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        瀝青路面層間溫度分析及路面平整度的控制

        2021-10-11 03:40:54李崗呂品陽許翀
        工程建設(shè)與設(shè)計 2021年16期
        關(guān)鍵詞:攤鋪機壓路機平整度

        李崗,呂品陽,許翀

        (嘉興市嘉蕭高速公路投資開發(fā)有限公司,浙江嘉興314001)

        1 引言

        自“十一五”實施高速公路“五八”工程以來,浙江省出臺了一系列技術(shù)規(guī)范和技術(shù)指南,加大了養(yǎng)護(hù)投入和監(jiān)督考察力度,全省高速公路瀝青路面總體質(zhì)量和路況水平得到了提高,但路面平整度欠佳、橋頭跳車、路面早期破損等問題仍然存在。筆者在這里主要從路基路面施工及養(yǎng)護(hù)管理等方面對平整度的影響因素做簡要分析并提出相應(yīng)的解決對策。

        2 路基、底基層、基層平整度對瀝青混凝土面層平整度的影響

        瀝青混凝土路面的平整度并不是由最后一道結(jié)構(gòu)層決定的。路基、底基層、基層施工過程中存在的細(xì)節(jié)問題、質(zhì)量通病等逐漸累積,最后會影響面層的平整度。

        1)提高路面平整度要從路基平整度抓起。根據(jù)筆者的施工經(jīng)驗,在當(dāng)前宕渣材料日益緊缺的情況下,如果地質(zhì)情況允許,可以選用石灰土作為路基填筑材料。石灰土經(jīng)過合理的配比、碾壓后形成致密的板結(jié)層,增強了路基整體強度,同時,由于石灰土相對密度較小,可以有效控制路基工后沉降。

        2)嚴(yán)格控制底基層、基層平整度。推薦使用3D數(shù)字化攤鋪技術(shù),減少人為因素對底基層、基層平整度的影響[1]。

        3)橋頭、涵頭沉降對路面平整度的影響。橋、涵等結(jié)構(gòu)物的臺背填筑材料也可使用石灰土進(jìn)行替代,以減少不均勻沉降造成的跳車現(xiàn)象。

        3 瀝青混合料的質(zhì)量對路面平整度的影響

        瀝青混合料的質(zhì)量直接影響著瀝青路面的施工質(zhì)量和使用品質(zhì),控制混合料的穩(wěn)定性和波動性尤為關(guān)鍵,而混合料的質(zhì)量又與原材料的質(zhì)量密切相關(guān),具體表現(xiàn)在以下方面:(1)集料的規(guī)格和質(zhì)量。在料源考察期間,要進(jìn)行取樣留存,對到場的原材料進(jìn)行比對和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)檢測,各項指標(biāo)都合格的原材料方可進(jìn)場使用。(2)瀝青的規(guī)格和質(zhì)量。優(yōu)先選用埃索、殼牌等質(zhì)量可靠的瀝青品牌,推薦使用紅外光譜儀對到場瀝青的相似度進(jìn)行控制。(3)瀝青混合料的拌和。瀝青混合料生產(chǎn)的過程中,推薦使用天然氣進(jìn)行加熱,以縮短加熱時間、提高生產(chǎn)效率、降低混合料的溫度離散性。在瀝青拌和樓接入物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),對每一盤混合料的拌和時間進(jìn)行監(jiān)控,做到可回溯。(4)瀝青混合料的運輸。瀝青混合料運輸車可采用棉被、油布、保溫板等方式進(jìn)行保溫,減少運輸過程中的溫度損失,到場后溫度滿足規(guī)范要求的材料才可使用[2]。

        4 攤鋪機械及攤鋪作業(yè)對平整度的影響

        攤鋪機性能及操作水平是影響瀝青混凝土路面平整度的直接因素,性能不匹配或操作不規(guī)范都會造成路面不平整甚至表面波浪。具體表現(xiàn)在以下方面:(1)根據(jù)路面等級,選擇性能優(yōu)良、結(jié)構(gòu)參數(shù)穩(wěn)定,與拌和機能力匹配的攤鋪機,推薦安裝3D數(shù)字化攤鋪設(shè)備,加強攤鋪平整度控制。(2)攤鋪速度要均勻。攤鋪速度過快會使鋪層疏松、供料困難;過慢則會影響生產(chǎn)效率,且料溫下降不易壓實。將攤鋪機接入物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),實時監(jiān)測攤鋪速度,在攤鋪速度不滿足要求時進(jìn)行報警,提醒現(xiàn)場施工人員及時進(jìn)行調(diào)整。(3)在卸料過程中,要求運料車與攤鋪機推動輪輕柔接觸,料斗均勻起升卸料,同時,應(yīng)防止混合料撒落在攤鋪機行走履帶前,造成自動找平系統(tǒng)的工作迎角發(fā)生變化。(4)防止瀝青混合料離析。在螺旋布料倉前部設(shè)置阻尼鏈條,避免豎向離析;在螺旋吊桿、螺旋邊部位置安裝反向葉片,避免條狀離析;在螺旋布料倉邊部增加柔性擋板,避免邊部自由攤鋪導(dǎo)致混合料不均勻;在布料倉內(nèi)采用長螺旋,減少螺旋吊桿處的帶狀離析風(fēng)險。(5)攤鋪過程中,注意混合料的保溫。在攤鋪機螺旋布料器上方加裝保溫蓋板為螺旋布料倉保溫,減少瀝青混合料在攤鋪前的溫度損失,保持混合料的施工和易性,提升瀝青攤鋪質(zhì)量。

