长营高速公路沥青混凝土面层平整度的施工控制
王 旭柳艳玲蒋滨松
(东北林业大学,哈尔滨, 150040) (吉林省高等级公路建设指挥部) (哈尔滨市政二公司二处)
摘 要 长营高速公路沥青混凝土面层厚度为10 cm,施工检测全线平整度均方差平均值为0·66 mm,达到了较高的水平。从长营高速公路路面面层施工技术操作和施工管理等方面进行了分析和研究。
关键词 高速公路;沥青路面;平整度;施工技术
分类号 U416·04
1 工程概况
长营高速公路位于吉林省境内,是继四平至长春高速公路通车后第二批建成的高速公路之一。公路始于长春市人民大街南端,经乐山镇、伊通县城东侧,终至于营城子镇关地印子屯,全长68·735km;计算行车速度为100 km/h,四车道,全封闭、全立交,路基宽度为245 m。路面设计标准为BZZ-100KN,沥青混凝土路面设计总厚度为10cm,其中上面层厚4 cm下面层厚6 cm。下面层以抗疲劳为主,兼顾抗低温缩裂、抗车辙,采用密实式AC─25I型;上面层主要达到抗滑、抗车辙,采用紧密骨架密实式、空隙率3%~6%的AC─16V型(V型为国外间断级配的型号)。路线最小平曲线半径为2 500 m,最大纵坡2·6%。桥涵设计荷载为汽车———超20级,挂车———120。设计交通量为2万辆/昼夜。
2 施工技术操作
长营高速公路面层设计厚度仅10 cm,要达到《公路工程质量检验评定标准》中规定的平整度指标,施工难度很大。在施工过程中,针对影响平整度的各个因素,主要控制以下几个方面。
2·1 路基和基层
路面施工前,对路基进行全面检查,对后填筑的桥头、施工斜坡道、填料含水量偏高而易出现冻裂及沉降的路段,认真进行处理和检测,防止土基工后沉降对路面平整度产生影响。
沥青面层是以基层顶面作为工作面的,因此基层顶面的平整状况直接影响面层的平整度。一般可见,沥青面层层数越少,基层高程偏差对面层平整度影响越大;因此,对基层施工存在问题者,均采取适当的措施严格进行处理。如对高程局部超高部分予以人工凿除或用铣刨机进行铣刨,大面积超高进行调坡;对局部较大的坑槽及松散部位,清除松散材料并刨出立茬、形状方整的坑,用适当的材料进行找补等等。
2·2 摊铺操作
2·2·1 卸料
设专人指挥,运料卡车缓慢倒车,在后轮距摊铺机推辊20~30 cm处停车;迅速换入空档,停止使用制动器,待摊铺机匀速接近,平稳地推卡车前进。要杜绝卡车碰撞摊铺机,使摊铺机瞬时减速,而使摊铺层出现了一横向隆起带。摊铺机顶推卡车前进过程中,卡车不要使用制动,更不得使用紧急或强力制动;必要时适当地使用手制动器,以能控制卡车不致滑动溜车而脱离摊铺机为度。
卡车卸料要均匀平稳,要把车厢尾部插入摊铺机料斗内,防止把料卸到地面上。地面上的散料要及时清除,特别是散落在摊铺机行车经过地面上的;否则将会导致自动调平装置产生误调动作,破坏摊铺层的平整度。
2·2·2 摊铺温度控制
严格控制摊铺温度。摊铺温度低,沥青混合料的流动性差,初始压实度相对变小,将导致终压温度不足;摊铺温度高,沥青混合料的流动性强,初始压实度相对增大。因此摊铺过程中应尽可能保持温度一致,避免初压实度不同而导致路面的不平顺。
2·2·3 摊铺速度控制
摊铺速度应缓慢并均匀一致。因为摊铺机在摊铺沥青混合料时,其熨平板片处于一种相对平衡状态;摊铺速度的变化将会打破这种平衡,熨平板将上下运动,重新调整到新的位置,从而导致摊铺出的油面上下起伏变化。另外,摊铺机均有夯实功能,在熨平板振幅相同的条件下,速度慢,单位长度受到的夯击次数多,沥青混合料相对密实;反之,沥青混合料相对疏松。这样,经摊铺机初压实的沥青混合料的压实度就不相同,导致压路机因松铺系数不同,碾压出的路面不平整。
