高速公路沥青混凝土路面罩面工程平整度成因及对策

1高速公路沥青混凝土路面罩面工程平整度成因及对策张永祥摘要：高速公路罩面工程路面平整度的控制与新建工程有较大的不同，其平整度指标更难易控制，笔者通过近几年的高速公路罩面工程施工实践，分析影响高速公路罩面工程平整度的六个方面的因素，并提出了相应的对策，为公路养护技术人员提供参考。关键词：高速公路沥青路面罩面工程平整度成因对策平整度是评价高速公路施工质量的一个重要参数，平整度的好坏，直接是影响到汽车行驶速度、油料消耗、车辆磨损、行车舒适性和安全性，也是人们对高速公路养护质量最直接的外观评价。本文结合近几年罩面工程施工实践，针对影响高速公路沥青路面罩面工程平整度的原因进行分析，并提出相应的对策，采取有效措施，进而使高速公路养护工程的平整度达到理想的效果。一、原路面平整度对罩面平整度的影响成渝高速公路重庆段建成通车近十年了，路面由于路基在自身重力及行车荷载作用下而发生的路基沉降，其主要由路堤固结沉降和地基沉降两部分组成。由于地基的地质情况变化较大，回填土质与粒径本身的不均匀性及施工质量的差异，不可避免地会造成路基工后发生不均匀沉降，外加上原路面沥青混凝土面层，因行车轮胎碾压轮迹的差异和沥青混凝土本身质量的不均匀性，形成路面车辙和油面推移小沉陷，从而造成路面变形起伏平整度差。微小的不平在面层的施工中可以弥补，但平面度较差，必然会使罩面层的平整度受到影响。因为原路面沉降不均匀，路面横坡和纵坡误差较大，凹凸过多过大，会导至摊铺机两条履带在分别不规则的高低面上行驶，使摊铺机行走不平衡而影响摊铺平整度。此外，由于原路面度不平，即使罩面面层摊铺的很平整，也会因松铺厚度不平等，经碾压后出现表面不平整，由下式可知：△＝h(1-1/a)式中：△—罩面层不平度2h—原面层不平度a—松铺系数（一般情况为1.20）。当松铺系数a=1.20，原面层不平度为1cm时，罩面层的不平整△将达到1.7mm。如原面层不平度为3cm，则面层平面度将5.1mm,由此可见,原路面的平整度对沥青混凝土罩面层的平整度影响可谓举足轻重。高速公路路面必须抓好各层的施工平整度，越往上要求的标准越高，最终才有可能达到理想的平整度。以往“基层不平面层调，下层不平上层找”的老方式，对平整度要求很高的高速公路来说是根本行不通的。罩面工程原路面的平整度指标的好坏，直接影响到罩面工程的平整度，所以，在沥青路面罩面之前，必须对原路面的高程和平整度指标进行全面的质量检查，根据平整度验收标准确定原路面的表面平整度、高程和纵横坡误差值。如罩面工程三米直尺验收标准为7mm，则原路面高于标准10mm应用铣刨机铣刨铲平，对于低于标准25mm应用铣刨机铣刨搭接后，采用沥青混合料摊铺找平，为罩面工程沥青混合料摊铺提供较好的基准平面，尽可能减少因松铺厚度的不同，而影响路面平整度指标。二、摊铺基准对沥青混凝土的影,响目前，高速公路使用的摊铺机均有自动找平装置，施工中底面层采用“走钢丝”，中、上面层采用“走雪橇”的基准控制法，如果基准控制法不好，则摊铺机出来的沥青路面平整度差。影响摊铺基准正确性有如下几个方面：一是放样用的水准点可能产生不均匀沉降或扰动，由此引起的高程误差会对沥青路面的平整度产生较大影响；二是施工放样的精度，一般施工放样均匀为等外测量（闭合误差均控制在正负根号下的L），所使用的仪器精度不高，加之测量精度不够，使得钢丝的基准点产生误差；三是钢丝架设过程中产生的误差，放样后在架设钢丝过程中，由于钢丝的张力不够或张力不均匀，引起钢丝张拉不紧或张拉松紧不一样，以及桩距过大、施工放样放线过粗或不准，这些将引起钢丝产生竖向扰度或标高误差，使得摊铺出的路面在纵向方向出现波浪，影响沥青路面的平整度；四是在施工过程中由于辅助人员及行人不注意碰落钢丝或摊铺机行走过程中，传感器脱离钢丝等都会影响沥青混凝土路面的平整度。