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【摘 要】对造成城市沥青混凝土路面不平整的主要原因进行详细的分析并制定相对应的控制措施,供同行参考借鉴。
【关键词】城市道路;沥青混凝土路面;平整度;原因分析;控制措施
近年来,随着我国城市建设的发展,沥青混凝土路面越来越多地被应用到城市道路建设中。随着沥青混凝土路面在城市道路中的普及,路面平整度的改善和提高一直作为沥青路面施工中的一项关键技术而受到关注和重视。影响沥青混凝土路面平整度的因素很多,笔者根据沥青混凝土路面施工实践,对平整度影响因素作一简要分析并提出相应控制措施。
1 城市道路沥青混凝土路面不平整的原因分析
在城市道路沥青混凝土路面施工中,影响路面平整度的主要因素有:管线回填、检查井、摊铺、材料、碾压、接缝、基层施工等方面。具体分述如下:
1.1 管线回填对路面平整度的影响
1.1.1 管线施工不规范。原因是沟槽开挖底部不平,宽度较窄,管线间也无空隙,造成底面局部悬空,最终导致路面下沉。
1.1.2 养生期不足。个别管线由于工期紧,回填砼后的养生期不足,造成砼破坏,路面下沉;砼表面与两侧未抹平,影响沥青路面摊铺的平整度。
1.1.3 各施工单位回填标准不一造成纵向管线下沉。主要是各专业管线回填标准与道路标准相差较大造成压实不足、与两侧搭接不好。
1.2 检查井对路面平整度的影响
1.2.1 在改扩建工程中,旧井盖中心凸起,与井圈有高差。
1.2.2 摊铺面层前,由于井圈下砂浆养生期不足、不饱满、砂浆过厚,以至井圈下沉,井周开裂造成路面不平整。
1.2.3 高程控制不利,检查井与路面高程超差,造成路面不平整。
1.3 摊铺对路面平整度的影响
人工摊铺,由于摊铺时用铁锹抛撒,或运输卸料时的冲击力将抛撒和卸料的核心部分砸实,或人、车在虚铺混合料上乱踩乱轧,致使整体虚实不一致。碾压、开放交通后,虚处低,实处高,平整度差。
机械摊铺,摊铺机调平装置性能不稳定,忽高忽低;摊铺不连续,频繁停车,起步猛烈;运料车倒车时撞击摊铺机,倒料时料斗倾卸不均匀,或卸料中制动;熨平板工作不正常;散落在下层的沥青混凝土散料未及时清除,都会造成路面不平整甚至波浪。
1.4 材料对路面平整度的影响
1.4.1 温度。在拌和过程中,温度过高则可能会造成沥青老化,不能保证摊铺质量。
1.4.2 沥青含量。沥青含量偏高,路面易泛油、推移,产生“拥包”;沥青含量偏低,容易出现花白料、集料之间黏结力差;路面容易出现松散现象,甚至坑凹影响行车安全和舒适性。
1.5 碾压对路面平整度的影响
碾压对平整度也有较大影响。影响的关键因素有碾压设备组合是否合理,碾压温度的控制,操作规范性及有无专人指挥。具体表现在:
1.5.1 温度。温度过高碾压会造成推移和开裂;温度过低,造成碾压不密实。
1.5.2 压路机频率。低频率、高振幅压路机会出现“跳动”夯击现象影响平整度。
1.5.3 碾压速度。不匀速前进,急刹车、突然起动以及在未冷却的路面上停车等都会影响路面平整度。
1.5.4 碾压方法。碾压时驱动轮未面向摊铺机,不注意错轮碾压,也会影响平整度。
1.5.5 人为因素。质量控制人员对初压完成的段落,检查控制不利,未及时对有严重缺陷的地段修整。
1.6 接缝对路面平整度影响
接缝对平整度也有较大影响:
1.6.1 未刨除端部层厚不足的或不平整的部分,造成接缝处不平。
1.6.2 接缝处不紧密,产生明显的接缝离析。
1.6.3 碾压不合理造成接缝处不平顺。
1.6.4 摊铺虚厚控制不利,造成压实不平顺。
1.7 基层施工对路面平整度影响
沥青混凝土路面的平整度,并不完全由最后一道面层确定,而是与底层平整度密切相关。高低不平,而虚铺厚度有厚有薄,碾压后,特别是开放交通后,面层薄的地方沉降少,就较高,面层厚的地方沉降多,就较低,导致面层不平整。因此,控制底层(包括路基、底基层、基层以及多层面层中的下层)的平整度对保证沥青混凝土路面的平整度至关重要。
2 提高路面平整度的措施
2.1 管线回填的控制措施
