近年來(lái)隨著我國(guó)高速公路和城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展,瀝青混凝土在路面結(jié)構(gòu)層上得到了廣泛的使用。平整度作為瀝青混凝土路面質(zhì)量控制的重要指標(biāo),它直接影響道路營(yíng)運(yùn)期間運(yùn)行車速、安全性、舒服性和汽車輪胎磨損與耗油量,以及路面使用壽命等。改性瀝青由于其產(chǎn)品的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、耐久性都有明顯提高,因而得以在路面中推廣,同時(shí)由于其改性瀝青的特殊性,在施工中與普通瀝青有很大不同,尤其在平整度控制方面增加了較大難度。通過(guò)總結(jié)實(shí)際工程管理經(jīng)驗(yàn),對(duì)如何提高改性瀝青路面平整度進(jìn)行探討。
應(yīng)嚴(yán)格控制基層施工工藝,提高基層的平整度指標(biāo),在目前路面施工機(jī)械化程度較高的情況下,如采用攤鋪機(jī)攤鋪基層,這樣不僅難度小而且精度高,可防止靠面層補(bǔ)救造成瀝青厚度的過(guò)薄或過(guò)厚的現(xiàn)象出現(xiàn),控制基層表面的平整度是控制路面平整度的首要因素。
混合料配合比的波動(dòng)和溫度變化會(huì)引起攤鋪機(jī)作業(yè)時(shí)熨平板工作仰角、松鋪厚度與攤鋪速度經(jīng)常變化,使松鋪層表面形成波浪造成平整度很差,因此對(duì)瀝青混合料性質(zhì)應(yīng)嚴(yán)格控制。改性瀝青是由改性瀝青成套設(shè)備先將改性劑磨至規(guī)定細(xì)度,然后加入到170~180℃的基質(zhì)瀝青中,經(jīng)充分?jǐn)嚢柚辆鶆蜉斎氲絻?chǔ)罐中,然后再輸入到拌和機(jī)瀝青儲(chǔ)罐中。對(duì)于改性瀝青混凝土,由于增加了瀝青用量,礦粉用量相應(yīng)增加,細(xì)集料減少,初集料增多,從本質(zhì)上改變了路面受力情況,也使路面增強(qiáng)了高溫抗車轍能力?;谶@些特點(diǎn),在施工中,首先一定要將溫度控制在技術(shù)范圍內(nèi),成品料溫度應(yīng)控制在190~200℃,有時(shí)甚至更高。值得注意的是,每天初開(kāi)始生產(chǎn),由于機(jī)器整個(gè)系統(tǒng)溫度都低,一般要多出一些干料,等溫度控制穩(wěn)定后再正式拌和。其次,要掌握拌和時(shí)間,由于改性瀝青混凝土級(jí)配不同于普通瀝青混凝土,拌和時(shí)間要適當(dāng)延長(zhǎng),不同的施工區(qū)域、施工氣溫,根據(jù)試驗(yàn)室提供的技術(shù)參數(shù),選擇不同的拌和時(shí)間。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)比和試驗(yàn),攪拌時(shí)間應(yīng)控制在25~31s之間,拌和好的混合料儲(chǔ)存時(shí)間不得超過(guò)24h。
根據(jù)拌和料的生產(chǎn)能力、運(yùn)距和攤鋪機(jī)攤鋪速度,合理配置運(yùn)輸車輛數(shù)量,杜絕攤鋪機(jī)等料或積料現(xiàn)象。運(yùn)輸車輛應(yīng)采取覆蓋帆布等保溫、防雨、防塵措施。
(1)選擇找平基準(zhǔn)方面:在找平基準(zhǔn)的選擇上,不同的找平基準(zhǔn)起著截然不同的作用,會(huì)達(dá)到不同的效果。項(xiàng)目部在施工方案設(shè)計(jì)時(shí),若基準(zhǔn)選擇不合理,不僅造成施工效率低,而且路面質(zhì)量也得不到保證。一般而言,采用掛線找平基準(zhǔn)能夠保證鋪設(shè)路面的高程,因?yàn)閽炀€高是由保證設(shè)計(jì)高、下承層高程和松鋪系數(shù)等因素共同確定的,因而對(duì)控制鋪設(shè)面的高程具有很好的可操作性,但是由于測(cè)量、人為架設(shè)等方面引起的誤差較大,對(duì)平整度要求高的鋪層難于滿足;為了提高路面平整度,采用浮動(dòng)均衡梁的方法最為有效,浮動(dòng)均衡減小了基準(zhǔn)測(cè)量、架設(shè)過(guò)程中人為因素的影響,具有很好的濾波作用,從而為有效的控制鋪層的平均厚度和鋪層的平整度提供了很好條件。因此在實(shí)際施工中,不同的結(jié)構(gòu)層可選用不同的基準(zhǔn),中、下面層采用橫坡控制器或掛線基準(zhǔn),上面層宜采用浮動(dòng)均衡梁基準(zhǔn)。
