毕业论文――沥青路面平整度的分析

吉林大学远程教育2011届专科生毕业论文（设计）摘要随着市场经济的快速发展，高速公路建设也突飞猛进，沥青路面机械化施工设备已经配套，施工工艺较完善，路面平整度是评价路面使用性能的一个重要指标，它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了国内外公路科技界关注、重视和研究.本文全面分析了影响沥青混凝土路面平整度的因素，并提出了相应的解决措施，例如基层平整度、改进碾压及摊铺等施工工艺等一些具体的路面平整度控制措施，以提高沥青路面平整度，保证路面工程质量，改善道路的使用性能.本文还通过对我国几年来的公路建设经验，对沥青路面的影响度进行了分析。关键词：公路、沥青路面、平整度、影响因素、控制措施吉林大学远程教育2011届专科生毕业论文（设计）目录1引言11.1沥青路面平整度问题的提出11.2我国公路的现状11.3现行平整度相关规范标准21.3.1《公路沥青路面养护技术规范》(JTJ073.2-2001)的规定31.3.2《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004)的规定31.4公路沥青路面平整度现状小结42沥青路面平整度影响因素分析52.1路基不均匀沉降对路面平整度的影响52.2基层不平整对路面平整度的影响72.3桥梁涵洞两边的跳车对平整度的影响72.4材料及沥青混合料的影响82.5施工工艺及其他因素的影响113公路沥青路面平整度的治理措施153.1路基不均匀沉降的控制153.2基层平整度的控制193.3混合料的质量控制213.4桥梁涵洞的影响控制措施233.5施工工艺的控制244沥青路面平整度的评价指标294.1平整度的检测指标294.2平整度的检测方法305结论326参考文献337致谢34吉林大学远程教育2011届专科生毕业论文（设计）-1-1引言1.1沥青路面平整度问题的提出随着经济的迅速发展。我国汽车工业正在突飞猛进地发展，人们对“行”的要求在不断提升，越来越重视行车的舒适度，尤其对路面的平整度要求越来越高．平整度不佳，不仅难以满足汽车高速行驶的要求，而且还会增加汽车的燃耗和轮胎磨损，加大运输成本和运输时间，降低社会经济效益，甚至会危及行车安全．同时车辆冲击力越大，对道路的破坏越严重，会大大降低道路工程的投资效益，增加后期的养护维修费用.所以路面平整度成为衡量高等级道路性能的一项重要指表。如图：1.2我国公路的现状而且随着经济发展，我国高速公路越来越多，近15年来随着公路建设资金的不断投入，高速公路的里程快速增长，质量不断提高。截至2004年，全国高速公路已达34288万公里，全国除西藏自治区未通高速公路外，其他30个省吉林大学远程教育2011届专科生毕业论文（设计）-2-(市、区)的高速公路里程均超过100公里。高速公路突破千公里的省(区、市)上升到16个，是世界上发展速度最快的国家之一。在我国建设的高速公路中，特别是近十年，沥青路面占到了很大的比例。在施工技术的综合研究方面，我们与国外相比存在着很大的差距。二十年来我国在修筑的高速公路早期损坏情况并不少见，虽然造成路面早期病害的原因是多方面的，但由施工技术引起的质量问题显然也是一项重要原因。由于对影响施工质量的因素及其规律缺乏系统和综合的研究，往往使施工实践中的成功经验和失败教训难以进行系统总结上升到理论高度，使之成为具有指导意义的规律。本文就公路沥青路面的平整度进行研究，对影响平整度的因素进行分析，并提出了一些相应的控制措施，这对于提高沥青路面的施工技术，无疑有着重要的指导意义和工程实用价值。1.3现行平整度的行业标准沥青路面的平整度是反映路面使用品质与行车质量的重要指标，它是以几何平面为基准，表现为路面纵向和横向的凸凹程度，即路面实际表面对设计平面的偏离程度．沥青路面平整度涉及的范围很广，影响因素很多，关系到路基、路面的施工全过程。为了保证路面的施工质量和公路的养护水平达到规定的合格标准，国家和交通部颁布了一系列相关的检测方法、评定标准和技术规范，如《公路工程质量检验评定标准》、《公路沥青路面施工技术规范》和《公路路基路面现场测试规程》等。