2.1.1 纵向管线:控制回填层厚,采用小型压实机械,虚厚不得大于20cm,在确保管线安全前提下,为尽早采用压路机创造条件;保证含水量在最佳范围内夯实,对超出范围时,可采用晾晒、呛灰、换料等方法处理。对纵、横的搭接采用台阶法,各专业管线的回填,填到管线以上50cm后,由土建施工单位按道路标准填筑到路床标高,同时做好管线与土建单位的交接验收工作。
2.1.2 横穿管线:路床以下的管线,管顶至路床≤60cm时,采用二灰沙砾掺5%水泥回填;150cm≥管顶至路床>60cm时,采用9%灰土回填;管顶至路床>150cm时,管顶50cm范围以下全部采用9%灰土回填,50cm以上回填素土采用压路机碾压。路床以上的管线,大部分为钢管,采用砼回填,确保槽底平整密实,砼用振捣器捣实,与基层顶面抹平表面粗糙,采用无纺布覆盖洒水养生7天以上,同条件试块达到100%后,方可摊铺沥青砼。
2.2 检查井的控制措施
2.2.1 路床以下井周采用灰土回填密实,路床以上井周采用砼回填捣实。
2.2.2 摊铺沥青砼前,井圈下砂浆厚度不超过1cm,超过1cm时采用豆石砼,必须确保井圈下密实。
2.2.3 井盖的高程控制,采用双十字线和水准仪相结合的方法控制。
2.2.4 对改扩建工程中的旧检查井,统一更换为“五防井盖”,其控制好井盖的采购质量。
2.3 摊铺方面的控制措施
2.3.1 根据路面设计要求,选择性能优良,结构参数稳定,找平装置自动化程度高,与拌和机能力匹配的摊铺机。
2.3.2 摊铺所需要的路面高程应事先设定。设立道牙的要在道牙上弹出路面各层的墨线,未设道牙的要在路面底层上给出各层高程,同时高程线必须连续,不得有断线,路面边缘高程一般不应以缘石、平石顶为依据,应走平衡梁或钢丝绳。
2.3.3 混合料的供应必须连续,摊铺过程不能停机,中间休息和用餐,要具备足够人员轮换。
2.3.4 摊铺机的行进速度要均匀,要控制在每分种2-6m,保持摊铺速度不变(根据拌和机、运输车辆供料情况,以不停机为原则)。
2.3.5 运料车不得冲撞摊铺机和卸料过猛,也不得在卸料中制动而加大摊铺机运行阻力。否则会引起摊铺机速度变化,形成波浪、搓板等现象。要求运料车与摊铺机推动轮轻柔接触,运料车卸料时料斗均匀起升。卸料过程挂空挡,靠摊铺机平稳推进。
2.3.6 熨平板振动频率要调整适当。频率过小,预压实度达不到要求,碾压滑移严重;振动频率过大,易引起熨平板共振。此外,熨平板要充分预热后才能开始工作,但温度不能过高,以免造成熨平板变形或沥青焦化。摊铺机的起步与熨平板的起振应同步,以保证沥青混凝土料在一开始经小振幅动,均匀分布,使铺层达到较为均匀的密度。若起步、震动两个动作不同步,会导致面层料局部密度不一致,降低平整度。
2.3.7 运料车卸料时或其他原因洒落在地上的散料应及时清理,避免两侧履带因洒落影响接地标高与横坡不一致时产生波浪,影响平整度。
2.4 材料方面的控制措施
2.4.1 沥青路面使用的各种材料必须取样试验,合格后方可使用。
2.4.2 除长期不使用的沥青可放在自然温度下存储外,沥青在储罐中的贮存温度不宜低于130℃,并不得高于170℃[1]。
2.4.3 沥青砼的配合比设计按照目标配合比设计阶段→生产配合比设计阶段→生产配合比验证分阶段。
2.4.4 沥青砼拌和以沥青均匀裹覆集料为度,每盘生产周期不宜少于45S,(其中干拌时间不少于5S~10S),改性沥青的拌和时间应适当延长。
2.4.5 拌和随时检查沥青泵、管道、计量器是否堵塞,确保沥青用量的计量准确度。
2.5 碾压的控制措施
沥青砼碾压通常分为三个阶段,即初压、复压和终压。
2.5.1 初压,第一阶段初压应在较高温度下进行,以不产生推移、裂纹为原则。初压温度应根据沥青稠度、压路机类型,摊铺初始密度等因素通过试铺确定。
2.5.2 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100~110℃,通常用双轮振动压路机或重型静力双轮压路机和16T以上的轮胎压路机同时先后进行碾压。