摊铺基准的误差可以采用如下措施：首先是对水准点进行认真的复核，并3让水准点测量水平高的人员进行测量；再者是桩距不要大于10m，宜采用8m较为理想，钢丝宜采用弹力钢丝，张拉器最好用计力张拉器，这样可以避免张拉力不足和不匀等现象，另外，在摊铺过程中派专人看管钢丝以及摊铺机的传感器，以免造成摊铺机的传感器脱离钢丝。三、热拌沥青混合料对沥青混凝土平整度的影响热拌沥青混合料的质量，也是影响沥青混凝土路面平整度的一个因素。而热拌沥青混合料的质量受以下几个因素的影响：一是由多家生产石料场家供货，生产条件差，生产设备不统一，造成石料规格参差不齐，尽管在级配过程中都进行了大量的选料工作，并且控制了最大料径、1/2~1/3、4.75mm、2.36mm、0.075mm五档规格料的通过量，但中间粒径的通过量出入较大，引起集料级配变化较大，从而使沥青混合料的压实系数产生很大的波动，影响沥青混凝土路面的平整度；二是热拌沥青混合料和温度的影响，为了保证摊铺机连续、匀速、不间断地摊铺，每台拌和楼的产量一定要和摊铺机相匹配，否则就得采用多台拌和楼联合供料，但在联合供料过程中，每台拌和楼的拌和温度不可能完全一致，再加上粒料规格的不一致，使得摊铺后局部的温度差异、碾压的温度和效果变化较大，影响到沥青混凝土路面平整度；三是热拌沥青混合料离析的影响，一般沥青拌和楼均带有储料仓，混合料通过运料斗进入储料仓再放入运输车辆，均会产生一定程度的粗细料离析，再加上传统习惯施工过程中每车料摊铺结束时，摊铺机接料斗两翼都将翻起，使得最后下来都是大料，摊铺后由于粗细料的相对集中，压路机在碾压过程中有明显的摇晃，导致压实系数不同，引起压实效果差，影向了平整度。对于热拌沥青混合料的质量对沥青混凝土路面的平整度的影响可以采取如下措施；首先，工程前对高速公路附近的石料厂做认真仔细的调查，进行充分的论证分析，确定几个(2-3)大的料场作为沥青面的石料厂，进行石料储备，并且对不同的料厂分别做级配试验。对不同的料场分别使用在不同的路段上，尽可能避免各个料场的石料混用，如果本地的石料厂多而且产量小，可以在预算内考虑建一个大的石料自采加工场来确保石料的质量,以此可以减少或避免因石料的规格不统一而造成的沥青路面平整度差的影响，确保了沥青路面石料的规格。其次，尽可能选择质量好，温度、级配和沥青含油量波动值小的拌和设备，拌和楼必须4与摊铺机的摊铺能力想匹配，不能搞联合供料的方式，确保摊铺机能连续、均匀、不间断作业。另外，对于热沥青混合料的离析可以采用大型运输车(15t以上)运输，并且确保摊铺机的集料斗内有一定的存料，运输车在向摊铺机卸料时，要连续不间断地进行，切记不要一次性卸完。四、摊铺过程中对沥青混凝土路面平整度的影响摊铺机的自动找平装置使用不当对路面平整度的影响：路面标高的控制是靠仪表来实现的，通过自动找平装置，将达到设计高程。如找平装置不能正确使用，就不能把平整的基准线反应到仪表上，从而影响路面的高程和平整度，因此要对自动找平装置，传感器进行认真地校核试验，使之得到正常的工作情况下，才开始正式摊铺。摊铺机熨平板加热及调整对平整度的影响：在摊铺前，要对熨平板进行加热和调整，如果熨平板加热温度不够或加热不均匀，摊铺时会造成由于熨平板温度较低而混合料温度较高而相互粘结，使得摊铺出的路面出现拉毛、小坑洞、拉槽等现象，因此摊铺前熨平板温度必须加热到80~120摄氏度方可摊铺。另外，对熨平板的平直度一定要认真检查调整，不能出现正拱和反拱现象，以确保路面的横向平整度。摊铺机振捣器、夯锤对路面平整度的影响：振捣器、夯锤的频率与摊铺速度、混合料级配、温度和摊铺的厚度等有很大的关系，如果摊铺较薄的上面层，振捣器，夯锤频率过大会造成熨平板共振,使摊铺机自动找平装置处于不稳定壮态，而影响路面的平整度，因此，应按使用说明书规定认真选择合适的频率，并做好试铺工作，同时每天在开机摊铺前，经常检查振捣器,夯锤的皮带，皮带过松会使振捣频率，夯实次数不一致，形成路面槎板。摊铺机供料系统对路面平整度的影向：在摊铺过程中，熨平板处于浮动状态，由于摊铺好的拌和料支撑着，如果供料料位高度不稳定,就会使熨平板全宽范围内拌和料的密度发生变化，当密度变小时，由于拌和料内摩檫阻力不足，支撑熨平板的浮力也变小，则摊铺厚度也变小，反之摊铺厚度加大。