        5 碾壓作業(yè)對平整度的影響

        5.1 壓實機械

        瀝青混凝土面層的碾壓一般包括初壓、復(fù)壓、終壓。初壓宜用雙鋼輪壓路機;復(fù)壓用振動壓路機、輪胎壓路機;終壓可用雙鋼輪壓路機或振動壓路機。壓路機的規(guī)格、數(shù)量與行駛速度應(yīng)與攤鋪機的施工寬度和攤鋪機速度相匹配。

        5.2 壓實工藝

        1)嚴(yán)格控制碾壓速度和遍數(shù)。將壓路機接入物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),將采集的數(shù)據(jù)實時呈現(xiàn)給壓路機操作人員和現(xiàn)場管理人員,直觀地顯示路面各個區(qū)域的碾壓情況,避免漏壓或超壓。

        2)使用水準(zhǔn)儀對攤鋪厚度進(jìn)行復(fù)核,發(fā)現(xiàn)有低洼處時,在碾壓前及時填補;碾壓過程中發(fā)現(xiàn)粗細(xì)集料集中時,應(yīng)及時將其挖除,換填符合要求的混合料,再進(jìn)行碾壓。

        6 施工縫(縱、橫)對平整度的影響

        瀝青路面施工中,施工接縫是必然存在的,接縫處常因結(jié)合強度不夠產(chǎn)生變形、裂紋、松散或錯臺等不平整現(xiàn)象。

        1)縱向熱接縫。先鋪瀝青混凝土的一邊在壓實時預(yù)留一定寬度,待后面的攤鋪機鋪完后一起壓實即可。熱接縫的碾壓應(yīng)放在錯輪碾壓的最后進(jìn)行,由1臺壓路機完成,不要換機。

        2)縱向冷接縫。在下次鋪筑前把邊緣切成垂直面,將后鋪的瀝青混凝土料與已鋪部分重疊5~10 cm,再將原路面上的瀝青混凝土料鏟除,最后用鋼輪壓路機按縱向15 cm間隔逐步錯輪跨越縱向接縫進(jìn)行壓實[3]。

        3)橫向接縫。在下次攤鋪前,用平整度儀或3米直尺檢查端部平整度,將不符合要求的端部切除,在切割面上涂上乳化瀝青,用攤鋪機熨平板或熱料進(jìn)行預(yù)熱軟化,必要時用人工刮灑1層細(xì)料,然后用鋼輪壓路機橫向碾壓,以20 cm/次的寬度向新鋪方向錯移,直至全部在新鋪面上為止。

        7 瀝青路面層間溫度對平整度的影響

        通過在滬杭甬高速公路甬杭向K19+400(四車道)和K19+000(四車道)里程處各埋設(shè)5個數(shù)字式溫度傳感器,每30min測量1次路面和層間溫度,采集數(shù)據(jù)見表1、表2。

        表1 甬杭K19+400(第四車道)處7月、8月道路各結(jié)構(gòu)層溫度

        由表1可以得出:(1)在夏季高溫炎熱季節(jié),瀝青路面表面層溫度最高,道路結(jié)構(gòu)層越往下,溫度越低。(2)瀝青路面日最高、最低溫度均出現(xiàn)在表面層。(3)從路表向下至監(jiān)控點底層,各結(jié)構(gòu)層最高溫度出現(xiàn)時段逐漸延遲。(4)與氣象溫度對比,炎熱季節(jié)路面日最高溫度比當(dāng)日最高氣溫平均高20.3 ℃;表面層以下4 cm處日最高溫度比當(dāng)日最高氣溫平均高13.9 ℃。(5)道路中面層日最高溫度已超過目前采用的普通瀝青軟化點(46~48℃),在中面層瀝青混合料采用非骨架結(jié)構(gòu)型級配情況下,若不采取措施,容易形成車轍、擁包和推移等病害。

        表2 甬杭K19+000(第四車道)處7月、8月道路各結(jié)構(gòu)層溫度

        而在接下來的幾天中,當(dāng)路面日最高溫度達(dá)到55℃并持續(xù)0.5 h以上時,安排對測溫點前后(甬杭K19+500~K18+950)進(jìn)行3次灑水降溫(主要時段為12:00~15:00),灑水后各結(jié)構(gòu)層溫度變化情況見表3。

        表3 不同層位灑水前后的降溫差

        由此可以得出:

        1)強制灑水降溫后路面表面層溫度平均下降6.0 ℃,中面層(表面層以下4 cm處)溫度平均下降0.3 ℃。

        2)從路表往下各結(jié)構(gòu)層最高溫度出現(xiàn)時間逐漸延遲,在灑水以后中面層及以下各結(jié)構(gòu)層溫度差大部分仍為正值(最大降幅僅為1.1 ℃),表明灑水對中面層及以下各結(jié)構(gòu)層溫度影響不明顯。

        3)灑水日(路表溫度高于55℃時)中面層最高溫度均未低于49℃,已高于目前采用的普通瀝青軟化點,極易引起車轍、擁包和推移等病害,建議中面層瀝青材料軟化點指標(biāo)應(yīng)高于55℃。

        8 結(jié)語

        高速公路瀝青路面平整度是施工技術(shù)、人員素質(zhì)、養(yǎng)護(hù)管理的綜合體現(xiàn)。造成路面不平整的因素很多,對平整度影響因素的分析可以科學(xué)合理地指導(dǎo)路面施工及后期養(yǎng)護(hù),有效提高車輛行駛的舒適性,具有重要意義。

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