(2)攤鋪機(jī)攤鋪速度控制:在攤鋪過(guò)程中,由于作業(yè)速度的變化會(huì)打破攤鋪過(guò)程中熨平板與材料之間原先的平衡關(guān)系,使路面平整度變壞;由于作業(yè)速度的大幅度變動(dòng)對(duì)攤鋪層的壓實(shí)度產(chǎn)生影響,預(yù)壓實(shí)度是攤鋪機(jī)影響作業(yè)質(zhì)量的重要技術(shù)指標(biāo)。通過(guò)試驗(yàn)表明,隨攤鋪速度的增大,攤鋪初壓密實(shí)度迅速降低,攤鋪速度在0~5m/min變化時(shí)尤為明顯,引起攤鋪速度變化的原因主要有3個(gè)方面:①攤鋪機(jī)在作業(yè)過(guò)程中,由于負(fù)荷的變化引起發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化;②由于液壓泵,液壓馬達(dá)在油溫和工作壓力發(fā)生變化時(shí),造成容積效率發(fā)生變化時(shí)引起;③履帶滑轉(zhuǎn)造成的攤鋪機(jī)速度的變化。為解決在工作過(guò)程中攤鋪速度的變化,采用恒轉(zhuǎn)控制方法:A 在行走機(jī)構(gòu)的終端液壓馬達(dá)處安裝傳感器,檢測(cè)速度信號(hào)與設(shè)定值相比較,然后控制行走變量泵的排量,使速度穩(wěn)定在±1 以內(nèi),消除由于負(fù)荷的變化和由于液壓泵、馬達(dá)的排量變化所引起的誤差;B 在發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪或液壓泵軸上檢測(cè)速度信號(hào),這種方式能控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。綜合施工經(jīng)驗(yàn),攤鋪機(jī)攤鋪速度一般控制在3m/min以內(nèi)為宜。
(3)分料自動(dòng)控制:熨平板前部料位高低,直接影響著力的平衡關(guān)系,影響著鋪層的穩(wěn)定,料位高阻力大,松鋪層則變厚;料位低阻力小,鋪層則變薄,只有穩(wěn)定的料位,才能鋪出平整較好的路面,因此要對(duì)刮板輸料器和螺旋輸送器的分料量進(jìn)行控制。現(xiàn)代攤鋪機(jī)采用開(kāi)關(guān)式或比例式料位計(jì)或超聲波料位計(jì)對(duì)刮板輸料器和螺旋分料器進(jìn)行開(kāi)關(guān)或比例控制,能使熨平板前部料位基本穩(wěn)定。由于改性瀝青粘度高,而螺旋分料器不像熨平板可以加熱,所以在早上起步前,為了保證螺旋分料器的正常運(yùn)轉(zhuǎn),減少摩擦阻力,必須使用第三或第四車料進(jìn)行攤鋪。
(4)自動(dòng)找平控制方面:攤鋪機(jī)行駛在粗糙不平的路面上受到諸多因素的作用,影響了攤鋪層的平整度。如下承層表面的無(wú)規(guī)律波動(dòng),工作負(fù)荷的變化等等,最終導(dǎo)致鋪層厚度的波動(dòng),為了減少這些因素對(duì)路面平整度的影響,攤鋪機(jī)配備自動(dòng)找平控制系統(tǒng)。它是通過(guò)縱向誤差檢測(cè)器和橫向誤差檢測(cè)傳感器檢測(cè)出實(shí)際值與設(shè)定的誤差,并轉(zhuǎn)換成電信號(hào),送入控制器,控制器根據(jù)誤差的大小和方向,經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)變換后,送出功率信號(hào)到電磁閥,使液壓找平油缸不移動(dòng),從而改變或保證鋪層厚度,實(shí)現(xiàn)提高路面平整度、橫坡和高程的目的。
(5)預(yù)壓實(shí)控制功能方面:在攤鋪過(guò)程中進(jìn)行預(yù)壓實(shí)有利于提高路面平整度和減少碾壓工作量。在熨平板上一般設(shè)置兩種裝置:一種是振動(dòng)裝置,其振動(dòng)頻率從0~65HZ連續(xù)可調(diào),振幅為0~4mm;另一種是振搗裝置,其振動(dòng)頻率從0~25HZ連續(xù)可調(diào),振幅為0~12mm分級(jí)可調(diào),以適應(yīng)不同的路面混合料和鋪層厚度的要求。
