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中图分类号: U416.217 文献标识码: A 文章编号:
随着高等级公路的迅速发展,对于路面平整度要求越来越高,路面平整度的合格率既反映了行车舒适程度,又反映了施工队伍的水平。近年来,我市所施工的G107线龙狮公路、清新段及城区五条内街路段沥青路面工程,不同程度的出现了坑凹、接缝台阶、波浪、碾压车辙、桥涵与路面接茬不平、跳车等路面不平整现象,本人就出现的某些现象借此分析、初探沥青路面产生不平整的原因及处理措施。
一、沥青路面不平整产生的主要原因
1、 路基不均匀沉降,造成已铺筑路面出现坑凹
路基是路面的基础,路基不均匀沉陷,必然会引起路面的不平整,分析其原因,不外乎:
⑴路基填料控制不好,如凤城大桥北引道路段市政道路,,路面出现高低起伏现象,养护人员挖开路面后,发现部分路段路基是由建筑垃圾、工业垃圾等材料填筑而成的,部分路段采用高液限粘土填筑的路段,不同程度的出现了路基不均匀沉降。
⑵半挖半填路基的接合部处理不当、、路基的压实度不足,半挖半填路基较多,当路面完成后,出现了沉陷、沉陷和裂缝,是由于路基填料的含水量大,未能按规范要求挖台阶施工,造成路基于填料接缝接合部产生裂缝和沉降,路基压实机具不足,使路基土壤的密实度偏低,土体透水性增强,造成水分集聚和侵蚀路基,使路基土软化而产生不均匀沉降。
⑶特殊地基路段、路基防护排水不完善,并由于对原地基勘探不祥,有部分路基修筑在软土地段,因软土的压缩性大,在自重的作用下产生沉降,部分路段是由于路基的防护、排水系统不完善,造成湿陷性黄土的不均匀沉陷、水流不畅,引起路基变形。
2、 桥梁涵洞两端及桥梁伸缩缝的跳车,严重影响着路面整体平整度
⑴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。
⑵在桥梁、涵洞与路基结合处,常会产生细小缩裂缝,雨水渗入后,使路基产生病害,导致该处路基发生沉陷。
⑶桥梁伸缩缝在选型和施工时考虑不周和处理不当,产生跳车现象。
3 、基层不平整对路面平整度的影响
一般公路基层为次高级路面基层。若施工要求不严,在施工中基层平整度不够,无论怎样使面层摊铺平整,但压实后也因虚铺厚度不同,路面产生不平整;桥北路段为高级路面基层,施工要求严,底基层和基层全部采用ABG摊铺机铺筑,仍由于基层顶面的平整度允许偏差为10mm,当沥青混凝土摊铺机作业时,尽管沥青混合料表面是摊平了,但该处因多出10mm松铺厚度,压实后仍出现低洼,这些说明基层不平整对路面平整度的有着严重的影响。
4、路面铺机械及工艺对平整度的影响很大
⑴摊铺机械性能好坏,决定着路面面层的平整度。近几年所施工的三段路面工程,就是一个很好的例子:清和大道匝道段采用一台4.5m的小型沥青摊铺机铺筑,路面接缝多,在铺筑时,几乎是人工在摊铺,根本谈不上路面的平整度;笔架路段采用两台6.0m的沥青摊铺机铺筑,尽管比清和大道匝道段的路面施工省劲,且路面的平整度有所提高,但其数值仍然很大,勉强能达到二级路的验收标准;桥北路段采用两台12.0m的TAN-4233ABG大型沥青摊铺机,路面的平整度有了大大的改善,最后工程验收评定时,路面平整度均方差为1.79mm,远远超过二级路路面平整度均方差2.5mm的标准。
5、面层摊铺材料的质量对平整度影响
⑴ 沥青混合料的配合比不合理,有:油石比较大,已铺筑的路面会产生壅包和泛油;油石比较小,路面会出现松散;矿料的质量不好,集料的压碎值和石料的抗压强度太差和细长扁平颗粒含量过高,使路面混合料的稳定度降低,容易出现路面的各种病害。
⑵ 沥青混合料的拌合不均匀,有:当拌和设备出现意外情况,刚开炉或料温低,含水量大时,会出现料温不均匀现象;当筛分系统出现问题时,造成骨料级配发生较大变化;有时也会出现花白料,使路面难以摊铺成型;温度过高造成沥青老化,不能保证沥青混凝土摊铺质量;拌和能力过小,出现停工待料状况,使接头处温度降低,出现温度差,形成一个个坎;当运输设备不配套或司机技术较差时,会撞击摊铺机,使机身后移,形成台阶。
6、 碾压对平整度的影响
⑴压路机型号的选择上,如果采用低频率、高振幅的压路机时,会产生“跳动”夯击现象而破坏路面平整度。压路机初压吨位过重也会使刚摊铺好的路面产生推挤变形。
