陳巧華
(福建恒冠建設有限公司, 福建 永泰 350700)
道路是城市的重要基礎設施之一,隨著新材料、新技術和新工藝的不斷涌現(xiàn),我國瀝青路面在規(guī)模和技術都有了長足的進步,道路建設水平也有了很大的提高。但由于我國道路現(xiàn)場管理水平不高,容易忽視對瀝青路面施工過程中平整度的控制,可能會造成路面不同程度的區(qū)域不均勻,影響著路面的使用性能和安全性能。并且盲目的控制建造成本,使得資源配置無法滿足施工要求,導致瀝青面層的厚度和均勻度得不到保證,最終對成型路面的平整度造成損害,還會帶來額外的經濟成本和不良的社會影響。因此必須加強瀝青路面平整度的施工控制,以提升瀝青路面的使用壽命。
(1)路基不均勻沉降:路堤地基處理不當、路堤填料控制不恰當?shù)纫蛩厥窃斐蛇@一問題的主要因素,既影響了駕駛的舒適度與安全性,又容易引發(fā)跳車等問題。
(2)基層不平整:基層攤鋪作業(yè)質量的高低,關系著路面的使用壽命,因此機械的選擇至關重要,不合理的機械施工會造成基層頂面不平整。
此外基層混合料的材料選擇、配合比設計、基層接縫處理,也在一定程度上影響著瀝青路面基層的平整度,進而影響瀝青面層的平整度。
瀝青混合料對路面的結構和成型路面的最終平整度有著重要的影響作用,直接決定了瀝青路面的平整度等級,因此瀝青混合料的質量是控制瀝青路面平整度的首要環(huán)節(jié)。瀝青混合料質量的影響因素主要有:集料的規(guī)格,入斗的初始級配應達到要求;瀝青混合料配合比,不恰當?shù)呐浔热菀讓е侣访娉霈F(xiàn)擁包、松散、車轍等不利于平整度的直觀現(xiàn)象;。
拌合質量也是影響平整度的重要因素,如果拌合設備參數(shù)設置不當、拌合溫度和拌合時間選取不當、拌合能力不足,都會影響拌合質量,進而對路面平整度造成不利的影響。此外拌和設備生產能力不足造成停機待料時,瀝青混合料容易發(fā)生溫度離析,也會降低成型路面的平整度[1]。
(1)攤鋪機械的選擇。攤鋪機自身的性能參數(shù)對瀝青路面的平整度有顯著影響,其主要裝置有熨平板、螺旋攤鋪器、刮板輸送器和振搗器等。當熨平板的寬度與攤鋪機本身的寬度不對稱時,容易造成攤鋪機走偏,熨平板的初始工作角設置不合理,熨平板前后拱度差選擇不合理,振搗器和夯實器的頻率設置過高等問題都會影響路面平整度,或導致成型路面的平整度降低。
(2)攤鋪工藝。常見的問題有:攤鋪基準線控制不當,攤鋪速度不當和攤鋪操作不當。其中基準線控制不當?shù)脑蛴兴疁庶c沉降或移動導致抄平誤差;施工放樣的精度不足,導致基準誤差;所架設鋼絲的張拉力不當引起的基準誤差;水準點設置不合理,導致基準控制不好等。攤鋪操作不當?shù)脑蛴校鹤鳂I(yè)正式開展前,未做好熨平板預熱工作;對運料車操控不當;攤鋪機中途停機待料或者攤鋪寬度設置過大等。
碾壓機械和碾壓工藝的優(yōu)劣直接關系著成型路面的平整度,具體影響主要有以下幾個方面:
(1)機械型號的不合理選擇,容易在施工過程中產生 “跳動”夯擊問題,不利于施工的順利進行。同時機械碾壓速度不均勻,也容易造成路面推擁,因此要合理確定碾壓速度。
(2)碾壓過程中,如果未能對壓路機的鋼輪位置進行灑水,碾壓過程中容易形成粘附料,造成路面不平整;或未進行霧狀噴水裝置灑水,則水分較多的位置容易粘粘混合料,造成路面平整度下降。
通過以上對影響因素的分析可以看出,松鋪層的平整度、下承面的平整度、路面材料的壓縮比以及攤鋪和碾壓等四個基本方面,容易在施工過程中產生附加不平整。因此為了保障瀝青路面平整度,在施工過程中應注意以下幾個方面。
首先是加強路基填筑施工控制。一方面要做好填筑前的清理工作,對于路基施工范圍內的各類垃圾、植物根系、腐殖土等應予以清理。清理完成后在進行全面碾壓,以保證地基的密實度。另一方面要選擇優(yōu)質的路基填料,如粗砂質粉土、重粉質土黏土等都是優(yōu)質的路基填料,應予以優(yōu)先考慮。此外如果施工場地遇到軟土地基,需采用置換填土、加固土樁、預設土工布或土工格柵等進行處理。
其次是完善排水設施。正常施工過程中,應保證路基干燥、穩(wěn)定和堅固,通??刹捎迷O置邊溝、排水溝、截水溝等措施進行處理。如對于威脅路基穩(wěn)定的地面水流,應建立管道、溝渠等完整的排水體系。
最后是橋頭路基處理。如何解決橋梁伸縮縫處的跳車問題,是瀝青道路常見的難題。具體來說,為消除橋臺和臺背的沉降差異引起的變形,可利用石灰土強力夯實法進行加固處理;為減少跳車危害,在跳車明顯的部位可采用鋼筋混凝土搭板來順接兩端;臺背填土應確保與路基填土同時施工,并且 要控制臺背的填土厚度。