这种情况反复出现，就使路面出现波浪，影响路面的平整度,因此要注意保证搅拌轮内的料位高度稳定、均匀、连续,料位以保持在中心轴以上叶片2/3处为宜,操作中应注意料位仪高度调整好后，一般不得用手动供料。5摊铺过程中，未能连续、不间断摊铺：有时停机待料、停机用餐、加油等都会出现横向接缝或产生波浪，因为摊铺机每启动一次，自动找平装置都需要运行3~8m后才能恢复正常，所以当沥青拌和站的生产能力与摊铺机的摊铺能力相匹配时，摊铺机能连续、均匀、不间断地作业，并尽量做到摊铺过程中不停机。同时应加强管理，提高操作手的技能，加强对所有的机械设备管理，保证设备的正常连续供料、连续摊铺，利用操作手轮换休息等办法，减少摊铺机的停机次数，提高沥青路面摊铺的平整度。《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ047-97)要求：“摊铺过程中不得随意变换速度或中途停机”，这是提高沥青路面平整度的一个关键环节。因为摊铺的速度不恒定，会导致摊铺层初始密实度不均匀，从而引起碾压后局部厚度的变化而影响平整度。关于摊铺机摊铺的速度要根据试验路段来确定，既不能太快，也不能太慢，摊铺速度过快，易造成摊铺层表面的粗粒在熨平板下沿摊铺方向滑动，使表面粗粒后方出现小坑小洞，从而影响平整度和预压密实度，但也不能太慢，否则会影响生产效率。在摊铺作业时，常因运料操作不熟练而与摊铺机配合不协调，使混合料洒落在摊铺机行车履带前，如不及时清除，会使摊铺机上下波动，自动调平系统工作仰角发生变化，影响沥青路面的平整度。所以要设专人指挥倒车，运料车要与摊铺机默契配合，卸料车不能撞击摊铺机，运料车的后轮应与摊铺机若即若离，卸料时应分二次卸完，不要一次将料倒入摊铺机料斗内，并对洒落在摊铺机履带下的混合料及时清除。五、碾压工艺对沥青混凝土平整度的影响路面平整度好坏关键在于沥青混合料的摊铺，但压路机的碾压也是一个重要的环节，切记不可牺牲压实度来争取平整度，合理碾压工艺与碾压操作是保证沥青混凝土路面的压实度和平整度的重要手段。摊铺好的沥青混合料在何种温度下碾压，直接影响着沥青混凝土路面的平整度和压实度。温度太高容易使沥青混合料产生推移、开裂，温度太低会导到沥青混合料颗粒之间摩擦阻力加大，使沥青混凝土面层压实度不均匀，容易形成局部松散和开裂，以及日后渗水导致路面的损坏，严重影响了路面的平整度，所以沥青混凝土路面的碾压温度控制是沥青6混凝土路面施工过程中的关键。现场应有专人负责对运输车运输的混合料摊铺前、摊铺后、碾压前、碾压中及碾压终了的温度进行测试，碾压温度应根据沥青的品种、沥青稠度、压路机的类型摊铺初始密度等因素通过试铺来确定，高速公路改性沥青罩面工程的沥青混合料温度高，罩面摊铺厚度薄，温度散失快，应及时加强路面的碾压，保持与摊铺匹配。碾压沥青混合料应采用组合碾压方式，初压时，首先采用双轮压路机碾压，速度为1.5~3km/h；复压紧接在初压后进行，应采用重型胶轮压路机碾压，速度3.5~4.5km/h；终压采用轻型压路机碾压2遍，速度为2.5~3.5km/h，碾压次数以试验路测试标准为准。碾压时除按规定的标准外，应注意碾压路线和方向不得突然改变，以免使混合料产生推移而影响平整度。使用轮胎压路机时，应注意检查各个轮胎的新旧程度和压力，必须做到新旧一致，压力相同，否则轮胎软硬不一，在碾压过程中形成轮迹，使沥青路面平整度超标。钢轮压路机应装雾状喷水装置以防混合料粘轮，严禁用人工向压路机的钢轮上洒水，因为洒水不成雾状或不均匀，造成局部沥青混合料温度迅速下降，影响沥青混凝土的平整度。压路机不工作应停在冷却后成行的沥青路面上或结构物上，否则会形成小坑槽，影响平整度。横接缝必须认真处理：路面施工不可能避免不停车，由于沥青路面上面层一般不容许夜晚施工，一天最少有一次施工接缝。施工单位往往为了省料而切缝不到位，引起平整度不佳。横缝应以直线为宜，并且设专人进行处理，以确保接缝处的平整度。六、