(6)必須保證攤鋪的連續(xù)性:普通瀝青混凝土在大氣溫度25℃以上時(shí)可待料30分鐘后繼續(xù)攤鋪,而改性瀝青混凝土待料30分鐘以后,攤鋪厚度的1/3層厚會(huì)形成構(gòu)造瀝青混凝土,孔隙框架已經(jīng)基本形成,再進(jìn)行碾壓,它的密度已提高不大,而過(guò)度的碾壓,只會(huì)破壞瀝青結(jié)構(gòu),出現(xiàn)分散現(xiàn)象。因此,改性瀝青混凝土必須注重施工的連續(xù)性,保證拌和機(jī)的拌和能力、運(yùn)輸能力與攤鋪能力相匹配。
壓實(shí)是瀝青混合料路面的最后一道工序,良好的路面質(zhì)量是最終要通過(guò)碾壓來(lái)實(shí)現(xiàn),碾壓中出現(xiàn)任何質(zhì)量缺陷將對(duì)路面質(zhì)量造成難以挽回?fù)p失。
碾壓時(shí)壓路機(jī)應(yīng)由路邊向路中重疊進(jìn)行,這樣就能始終保持壓路機(jī)以壓實(shí)后的材料作為支撐邊,這種碾壓方式可減少壓路機(jī)前推移混合料。碾壓過(guò)程中每完成一遍重疊碾壓,壓路機(jī)要向攤鋪機(jī)靠近一些,這樣做也可避免在整個(gè)攤鋪層上在相同橫斷面換向所造成壓痕。
碾壓溫度與路面平整度也有直接關(guān)系,一般來(lái)說(shuō),瀝青面層存在一個(gè)碾壓最佳溫度,即在瀝青混合料能夠支撐壓路機(jī)而不產(chǎn)生水平推移而且壓實(shí)阻力較小。由于瀝青的改性,粗度和延度增大,初攤鋪溫度≥170℃,初壓溫度≥165℃,終壓溫度≥120℃。
選擇合理的碾壓速度同樣重要,碾壓速度應(yīng)與攤鋪機(jī)攤鋪速度匹配,在碾壓過(guò)程中不急剎車、突然啟動(dòng)、隨意掉頭轉(zhuǎn)向等。
接縫護(hù)理的好壞直接影響路面平整度。橫向接縫是施工縫或中斷施工而形成的接縫。為保證平整度,橫向接縫應(yīng)采用平接縫,接縫連接前用3m直尺檢查,切去前次施工結(jié)束時(shí)的漸變部分,形成整齊切面。攤鋪啟動(dòng)時(shí)攤鋪機(jī)熨平板全部放置在已鋪路面上,搗固器下部前沿距切面10cm左右,熨平板下均勻墊若干木塊,其厚度為松鋪與壓實(shí)厚度差值。碾壓壓實(shí)時(shí)采用小型壓路機(jī)對(duì)接縫橫向碾壓,先將壓路機(jī)輪寬的10~20cm置于新鋪的瀝青混合料上碾壓,然后逐漸橫移直到整個(gè)鋼輪進(jìn)入新鋪層上??v縫應(yīng)采用熱接縫,兩臺(tái)攤鋪機(jī)的前后距離約20~30m,攤鋪層重疊約20cm。橋臺(tái)與路基相銜接的1~5m范圍通常是路基施工的簿弱環(huán)節(jié),它常因壓實(shí)不足而在路面竣工后的一段時(shí)間出現(xiàn)不均勻沉降,形成橋涵頭錯(cuò)臺(tái),影響行車速度和行車安全。若要消除橋涵兩頭的平整度差,最根本的是從路基著手,采用好的換填材料,對(duì)軟土地基可采塑料排水板結(jié)合超載預(yù)壓的方法,必要時(shí)可設(shè)置搭板。只要精心設(shè)計(jì),精心施工,這種不平整是可以消除的。
對(duì)廣州市南沙區(qū)某路瀝青混凝土路面用連續(xù)式平整儀進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果見(jiàn)表1。
從表1可知,檢測(cè)結(jié)果均滿足小于交通部規(guī)定的平整度代表值1.2mm的要求,合格率達(dá)到100%,均方差大于0.8mm的比率不算太大,該工程平整度控制是比較好的。
3.1 改性瀝青混凝土路面的平整度控制,要從基層平整度的控制開(kāi)始做起,加強(qiáng)合格原材料的采購(gòu)管理,對(duì)改性瀝青混合料配合比的設(shè)計(jì)、拌和、運(yùn)送、施工機(jī)械的選配到選用熟練的配合工人等一系列前期工作一定要做細(xì)、做足,而在攤鋪、碾壓及接縫施工過(guò)程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)更要做到嚴(yán)格把關(guān),規(guī)范施工,只有這樣才能攤鋪出高平整度的瀝青混凝土路面。
3.2 文中提到的廣州南沙區(qū)龍穴大道工程瀝青攤鋪工程施工工程,總造價(jià)3633萬(wàn)元,工程完工后,已通過(guò)有關(guān)權(quán)威部門驗(yàn)收,并獲“廣州市市政優(yōu)良樣板工程獎(jiǎng)”。
表1 路面平整度檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析