摘要:高速環(huán)道曲線段瀝青路面彎道超高采用麥克康奈爾曲線形式,精準(zhǔn)度要求高,施工難度大,需采用特殊的曲面攤鋪機作業(yè)。本文結(jié)合廣本試車場項目實際,介紹了牽引式曲面攤鋪機攤鋪瀝青路面施工技術(shù)及研究成果。
關(guān)鍵詞:試驗場;高速環(huán)道路面;彎道超高;牽引式曲面攤鋪機
Abstract:McConnell curve was used to the ramp turn supperelcvation circuit of asphalt pavement on curving segment of highway which needed high accuracy and constructed difficultly, leading to the only option for advanced cant paver. This paper recommend the construction technology and research achievement of the ramp turn supperelcvation circuit of asphalt pavement based on automobile test courses of Guangzhou Honda.
Key words:Automobile test courses;Circuit of asphalt pavement on curving segment of highway;The ramp turn supperelcvation;Cant paver
廣汽本田汽車研究開發(fā)有限公司產(chǎn)品自主開發(fā)及能力建設(shè)項目整車測試用試驗場項目位于廣州增城市。試驗場工程高速環(huán)道路面工程施工主要是高速環(huán)道直線段、曲線段的超高段瀝青路面攤鋪。
一、主要技術(shù)指標(biāo)
高速環(huán)道:高速180km/h,中速120km/h,低速60km/h;外環(huán)跑道:50km/h;連接路:60km/h;綜合試驗路:100km/h;荷載標(biāo)準(zhǔn):BZZ100。
二、工程內(nèi)容
高速環(huán)道包含了直線段、緩和曲線段、圓曲線段施工,曲線段包括兩個緩和曲線段(1368m)和圓曲線段(2522.16m)的路面攤鋪工作(南段和北段)。環(huán)道橫斷面詳見圖1。
三、重點、難點分析
高速環(huán)道的緩和曲線采用麥克康奈爾曲線,彎道超高采用三次拋物線形式,最大傾角47.08°,需采用特殊的曲面攤鋪機作業(yè)。目前國內(nèi)尚無成熟的配套設(shè)備,國外僅德國的橋式曲面攤鋪機及日本的牽引式曲面攤鋪機應(yīng)用較廣泛,本項目采用了日本的牽引式曲面攤鋪機工藝。
在大超高角度的三維曲面上攤鋪時瀝青材料由于自重原因較容易滑落,而且操作的工人和設(shè)備很難像在平面上那樣自由操作從而造成了三維曲面造型難以精確。
四、曲線段瀝青路面施工工藝
(一)輔助設(shè)施施工
1.堤頂?shù)缆纷鳛橛谰眯苑雷o及臨時施工道路
按設(shè)計方案曲線、圓曲線段路堤頂?shù)缆酚?0cm厚的碎石攤鋪碾壓密實,道路寬5.0m。堤頂?shù)缆纷龊门潘胧?,保證排水順暢。
2.導(dǎo)向基帶施工
曲線、圓曲線段路堤頂?shù)缆吩O(shè)置具有導(dǎo)向功能的水泥混凝土基帶作為曲線段牽引設(shè)備前進導(dǎo)向及測量的基準(zhǔn)。
3.高速環(huán)道內(nèi)側(cè)作為臨時施工道路
(二)施工工藝
1.基準(zhǔn)軌的設(shè)置