2.5.3 终压,第三分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,沥青砼也需要有较高的温度。终压常使用静力双轮压路机并紧跟在复压后进行。终压结束对的温度不应低于70℃。
2.5.4 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;先静压后振动碾压;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。
2.6 接缝处理方面的控制措施
接缝处理不当会影响路面的平整度,接缝处结合强度不够会产生松散或裂纹。接缝分纵缝和横缝两种:纵向接缝处理采用热接缝,用两台摊铺机或多台成梯队联合作业,进行摊铺。以热接缝形式在最后作跨接碾压,消除缝迹;横缝以平接缝为佳。横接缝必须由专业工人进行处理,从接缝处起继续摊铺前,应先用3m直尺检查端部平整度,不符合要求时,应予清除。
2.7 基层施工的控制措施
2.7.1 对于城市道路,均采用集中厂拌和摊铺施工方法,以确保标高、横坡、强度、平整度达到设计要求。当采用摊铺机进行基层施工时,为了消除中间高两侧低的现象,可适当调整摊铺机两侧的横向斜杆,使熨平板呈中间低两头翘状态。
2.7.2 做好基层的养生,应始终保持表面潮湿,可采用无纺布苫盖洒水保湿,也可用沥青乳液进行养生。同时应严格控制行车,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 结论
通过上述分析,可以得到以下结论:城市沥青砼路面平整度影响因素很多,关系到管线、检查井、摊铺、材料、碾压、接缝、基层施工、交通等方面。只有充分分析、认真实践,制定相应可行的控制措施,精心组织,科学管理,城市道路沥青混凝土路面平整度才能得到有效的控制与提高。
参与文献:
[1]JTG F40~2004公路沥青路面施工技术规范.北京.人民交通出版社.2004
[2]JTJ 034~2000公路路面基层施工技术规范.北京.人民交通出版社.2000
[3]李杰.《沥青路面平整度的影响因素》
【关键词】城市道路;沥青混凝土路面;平整度;原因分析;控制措施
近年来,随着我国城市建设的发展,沥青混凝土路面越来越多地被应用到城市道路建设中。随着沥青混凝土路面在城市道路中的普及,路面平整度的改善和提高一直作为沥青路面施工中的一项关键技术而受到关注和重视。影响沥青混凝土路面平整度的因素很多,笔者根据沥青混凝土路面施工实践,对平整度影响因素作一简要分析并提出相应控制措施。
1 城市道路沥青混凝土路面不平整的原因分析
在城市道路沥青混凝土路面施工中,影响路面平整度的主要因素有:管线回填、检查井、摊铺、材料、碾压、接缝、基层施工等方面。具体分述如下:
1.1 管线回填对路面平整度的影响
1.1.1 管线施工不规范。原因是沟槽开挖底部不平,宽度较窄,管线间也无空隙,造成底面局部悬空,最终导致路面下沉。
1.1.2 养生期不足。个别管线由于工期紧,回填砼后的养生期不足,造成砼破坏,路面下沉;砼表面与两侧未抹平,影响沥青路面摊铺的平整度。
1.1.3 各施工单位回填标准不一造成纵向管线下沉。主要是各专业管线回填标准与道路标准相差较大造成压实不足、与两侧搭接不好。
1.2 检查井对路面平整度的影响
1.2.1 在改扩建工程中,旧井盖中心凸起,与井圈有高差。
1.2.2 摊铺面层前,由于井圈下砂浆养生期不足、不饱满、砂浆过厚,以至井圈下沉,井周开裂造成路面不平整。
1.2.3 高程控制不利,检查井与路面高程超差,造成路面不平整。
1.3 摊铺对路面平整度的影响
人工摊铺,由于摊铺时用铁锹抛撒,或运输卸料时的冲击力将抛撒和卸料的核心部分砸实,或人、车在虚铺混合料上乱踩乱轧,致使整体虚实不一致。碾压、开放交通后,虚处低,实处高,平整度差。
机械摊铺,摊铺机调平装置性能不稳定,忽高忽低;摊铺不连续,频繁停车,起步猛烈;运料车倒车时撞击摊铺机,倒料时料斗倾卸不均匀,或卸料中制动;熨平板工作不正常;散落在下层的沥青混凝土散料未及时清除,都会造成路面不平整甚至波浪。