⑵碾压温度 的控制上, 初压温度过高压路机的轮迹明显,沥青料前后推移大,不稳定;复压温度过高会引起胶轮压路机粘结沥青细料,小碎片飞溅,影响表面级配;温度过低,则不易碾压密实和平整。
⑶碾压速度的调整上,压路机碾压速度不均匀、急刹车和突然起动、随意停置和掉头转向、在已碾压成型的路面上停置而不关闭振动装置等都会引起路面推拥;在未冷却的路面上停机会出现压陷槽。
7 、接缝处理欠佳
1、 路堤填筑前原地面处理
⑴填筑路堤时应首先进行原地面处理。当路堤填筑高度不小于1.0M时,应注意将路基范围内的树根,草丛全部挖除。若基底的表层土系腐殖土,则须用挖掘机或人工将基表层土清除换填,厚度视具体情况而定,一般以不小于30CM为宜,并予以分层压实。
⑵坡面基底处理。当坡面较小(横坡小于1:5)时,只需清除坡面上的表层,其处理方法同上。但坡度较大(横坡大于1:5)时,应将坡面做成台阶,让填料充分嵌在地基里,以防止路堤的滑移。台阶的尺寸,依土质、地形和施工方法而不同,一般宽底不宜小于1M,而且台阶顶面应做成向堤内倾斜3%-5%的坡度,并分层夯实。当所有台阶填完之后,可按一般填土进行。
2、填土路基压实
路基施工时,应严格按现行《公路路基施工技术规范》要求进行,并应通过试验路段来确定不同机具压实不同填料的最佳含水量、适宜的松铺厚度和相应的碾压遍数、最佳的机械配套和施工组织,还要有一定素质的施工队伍来重视。
3、特殊地基处理
⑴对于路基高度不高,软土层或淤泥层比较薄的地段,如安蔺段,我们采用砂垫层、置换填土、反压护道、抛石挤淤的方法处理,以增强路基。
⑵对于排水地基,根据实地情况,如安蔺段和眉苋段,采用砂垫层法、袋装沙井法、砂桩、塑料板排水法及置换填土来处理。
⑶对于软土地基或湿陷性黄土地区比较复杂的地基情况,如凤眉段,采用垫隔土工布、碎石桩、加固土桩及强夯的办法处理。
⑷对于软土路提的处理,采用垫隔覆盖土工布、增设土工格室、土工格栅等办法。
4、完善排水设施
⑴在一般路段,路基排水沟渠I包括边沟、截水沟、排水沟,要注意防渗、防冲,采取加固及防止渗漏措施;黄土地区公路边沟以采用浆砌片加固效果较好;截水沟应设在离堑顶边缘以外不少于10M的地方,断面不宜过大,沟底纵坡宜在0.5%-2.0%之间,在填挖交界处引出边沟水时,注意出水口的加固。
5、桥头、涵洞两端及伸缩缝的防治措施
桥头、涵洞两端引起的跳车现象,成为各个公路路线上一个主要克服和攻关项目,要对其彻底进行治理好,我认为要从以下几点着手:
⑴地基加固处理,为消除桥台和台后填方段的差异沉降变形,需对地基进行加固,尤其是特殊路基,如軟土地基、湿陷性黄土地基、河流相冲击洪积物地基等需进行特殊处理.
⑵桥头设计过渡段,即在一定长度范围内铺设过渡性路面或设置搭板,可以使在柔性结构路段产生的较大沉降通过过渡段至桥涵结构物上,车辆行驶就不至于产生跳车。
⑶台背填料的选择,在挖方地段的台背回填部位,因场地特别窄小,可选用当地的石渣、砂砾等优质填料;在高填方的拱涵及涵洞与侧墙的相接部位,尽量选用内摩差角大的填料进行填筑,而且施工是应注意填料土压的平衡,不发生偏移,以免造成工程事故。
7、路面基层施工注意
⑴严格按照《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034-93)要求进行底基层和基层施工,对于高速公路和一级公路,必须坚持除与土基接触的底基层可以采用路拌法施工以外,其上面的各层均应采用集中场拌和摊铺施工方法,以确保标高、横坡、强度、平整度达到设计要求。
⑵加强基层养护,在基层施工完成后,采用不透水薄膜或湿砂进行养护,也可以采用喷洒沥青乳液保护。若无上述条件时,可以用洒水进行养护,并应严格控制行车。
⑶严格控制基层平整,面层铺筑前用3M直尺对基层进行平整度检测,平整度差且大于8MM的路段应进行整平。面层摊铺前认真清扫基层表面,确保基层表面整洁,没有松散浮料和杂质。如有泥土还应用压力水冲洗干净。
8、沥青路面机械摊铺工艺及控制
⑴摊铺机基准线的控制,摊铺机在进行自动找平时,需要有一个准确的基准面(线),下面介绍二种确立基准面(线)的方法,使用者可结合路面的结构层次和施工位置进行选定。其基本原则是:当以控制高度为主时,以走钢丝为宜;当控制厚度为主时,则采取浮动基准梁法。