我国现行规范《公路路基路面现场测试规程》(JTJ059-95)中规定的平整度测试方法主要有:①3m直尺测定平整度试验方法(T0931);②连续式平整度仪测定平整度试验方法(T0932);③车载式颠簸累积仪测定平整度试验方法(T0933)。《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)和《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004)所采用的平整度检测指标是：3m直尺测定的最大间隙maxL(mm)连续式平整度仪测定的路面不平整度标准差和国际平整度指数IRI(m/km)。吉林大学远程教育2011届专科生毕业论文（设计）-3-1.3.1《公路沥青路面养护技术规范》(JTJ073.2-2001)的规定平整度的养护质量标准项目高速公路、一级公路其他等级公路平整度（mm）平整度仪（）≤3.5≤4.5(≤5.5或≤7.0)13m直尺（h）≤7≤10(≤12或≤15)2IRI(m/km)≤6≤8注:1对于其他等级公路的平整度方差:沥青碎石，贯入式应取低值4.5，沥青表面处治取中值5.5，碎砾石及其他粒料类路面取高值7.0；2对于其他等级公路的平整度三米直尺指标:沥青碎石，贯入式应取低值10，沥青表面处治取中值12，碎砾石及其他粒料类路面取高值15。1.3.2《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004)的规定路基、面层、(底)基层的平整度要求结构类型规定值或允许偏差检查方法与频率3m直尺：最大间隙（mm）平整度仪：标准差（mm）高速、一级公路其他公路高速、一级公路其他公路基层底基层基层底基层土方路基15820___吉林大学远程教育2011届专科生毕业论文（设计）-4-石方路基20_30___沥青混凝土层面__51.2(2.0)12.5(4.2)13m直尺：每200m测两处*10尺；平整度仪：全线每车道连续按每100m计算或IRI水泥稳定粒料（底）基层81212石灰土（底）基层_1212石灰粉煤灰稳定粒料（底）基层_1212级配碎石（底）基层81212填隙碎石（底）基层_1212注：1.沥青混凝土面层中括号内的数字为IRI值1.4公路沥青路面平整度现状小结近年来，在高速公路建设中，无论是国家，建设单位还是承包方都十分重视路面平整度，所以对路面平整度的要求也在不断提高。《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ032-94)公路沥青面层交工检查与验收质量标准规定:高速公路平整度标准偏差≤1.8mm最大间隙：Lmax≤3.0mm.《公路工程质量检验评定标准》(JTJ071-94)中规定，高速公路平整度标准差≤1.8mm。随着公路建设的发展，其规范标准对平整度的要求越来越高。吉林大学远程教育2011届专科生毕业论文（设计）-5-2沥青路面平整度影响因素分析沥青路面的平整性是一个表面特性，它受诸多因素的影响，单是路面平整度，就与施工人员素质、桥头涵洞两段及桥梁伸缩缝的处理、路面底基层及基层的施工、路面施工机械的选用及路面材料的质量有关，而这些恰恰就是影响路面平整度的重要因素。我们主要分析以下几种因素：路基不均匀沉降对沥青路面平整度的影响①基层平整度的影响控制②桥梁涵洞两边的跳车对平整度的影响③材料及沥青混合料的影响④施工工艺及其他因素的影响2.1路基不均匀沉降对路面平整度的影响路基是路面的基础，路基的不均匀沉降必然会引起路面的不平整，导致路面产生许多病害，而且还会增加汽车燃料的消耗和轮胎的磨损，影响汽车的高速行驶。导致路基不均匀沉降的发生有以下几个原因：①设计原因设计时，未认真按《规范》要求，结合实际情况对高填方路基、软土路基、低填土等作特殊设计，只是按一般路基进行设计，且施工工艺及填料未作特殊的要求，工程完工后极易产生不均匀沉降，影响公路的正常使用。②路堤地基处理不当１）伐树挖根及表土处理不彻底，路堤成型后一旦杂质腐烂变质，地基将会发生松软和不均匀沉降。