1.4 材料对路面平整度的影响
1.4.1 温度。在拌和过程中,温度过高则可能会造成沥青老化,不能保证摊铺质量。
1.4.2 沥青含量。沥青含量偏高,路面易泛油、推移,产生“拥包”;沥青含量偏低,容易出现花白料、集料之间黏结力差;路面容易出现松散现象,甚至坑凹影响行车安全和舒适性。
1.5 碾压对路面平整度的影响
碾压对平整度也有较大影响。影响的关键因素有碾压设备组合是否合理,碾压温度的控制,操作规范性及有无专人指挥。具体表现在:
1.5.1 温度。温度过高碾压会造成推移和开裂;温度过低,造成碾压不密实。
1.5.2 压路机频率。低频率、高振幅压路机会出现“跳动”夯击现象影响平整度。
1.5.3 碾压速度。不匀速前进,急刹车、突然起动以及在未冷却的路面上停车等都会影响路面平整度。
1.5.4 碾压方法。碾压时驱动轮未面向摊铺机,不注意错轮碾压,也会影响平整度。
1.5.5 人为因素。质量控制人员对初压完成的段落,检查控制不利,未及时对有严重缺陷的地段修整。
1.6 接缝对路面平整度影响
接缝对平整度也有较大影响:
1.6.1 未刨除端部层厚不足的或不平整的部分,造成接缝处不平。
1.6.2 接缝处不紧密,产生明显的接缝离析。
1.6.3 碾压不合理造成接缝处不平顺。
1.6.4 摊铺虚厚控制不利,造成压实不平顺。
1.7 基层施工对路面平整度影响
沥青混凝土路面的平整度,并不完全由最后一道面层确定,而是与底层平整度密切相关。高低不平,而虚铺厚度有厚有薄,碾压后,特别是开放交通后,面层薄的地方沉降少,就较高,面层厚的地方沉降多,就较低,导致面层不平整。因此,控制底层(包括路基、底基层、基层以及多层面层中的下层)的平整度对保证沥青混凝土路面的平整度至关重要。
2 提高路面平整度的措施
2.1 管线回填的控制措施
2.1.1 纵向管线:控制回填层厚,采用小型压实机械,虚厚不得大于20cm,在确保管线安全前提下,为尽早采用压路机创造条件;保证含水量在最佳范围内夯实,对超出范围时,可采用晾晒、呛灰、换料等方法处理。对纵、横的搭接采用台阶法,各专业管线的回填,填到管线以上50cm后,由土建施工单位按道路标准填筑到路床标高,同时做好管线与土建单位的交接验收工作。
2.1.2 横穿管线:路床以下的管线,管顶至路床≤60cm时,采用二灰沙砾掺5%水泥回填;150cm≥管顶至路床>60cm时,采用9%灰土回填;管顶至路床>150cm时,管顶50cm范围以下全部采用9%灰土回填,50cm以上回填素土采用压路机碾压。路床以上的管线,大部分为钢管,采用砼回填,确保槽底平整密实,砼用振捣器捣实,与基层顶面抹平表面粗糙,采用无纺布覆盖洒水养生7天以上,同条件试块达到100%后,方可摊铺沥青砼。
2.2 检查井的控制措施
2.2.1 路床以下井周采用灰土回填密实,路床以上井周采用砼回填捣实。
2.2.2 摊铺沥青砼前,井圈下砂浆厚度不超过1cm,超过1cm时采用豆石砼,必须确保井圈下密实。
2.2.3 井盖的高程控制,采用双十字线和水准仪相结合的方法控制。
2.2.4 对改扩建工程中的旧检查井,统一更换为“五防井盖”,其控制好井盖的采购质量。
2.3 摊铺方面的控制措施
2.3.1 根据路面设计要求,选择性能优良,结构参数稳定,找平装置自动化程度高,与拌和机能力匹配的摊铺机。
2.3.2 摊铺所需要的路面高程应事先设定。设立道牙的要在道牙上弹出路面各层的墨线,未设道牙的要在路面底层上给出各层高程,同时高程线必须连续,不得有断线,路面边缘高程一般不应以缘石、平石顶为依据,应走平衡梁或钢丝绳。
2.3.3 混合料的供应必须连续,摊铺过程不能停机,中间休息和用餐,要具备足够人员轮换。
2.3.4 摊铺机的行进速度要均匀,要控制在每分种2-6m,保持摊铺速度不变(根据拌和机、运输车辆供料情况,以不停机为原则)。