⑵摊铺机的摊铺进度控制,摊铺机应该匀速,不停顿地连续摊铺,严禁时快时慢。
在摊铺过程中,应尽量避免停机,应将每天必须停机中断摊铺点放在構造物一端顶定做收缩缝的位置。在中途万一出现停机,应将摊铺机熨平板锁紧不使下沉;停顿时间在气温10以上时不要超过10MIN。停顿时间超过30MIN或混合料温度低于100时,要按照处理冷接缝的方法重新接缝。
9、碾压质量控制
沥青混凝土面层的碾压通常分为三个阶段进行,即初压、复压和终压。
⑴初压,第一阶段初压习惯上常称作稳压阶段。由于沥青混合料在摊铺机的熨平板前已经初步夯击压实,而且刚摊铺成的混合料的温度较高(常在140左右),因此只要用较小的压实就可以达到较好的稳定压实效果。
⑵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100-1100,通常用双轮振动压路机(用振动压实)或重型静力双轮压路机和16T以上的轮胎压路机同进先后进行碾压,也可以用组合式钢-轮胎压路机与振动压路机和轮胎压路机一起进行碾压。碾压遍数参照铺筑试验段时所得的碾压遍数确定,通常不少于8遍,碾压方式与初压相同。
⑶终压,第三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,沥青混合料也需要有较高的温度。终压常使用静力双轮压路机并应紧接在复压后进行。终压结束时的温度不应低于沥青面层施工规范中规定的70,应尽可能在较高温度下结束终压。
10、接缝处理对策
⑴纵向接缝,两条摊铺带相接处,必须有一部分搭接,才能保证该处与其他部分具有相同的厚度。搭接的宽度应前后一致。搭接施工有冷接茬和热接茬两种。冷接茬在施工是指新摊铺层与经过压实后的已铺层进行搭势头。半幅施工不能采用热接缝时宜加设档板或采用切刀切齐。铺另半幅前必须将缝边缘清扫干净,并涂洒少量粘层沥表。摊铺时应重叠在已铺层5-10CM,摊铺后用人工将摊铺在前半幅上面的混合料铲走,然后进行碾压。应注意新摊铺带必须与前一条摊铺带动的松铺厚度要同。
⑵横向接缝,相邻两幅及上下层的横向接缝均应错位1M以上。横向接缝有斜接缝和平接缝两种。高速公路、一级公路的中、下层的横向接缝可采用斜接缝,在上面层应采用垂直的平接缝,其他等级颂路的各层均可采用斜接缝。铺筑接缝时,可以已压实部分上面铺一些热混合料使之预热软化,以加强新旧混合料的粘结。但在开始碾压前应将预热用的混合料铲除。
平接缝应做到紧密粘结、充分压实、连接平顺,施工可采用下列方法:
①在施工结束时,摊铺机在接近端部前约1M处将熨平板稍抬起驶离现场,用人工将端部混合料铲齐后再予碾压,然后用3M直尺检查平整度,趁混合料尚未冷透时垂直刨除端部层厚不足的部分,使下次施工时直角连接。
②在预定的摊铺段的未端先撒一薄层砂带,摊铺混合料后摊铺层上挖一道缝隙,缝隙位于撒砂的交界处,在缝中嵌入一块与压实层厚等厚的木板或型钢,待压实后铲除撒砂的部分,扫尽砂子,撤去木板或型钢,在端部洒粘层沥青接着摊铺。
③在预定的摊铺段未端先铺上一层麻袋或牛皮纸,摊铺碾压成斜坡,下次施工时将铺麻袋或牛皮纸的部分用人工刨除,在端部沾层沥青接着摊铺。
④在以预定摊铺段的末端先撒一薄层砂带,再摊铺混合料,待混休整 料稍冷却后用切割机将撒砂的部分要切割整齐后取走,再干拖布吸走多余的冷却水,待无全干燥后在端部洒粘层沥青接着摊铺,不得在接头有水或潮湿的情况下铺混合料。
对于横向接缝,应于接缝处起继续摊铺混合料前,用3M直尺检查已铺路面端部平整度,不符合要求时应予清除。在摊铺新混合料时应调整好预留高度,接缝摊铺层施工结束后再用3M直尺检查平整度,当有不符合要求者应趁混合料尚未冷却时立即处理,以保证横向接缝处的路面平整度。
三、结束语
路面平整度要达到行车舒适这一要求,要从路基施工准备阶段就开始重视,所有参加公路建设工程的施工单位,都有义不容辞的责任,都必须强化施工管理,完善施工工艺和施工方法,提高施工质量,才能从源头上、根本上解决问题,社会效益和社会质量得到保证。
参考文献:
1.《路面工程》1989.12 人民交通出版社
2.《路基工程》
3.《公路与桥梁工程病害防治及检测修复实用技术大全》
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。