２）地面横坡大于１：５的路段，路堤填筑前土基未按规定要求挖成台阶，填料与土基结合不良，在荷载作用下，填料极易失稳而沿坡面产生滑移。吉林大学远程教育2011届专科生毕业论文（设计）-6-３）路堤填筑前，原地面压实不足，压实度不能满足规范要求。③路堤填料控制不当１）选用了稳定性较差的路堤填料，如采用高液限粘土、粉质土或使用淤泥、腐殖质含量较高的土料填筑路堤，会使路堤产生整段或局部的变形。２）采用不同土质填筑路堤时，因土的性质不同，如填筑方法不当，碾压成型后易造成不均匀沉降。④半填半挖路基结合部处理不当，半挖半填指的是填土断面的一部分为不存在沉降和稳定问题的山体，另一部分为软土地基．这样的填土随着软土地基的沉降，沿山体的接合面发生不均匀的沉降，路面出现裂缝，铺装遭到破坏．这类地段软土层厚度一般沿山谷方向变化，所以还有朝着谷侧滑移的可能。半填半挖地段的施工，土基未按规范要求挖成台阶，使土基与填料在结合部产生裂缝和沉降。⑤填土路基压实不足当路基填料的含水量、压实时的松铺厚度、碾压机具选择不当时，都易造成路基压实不足，使路基土壤的密实度达不到要求，土体仍会发生透水，造成水分积聚和侵蚀路基，使路基土软化或因冻胀而产生不均匀沉降。⑥排水系统不完善路基施工中，如果排水系统不完善，必然会造成水流不畅．边沟积水、长期浸泡等均会引起路基变形．⑦桥头、涵头路基填土处理不当由于压实机械的作业面狭小而使压实不到位，通车后，易引起路基的压缩沉降：由于台背填料与台身刚度差异较大，造成沉降不均匀；在桥涵与路基结合处，常会产生细小缩裂缝，雨水渗入缝后，使路基产生病害，导致该处路基发生沉降．⑧软土地基的低填土处理软土地基的低填土与高填土相比，其稳定性能测向位移或沉降等问题少些．但通车后往往出现路面不平整、铺装被破坏的现象，产生的原因是：吉林大学远程教育2011届专科生毕业论文（设计）-7-１）连接软土土层的低填土，土基不能充分碾压，难以达到足够的支承力；２）地下水位相对比较高，可一直上升到接近路基，降低了路基的支承力；３）车辆荷重在填土内不能充分扩散，促使地基变形而沉降；４）由车辆荷重引起的振动，未经填土消振扩散即达到软土地基；５）土层地基局部不均匀反应到填土上．2.2基层不平整对路面平整度的影响沥青混凝土路面的平整度，并不是由最后一道面层所完全决定的。如果路基、底基层、基层、分层面层平整度相差较大，各层铺出的松铺厚度就不等，碾压后各层表面就会出现不平整。在施工中，由于基层不平，无论怎样使面层摊铺平整，但压实后也会因松铺厚度不同而显现路面的不平整。如大广线高级路面基层施工要求严，底基层和基层全部采用摊铺机铺筑，但由于基层顶面平整度10ｍｍ的允许偏差，致使沥青混合料摊铺压实后仍出现低洼，由此说明基层不平整对路面平整度有着严重的影响。重视基层平整，厂拌混合料摊铺机铺筑。按新规范标准，提出了混合料集中厂拌，进口摊铺机铺筑的高要求，之所以强调进口摊铺主要原因是它能保证所铺混合料均匀，表面平整，高程、纵横坡，厚度等指标能满足设计要求，实践证明进口型摊铺机铺筑效果最佳，而国产摊铺机几次试铺均未成功。对设计厚度超过30era者均可二层铺筑。摊铺宽度控制在6~8m时平整度效果较好。为了保证混凝土面层的平整度，就要最大限度地提高基层平整度，每一层不仅要达到规范要求、而且要比其下一层有所提高，为保证沥青混凝土面层平整度创造条件。2.3桥梁涵洞两边的跳车对平整度的影响吉林大学远程教育2011届专科生毕业论文（设计）-8-桥头（涵洞）两端及桥梁伸缩缝的跳车现象较为普遍，它直接影响行车速度，也影响了行车的舒适与安全，甚至造成行车事故。同时，高速行驶的车辆对路面和桥梁产生附加的冲击荷载，加速了桥台、桥头路面及桥梁伸缩装置的破坏，也加快了车辆本身的损坏，直接影响了公路的使用寿命和社会效益。桥梁涵洞两端的跳车，严重影响着平整度主要表现在：（１）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。（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