正常直線段瀝青攤鋪基準(zhǔn)線一般采用走線法來控制厚度,但是牽引式攤鋪機由于在曲面上行走較容易出現(xiàn)偏位現(xiàn)象,所以為了增加感應(yīng)器接觸面,采用基準(zhǔn)軌作為攤鋪的基準(zhǔn)面?;鶞?zhǔn)軌采用鐵釘固定方木的形式,方木與攤鋪厚度同厚,便于攤鋪機導(dǎo)向。安裝好的基準(zhǔn)軌的高度控制及平面線形控制必須精確到< ±1mm ,施工過程中還需進行連續(xù)的測量和檢驗。
2.數(shù)據(jù)庫的建立和傳感
根據(jù)設(shè)計高速環(huán)曲線的三維曲線要素縱路線方向每隔1m,橫路線方向每隔0.42m計算出數(shù)據(jù)庫并導(dǎo)入攤鋪機主機系統(tǒng)。牽引式攤鋪機的計算機系統(tǒng)發(fā)出指令控制液壓系統(tǒng),以控制液壓系統(tǒng)設(shè)備刮板的角度來攤鋪。攤鋪時,通過基準(zhǔn)軌感應(yīng)系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)雙控曲面施工。
3.牽引式攤鋪機設(shè)備參數(shù)
牽引式攤鋪機重22t,攤鋪寬度2.94m~5.04m。曲面刮板每塊寬度設(shè)計很?。?2cm)以此來再現(xiàn)曲面形狀,橫斷面的曲率半徑即使很小,攤鋪機機械的曲面再現(xiàn)性也很高;因為是每一車道施工、所以大修時可以對需要改修的車道進行施工;曲線段一側(cè)是連續(xù)施工、所以路面上沒有橫向接縫,特別適合高速測試時的汽車試驗。
4.鋪筑過程
A.牽引式攤鋪機通過4條液壓驅(qū)動的連續(xù)可變式刮板移動,攤鋪前進。牽引設(shè)備(支撐設(shè)備)在路堤頂便道行走并通過鋼絲繩牽引攤鋪機,高速環(huán)道內(nèi)側(cè)便道布置料車供應(yīng)瀝青材料。
B.橫向運轉(zhuǎn)的槳式傳送機將材料均勻分配在勻泥設(shè)備前,參照普通道路結(jié)構(gòu)系統(tǒng)使用夯搗式整面機和勻泥設(shè)備對材料進行振搗壓實。
C.攤鋪場地必須清潔、干燥,并保證與瀝青之間的適當(dāng)粘結(jié)。粘結(jié)層(陡峭弧面采用人工鋪設(shè))可以改善粘接效果。
5.碾壓過程及特點
曲面的碾壓工藝是采用2臺10t斜面組合式壓路機、12臺0t斜面輪胎式壓路機。
機械特點:車輪間不是直軸而是用鉸接,因此可以適應(yīng)曲面的變化。
碾壓面特點:可以調(diào)節(jié)車輪對應(yīng)曲面的變化,滿足設(shè)計的曲面形狀,保持碾壓面的平滑;碾壓時,堤頂路專門的支撐機牽引壓路機行進與后退,保證壓路機滾筒能夠長時間垂直停留在瀝青表面曲線的任何位置。如圖2。
圖2 曲面碾壓過程
(三)質(zhì)量控制成果
項目完工后經(jīng)第三方檢查,檢測結(jié)果滿足規(guī)范要求。
五、結(jié)論
汽車試驗場的試驗車道瀝青路面直接承受車輛荷載,曲線路面施工的精準(zhǔn)度直接影響試驗車的真實數(shù)據(jù),而且也影響路面的使用壽命。在理論研究方面,為了提高曲面瀝青路面的舒適性、安全性、美觀性,Vincent Rouillard已采集到大量公路路面數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),構(gòu)建了一種關(guān)注路面非平穩(wěn)特性和非高斯的路面分級方法。在本項目實施過程中,很好的總結(jié)了曲面攤鋪機施工瀝青路面的關(guān)鍵技術(shù),對類似項目提供了很好的參考作用。
參考文獻:
[1]胡志剛.面向虛擬試車場(VPG)技術(shù)的路面模型系統(tǒng)研究[D].武漢:華中科技大學(xué),2011.
[2]壽泄仁.汽車試驗場高速環(huán)道曲面模板制作技術(shù)[J].建筑技術(shù),1998,29(9):627.
作者簡介:黃光明(1980),男,漢族,廣西博白縣人,本科,路橋高級工程師,研究方向:施工技術(shù)管理。