2.3.5 运料车不得冲撞摊铺机和卸料过猛,也不得在卸料中制动而加大摊铺机运行阻力。否则会引起摊铺机速度变化,形成波浪、搓板等现象。要求运料车与摊铺机推动轮轻柔接触,运料车卸料时料斗均匀起升。卸料过程挂空挡,靠摊铺机平稳推进。
2.3.6 熨平板振动频率要调整适当。频率过小,预压实度达不到要求,碾压滑移严重;振动频率过大,易引起熨平板共振。此外,熨平板要充分预热后才能开始工作,但温度不能过高,以免造成熨平板变形或沥青焦化。摊铺机的起步与熨平板的起振应同步,以保证沥青混凝土料在一开始经小振幅动,均匀分布,使铺层达到较为均匀的密度。若起步、震动两个动作不同步,会导致面层料局部密度不一致,降低平整度。
2.3.7 运料车卸料时或其他原因洒落在地上的散料应及时清理,避免两侧履带因洒落影响接地标高与横坡不一致时产生波浪,影响平整度。
2.4 材料方面的控制措施
2.4.1 沥青路面使用的各种材料必须取样试验,合格后方可使用。
2.4.2 除长期不使用的沥青可放在自然温度下存储外,沥青在储罐中的贮存温度不宜低于130℃,并不得高于170℃[1]。
2.4.3 沥青砼的配合比设计按照目标配合比设计阶段→生产配合比设计阶段→生产配合比验证分阶段。
2.4.4 沥青砼拌和以沥青均匀裹覆集料为度,每盘生产周期不宜少于45S,(其中干拌时间不少于5S~10S),改性沥青的拌和时间应适当延长。
2.4.5 拌和随时检查沥青泵、管道、计量器是否堵塞,确保沥青用量的计量准确度。
2.5 碾压的控制措施
沥青砼碾压通常分为三个阶段,即初压、复压和终压。
2.5.1 初压,第一阶段初压应在较高温度下进行,以不产生推移、裂纹为原则。初压温度应根据沥青稠度、压路机类型,摊铺初始密度等因素通过试铺确定。
2.5.2 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100~110℃,通常用双轮振动压路机或重型静力双轮压路机和16T以上的轮胎压路机同时先后进行碾压。
2.5.3 终压,第三分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,沥青砼也需要有较高的温度。终压常使用静力双轮压路机并紧跟在复压后进行。终压结束对的温度不应低于70℃。
2.5.4 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;先静压后振动碾压;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。
2.6 接缝处理方面的控制措施
接缝处理不当会影响路面的平整度,接缝处结合强度不够会产生松散或裂纹。接缝分纵缝和横缝两种:纵向接缝处理采用热接缝,用两台摊铺机或多台成梯队联合作业,进行摊铺。以热接缝形式在最后作跨接碾压,消除缝迹;横缝以平接缝为佳。横接缝必须由专业工人进行处理,从接缝处起继续摊铺前,应先用3m直尺检查端部平整度,不符合要求时,应予清除。
2.7 基层施工的控制措施
2.7.1 对于城市道路,均采用集中厂拌和摊铺施工方法,以确保标高、横坡、强度、平整度达到设计要求。当采用摊铺机进行基层施工时,为了消除中间高两侧低的现象,可适当调整摊铺机两侧的横向斜杆,使熨平板呈中间低两头翘状态。
2.7.2 做好基层的养生,应始终保持表面潮湿,可采用无纺布苫盖洒水保湿,也可用沥青乳液进行养生。同时应严格控制行车,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 结论
通过上述分析,可以得到以下结论:城市沥青砼路面平整度影响因素很多,关系到管线、检查井、摊铺、材料、碾压、接缝、基层施工、交通等方面。只有充分分析、认真实践,制定相应可行的控制措施,精心组织,科学管理,城市道路沥青混凝土路面平整度才能得到有效的控制与提高。
参与文献:
[1]JTG F40~2004公路沥青路面施工技术规范.北京.人民交通出版社.2004
[2]JTJ 034~2000公路路面基层施工技术规范.北京.人民交通出版社.2000
[3]李杰.《沥青路面平整度的影响因素》