2.2.1 基層施工控制
基層整平是保證瀝青路面平整度的基礎,因此在基層施工過程中,應注意以下幾點:
(1)在思想上要重視基層整,在工程實踐中,要保證基層混合料的級配符合要求且穩(wěn)定,尤其是水泥劑含量和含水量。同時還要選用直尺或水準儀對基層整平進行跟蹤檢測,對于路段平整度大于8mm 以上的應整平處理。
(2)當半剛性基層混合料為水泥穩(wěn)定類混合料時,由于其對攤鋪機的要求較高,因此應采用全自動找平體系的攤鋪機,以避免離析問題的出現(xiàn)。如果場地條件不允許,只能采用非自動找平攤鋪機時,應保證攤鋪機的功率和夯實功能。
(3)如果攤鋪寬度大于12m 時,應選用兩臺參數(shù)一致的攤鋪機進行整幅作業(yè),兩臺的間距最好設置為10-15m,呈階梯狀同時進行,如圖1 所示。
圖1 攤鋪機同時作業(yè)
(4)嚴格控制基層混合料的集料粒徑及混合料含水量,以提高基層平整度。首先應適當控制集料的最大粒徑,粒徑過大不僅容易導致混合料離析,還會增加設備損耗。其次要嚴格控制各類添加劑的用量和總體含水量,以保證混合料的強度,否則容易出現(xiàn)混合料碾壓不易成型的問題[3]。
(5)攤鋪機械之間應相互協(xié)調,攤鋪速度應根據(jù)上料能力、攤鋪寬度和厚度等進行確定,一般來說,應控制在1~1.5m/min,并且駕駛人員應具備熟練地操作技能。
2.2.2 完善施工工藝
當基層設計厚度較大時,此時的攤鋪作業(yè)應分兩層進行,并且要合理控制攤鋪寬度和攤鋪厚度的精準度。道路兩側設置的基準線,需要保障足夠的張拉力,一般來說,應保證兩個支撐樁的間距小于10m,彎道處的間距小于5m。由于瀝青作業(yè)受季節(jié)性影響較大,因此要綜合考慮不同季節(jié)下瀝青的冷卻時間、機械的施工效率等因素。
瀝青混合料主要包含了粗骨料、細集料和礦粉,各成分的性能都不一樣,因此重視原材料的質量檢測和試驗,保障原材料質量,是控制路面平整度的有效手段。概括來說,材料準備階段應注意兩個方面:
一方面是瀝青標號,應嚴格按照公路相關技術規(guī)范對原材料進行篩選,不得在沒有試驗論證的前提下,盲目采用石油瀝青或乳化煤瀝青。
另一方面瀝青混合料的配合比,實踐證明,混合料配比的合理性和科學性在很大程度上影響著路面平整度,因此應優(yōu)化配合比設計,如先采用水洗法進行配比設計,在采用馬歇爾試驗確定瀝青用量,最后采用試拌試驗確定配合比。此外還要科學選用粗、細集料,保障粗集料無雜質,無風化、顆粒均勻;細集料具備良好的粘結能力[4]。
首先是拌合溫度,可依據(jù)設計瀝青的黏度、和易性或依據(jù)實踐經驗來確定控制溫度,目前工程實踐中,多采用實踐經驗法。
其次是拌合時間,一般情況下應通過試拌試鋪來確定合理的拌和時間,在保障混合料充分拌和的基礎上,從工程成本和生產效率出發(fā)對總體拌和時間加以嚴格控制。
最后是拌合工藝,目前多采用間歇式拌合設備進行拌和,如圖2 所示。拌和原理為:在烘干筒內對冷料進行除塵和加熱,然后通過提升機提升至設備頂端,經過篩網(wǎng)進行過濾,最后各種礦料經過測算引入拌合缸與瀝青、礦粉等進行攪拌。拌和過程中需要注意,要邊拌合邊檢查,避免集料顆粒與瀝青不粘結。還要隨時檢查篩分板,避免不符合粒徑要求的顆粒進入。對于含水量大于7%的骨料一律不予使用。
圖2 間歇式瀝青混合料拌合設備
瀝青混合料必須緩慢、均勻、連續(xù)不間斷地攤鋪。對于路面狹窄部分,應采用人工攤鋪。但應注意瀝青混合料要卸在鐵板上,攤鋪時應扣鍬攤鋪,不行揚鍬遠甩。并且要邊攤鋪邊刮平,刮平時應輕重一致,往返刮2~3 次達到平整即可,不得反復撒料、反復刮平引起粗細集料離析。
碾壓時,應針對壓路機的規(guī)格、數(shù)量與行進速度進行綜合考慮,首先應進行初壓,也即是穩(wěn)壓階段;其次在進行復壓,也即是關鍵壓實階段;最后是終壓,也是消除輪胎痕跡,提高路面平整度的最后一步。
瀝青路面平整度決定了道路工程的服務性能和使用品質。瀝青路面的施工,涉及到路面材料的組成和性質、施工機械的性能和使用、施工工藝與施工技術等諸多方面。本文通過研究認為,應針對瀝青路面平整度的影響因素,從路基填料、原材料選用、配合比優(yōu)化等多個方面進行施工控制,才能有效的保障路面平整度,為道路服務功能和使用壽命的提升提供保障。