生壅包和泛油;油石比较小, , 路面会出现松散;矿料的质量不好, 集料的压碎值和石料的抗压强度太差和细长扁平颗粒含量过高, 使路面混合料的稳定度降低, 容易出现路面的各种病害。

沥青混合料的拌合不均匀。当拌和设备出现意外情况, 刚开炉或料温低, 含水量大时, 会出现料温不均匀现象;当筛分系统出现问题时, 造成骨料级配发生较大变化;有时也会出现花白料, 使路面难以摊铺成型;温度过高造成沥青老化, 不能保证沥青混凝土摊铺质量;拌和能力过小, 出现停工待料状况, 使接头处温度降低, 出现温度差, 形成一个个坎;当运输设备不配套或司机技术较差时, 会撞击摊铺机, 使机身后移, 形成台阶。

1.2.4 沥青混合料的碾压

碾压温度。混合料温度过高时碾压, 易使混合料产生推移, 沥青层厚度不均;温度较低时, 碾压达不到规定压实度, 空隙率过大。

碾压速度。压路机碾压速度不均匀、急刹车和突然起动、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堆拥;在未冷却的路面上停机会出现压陷槽。

碾压路线。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, 会引起路面不平。

碾压次数。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。

1.2.5 桥梁涵洞两端及桥梁伸缩缝的跳车

桥梁、涵洞两端的路基病害, 是一个比较普遍的现象。

桥梁、涵洞的台背填土, 由于压实机械的作业面狭小而是压实不到位, 通车后, 引起路基的压缩沉降。台背填料与台身的刚度差别大, 造成沉降不均匀。在桥梁、涵洞与路基结合处, 常会产生细小收缩裂缝, 雨水渗入后, 使路基产生病害, 导致该处路基发生沉陷。我们施工全线桥多, 隧道多, 且一年四季雨水不断, 在桥涵处出现的路面不平整现象很多。

此外, 桥梁伸缩缝在选型和施工时考虑不周和处理不当也容易产生跳车现象。

2 沥青路面平整度施工过程控制

2.1 路基的填筑与压实

在路基施工时, 应对路基认真检查, 如有沉陷、裂缝等病害必须进行彻底处理。路基在填筑前, 首先应进行原地面处理, 路基填筑厚度一般以不小于30cm为宜, 予以分层压实, 并完善排水设施。路堤填料一般应采用砂砾及塑性指数和含水量符合规范的土, 不得使用淤泥、沼泽土、冻土、有机土、含草皮土、生活垃圾及含腐殖质的土。路基压实时, 要严格按现行《公路路基施工技术规范》要求进行。

路基填筑时, 应分层碾压并分层检查压实度, 并要求填土层压实度达到要求后方能允许填筑上一层填土, 只有分层控制填土的压实度, 才能保证全深度范围内的压实质量。检查压实度一般采刚灌砂法、环刀法、蜡封法等。环刀法适川于细粒土, 灌砂法适用于各类土。采用核子仪法时应先进行标定, 并与灌砂法作对比试验, 找出相关的压实度修正系数。尤其是当填土种类发生变化时, 必须重新标定, 方能保证压实度检测的准确可靠性。

2.2 基层平整度控制

在基层施工中, 主要以控制纵断高程为主, 一般采用摊铺机自动找平系统走钢丝绳的方法。认真抄平放线, 确保基层标高和基准线标高准确无误, 基层标高超过允许范围时, 高处必须铲平, 低处可用下面层补平。必须保证下面层的厚度, 即基层标高可适当降低一些, 严禁基层标高超标。

石灰、粉煤灰、碎石集料含水量应接近或略低于最佳含水量, 最大不得超过最佳含水量的2%, 防止碾压过程中集料发生推移, 并尽量使用大功率摊铺机进行摊铺 (防止石灰、粉煤灰、碎石离析) 。

2.3 沥青混合料的拌和

混合料的配合比设计应根据道路等级的要求, 经过目标配合比设计、生产配合比和生产配合比验证三个阶段调试后, 确定粗集料、细集料、矿粉和沥青材料相互配合的最佳组成比例, 使其既满足沥青面层设计要求, 又符合经济的原则, 配合比设计应以马歇尔试验为主, 并通过车辙试验对车辙能力进行辅助检验。

在拌和过程中, 通过检查振动筛, 调整冷料仓出料速度, 清除热仓料的超尺寸颗粒。严格控制沥青加热温度在160℃~170℃。根据矿料颗粒的明显变化, 采取相应的措施调整配合比。另外应根据沥青品种标号、粘度、气候条件和铺筑层的厚度来适当调整沥青矿料的加热温度和沥青混合料的出厂温度。

2.4 不间断摊铺

沥青拌和站的生产能力应与摊铺能力相匹配, 以保证摊铺机能连续、均匀、不间断作业。此时路面平整度就好。如供料不及时, 摊铺机待料时间过长, 混合料温度下降会引起局部不平整, 而且自动找平系统在每次启动后, 需行驶3m~8m后才能恢复正常, 因此切忌摊铺机经常停机。只有加强拌和站管理, 保证连续供料, 运用中途不停机加油, 操作手轮换休息等办法, 做到每天早晨开机, 晚上收工关机, 中途力争不停机, 以确保路面摊铺作业连续不间断。