摊铺速度的确定,应根据拌和机的拌和能力和路面每延米沥青混合料的用量,按下式计算:
2·2·4 螺旋输送器工作状态
为避免粗细骨料离析,导致表面不平整,应使螺旋输送器始终处于满载状态。
2·2·5 熨平板工作要求
在摊铺机摊铺全过程中,熨平板必须经常加热,防止熨平板温度降低而导致沥青混合料表面拉裂,同时,必须使用振动夯板和振动夯锤振压,尽可能增加沥青混凝土的初始压实度,以免形成过大的轮迹或产生沥青混凝土的纵横向推移。
2·3 碾压工艺
2·3·1 压路机的配置
碾压的主要目的是使摊铺的沥青混合料达到要求的密实度,因此,要配备具备路够压实功能的压路机。此外,由于压路机的驱动形式、重量等技术参数不同,需要合理配置,以保证发挥机械本身效力及达到平整度的要求。长营路面施工对压路机配置及碾压遍数规定如下:
初压:关闭振动装置的双驱动压路机2台,静压1~2遍。
复压:轮胎式压路机2台,压实2~3遍;双驱动振动压路机2台,振压2~3遍。
终压:净重6~8t钢轮压路机或双驱动钢轮压路机静压2~3遍。
2·3·2 碾压温度控制
关于初压温度,现行规范提倡高温碾压(不低于110℃),其目的是利用高温下沥青混合料流动性强,易于碾压,同时为复压和终压留出时间,避免终压温度不足。但初压温度过高可能会导致沥青混合料推移,因此初压温度一般需通过试铺来确定,即初压时混合料没有明显推移时的温度即为初压合适的温度。注意初压时一定使驱动轮面向摊铺机。碾压过程中,应严格控制压路机的洒水量,以减少温度损耗。
2·3·3 碾压速度控制
碾压速度应保持均匀一致。速度突变影响压实效果,造成局部质量下降。一般初压、终压宜慢速进行(1·5~2·0 km/h),复压宜采用3·5 km/h的速度进行。碾压时尽量采用2台压路机并排碾压的方式。
2·3·4 碾压方法控制
初压时,应错轮碾压,但错轮宽度不宜太大,否则会使压路机大部分重量作用在未碾压的路面上,形成过大的轮迹或造成沥青混合料的推移。复压时错轮不合理就会出现漏压,可能达不到要求的密实度,也可能产生过大的轮迹。终压错轮不当,不能有效地消除轮迹,还会产生新的轮迹。另外初压和复压开始时的错轮,必须在已碾压完成的油面上进行,不得在正在碾压的油面上错轮。
2·3·5 振压过程控制
振压时,宜采用高频低幅的振动方式进行碾压,振幅应与运行速度相配合,以避免出现波浪。压路机倒车时应先关闭振动,向另一方向运动后再开始振动,以免产生鼓包。
2·4 接缝处理
2·4·1 纵向接缝
长营高速公路沥青混合料采用全幅摊铺,但在加减速车道及中央分隔带开口处等不可避免地存在纵向接缝。为保证纵向接缝平整度,一律采用热接缝,即相应配置2台摊铺机,一台摊铺过后,另一台以刚刚摊铺的沥青混合料为基准摊铺;局部的小三角区不能用摊铺机摊铺时,用人工摊铺,然后同时完成碾压。
2·4·2 横向接缝
横向接缝是不可避免的,而且皆为冷缝;因此,处理好横接缝是提高路面平整度的关键之一。
接缝有斜接缝和平接缝2种形式。由于斜接缝为斜面,松铺厚度不易掌握,所以平整度不易控制。本工程一律采用平接缝,操作方便,效果亦较好。
平缝采用切割机切割成形,切缝位置用3 m直尺检查确定。施工时必须做到将末端的楔状部分彻底清除,并用干拖布将多余的冷却水吸走,待完全干燥后方可切割。
已铺部分与新铺层对接时,在垂直接口面上均匀地涂刷一层热沥青,以利结合。摊铺机进入现场后,在接缝处就位,使熨平板的前缘位于处理好的垂直切口后约10 cm;在熨平板下放入2块木板,其厚度Δh=h虚-h实;之后打开纵横向控制器电源,调整至指示灯闪灭。预热熨平板,使其温度达到混合料温度,混合料温度以摊铺上限为好。
机器全部结构参数的选择和调整都必须与上一次摊铺时相同。摊铺后立即用3 m直尺检查平整度,去高补低;然后用关闭振动双驱动压路机沿路横向碾压,碾压时压路机的滚筒大部分在已铺好的路面上,仅有10~15 cm的宽度压到新摊铺的混合料上;然后逐渐移动,跨过横向接缝。
3 工程管理措施
3·1 设立路面平整度奖
长营高速公路有完善的三级质量监督保证体系,业主、监督、施工单位三方面同心协力抓质量。针对长营高速公路沥青混凝土面层仅2层的特点,除采取相应的技术措施外,在工程管理的方面加大力度,设立了路面平整度奖。在保证稳定度、厚度、密实度等指标符合规范要求的前提下,路面平整度均方差不超过0·7 mm的,每公里单幅奖励5万元,超过1·2 mm的罚款。为调动操作人员的积极性,做到奖励到人、奖励到岗,规定平整度奖的8%按照岗位系数奖励给拌合机手、摊铺机手、压路机手。同时,还设立了“连续作业特别奖”和“桥头平整度奖”。“连续作业特别奖”使机修、材料供给等后勤工作和一线施工紧密联系在一起,保证了机械设备的完好运转,使工程进度、质量得到切实保障。“桥头平整度奖”的推出,使面层施工单位对桥头的处理加以重视,对桥头搭板尾端与基层的连接,以及搭板本身的纵坡影响进行预先处理,以设计高程为基准,凿高补低,为下面层施工打下良好的基础。
3·2 严格进行质量检查,加大检测频率
春季,在面层未具备施工条件(室外温度低)时,监理人员对全线的路面基层进行全面检查;尤其在标高控制上,采用了“五五法”进行检测。所谓“五五法”,即每5米1个断面,每个断面检测5点;全线共检测97820点,对不合格的部位,高点凿低,低部修补。经过认真检查和彻底修补之后,基层的标高和横坡等指标全部达到了《公路工程质量检验评定标准》的要求。
下面层铺筑过程中,施工单位质检人员与监理工程师一起用5 m直尺对平整度进行检测,同时还采用连续式平整度仪跟踪检测。及时发现问题,找出解决办法。下面层铺完后,对全线76座桥面标高逐个进行加密检测,共计检测4024点;对下面层平整度超过1·4 mm的,进行铣刨找平,达到标准后,再进行上面层施工。
上面层施工时,每道工序做到方案落实、责任到人。监理指令指导施工的关键部位、关键工序,以及工程缺陷部位的处理。强调质量跟踪连续检测,发现问题,必须进行“热处理”,精工细作。
4 平整度的最终检测
上面层施工完成后,即用连续式平整度仪全部进行检测。为准确了解路面全宽范围的平整度情况,对超车道、行车道和紧急停车带分别进行检测;仅上面层平整度一项,共检测4584点,平均均方差为0·66 mm,部分检测结果如表2。
5 结语
平整度是路面质量评定的一个重要指标。交通部《公路工程质量检验评定标准》(JTJ071-94)中规定:高速公路沥青混凝土面层平整度标准差σ=1·8 mm;长营高速公路的最终检测结果远远小于这个值。目前,国内外公路研究中,“强基薄面”课题引人注目;长营高速公路以10 cm厚面层,达到如此高的平整度水准,从施工角度给“强基薄面”理论的实施提供了强有力的证据。若将高速公路的沥青混凝面层厚度由一般的15 cm减至10cm,甚至更薄,将取得显著的经济效益。
参 考 文 献
1 JTJ032-94公路沥青路面施工技术规范
2 胡长顺、黄辉华编著·高等级公路路基、路面施工技术·北京:人民交通出版社, 1995
3 JTJ071-94公路工程质量检验评定标准
4 GBJ92-86沥青路面施工及验收规范
5 JTJ034-93公路路面基层施工技术规范
6 汉斯·亨利奇著·柔性路面压实施工工艺·白福臻译·北京:人民交通出版社, 1989
7 赵克明·热拌沥青混凝土路面施工原则·北京:中国建筑工业出版社, 1986
8 巴勃·格林公司编·沥青施工手册·陈世宜译·北京:人民交通出版社, 1989年
9 F·T·瓦格纳编·沥青混合料的铺筑与压实·蔡华民译·北京:中国建筑工业出版社, 1989 |
