李武峰
(上海遠(yuǎn)通路橋工程有限公司,上海 201213)
瀝青混凝土路面的主要優(yōu)點(diǎn)是施工簡單、行車噪音低、舒適度好,因此被廣泛應(yīng)用于道路及橋梁建設(shè)中。要想延長瀝青混凝土路面的使用壽命,降低后期的維護(hù)保養(yǎng)成本,就必須重視平整度的控制。施工人員在施工時(shí)要掌握路面平整度的影響因素,結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況制定有針對性的計(jì)劃和措施,提高路面平整度,保障施工質(zhì)量。
對于路面工程來說,路基工程是非常重要的。路基工程穩(wěn)定性差會(huì)對路面造成直接影響,嚴(yán)重時(shí)會(huì)對整個(gè)道路工程質(zhì)量產(chǎn)生影響。路基沉降發(fā)生后,路面也會(huì)因此而引起沉降。造成路基沉降的原因有很多,大體上來看主要包括四種:一是路基開挖后必須進(jìn)行回填。施工單位在選擇回填原料時(shí)因選擇不當(dāng)造成沉降。此外,回填原料的配比不合適也會(huì)引起路基沉降;二是公路或橋梁的基礎(chǔ)部位不好,應(yīng)進(jìn)行軟土地基處理的區(qū)域在施工時(shí)沒有采取相應(yīng)措施,影響路基承載力。在路面壓力大于軟土基承載能力時(shí)產(chǎn)生路基沉降;三是一些特殊路段未使用挖填結(jié)合操作。在基坑挖填操作時(shí)由于壓實(shí)問題導(dǎo)致路基沉降;四是地下防水措施未滿足要求。對地表水相對豐富的地區(qū)要做好防水、排水措施,避免因此引起路基沉降。
瀝青混凝土路面施工過程中,粗集料級配、瀝青混合料溫度、施工機(jī)械等都會(huì)對公路路面平整度產(chǎn)生影響。
1.2.1 混凝土的不均勻性
瀝青混凝土是瀝青混凝土路面修建的主要材料。所以,材料質(zhì)量對路面的平整度有直接影響。瀝青混凝土路面早期的變形、網(wǎng)裂、裂紋等都和瀝青混凝土的不均勻性有一定關(guān)系,如表1 所示。
圖1 瀝青混凝土路面裂紋
造成瀝青混凝土不均勻性過大的因素有很多,如材料顆粒、混凝土攪拌問題、運(yùn)輸問題等。首先,瀝青混凝土材料配比選擇不當(dāng)會(huì)影響路面的平整度。比如粗集料級配不合理,配制成的瀝青混凝土料偏軟或者偏硬都會(huì)影響后期路面的平整性;其次,瀝青混凝土材料攪拌不均勻。攪拌不均勻會(huì)影響配料的均勻性,形成花白料,不但增加了后期攤平的難度,而且影響后期路面的平整性。另外,瀝青混凝土攪拌時(shí),如果油石比控制不好也會(huì)影響后期路面的使用,在路面投入使用之后很快被破壞,影響路面平整度。同時(shí),油石比過高造成早期車轍,使路面不平整。拌和料出倉溫度的穩(wěn)定性也會(huì)影響路面平整性;再次,礦料質(zhì)量不滿足要求。礦料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)會(huì)對礦料的抗壓強(qiáng)度產(chǎn)生影響,從而影響到后期路面的使用。在我國,公路上所用的碎石基本從市場上采購而來。各地的碎石加工廠通常規(guī)模較小,一條高速公路路面所用碎石通常需要從多個(gè)碎石場進(jìn)行采購。不同碎石場所用的機(jī)械設(shè)備型號(hào)不同,生產(chǎn)出來的碎石顆粒存在明顯的差別,影響瀝青混凝土路面質(zhì)量;最后,攪拌溫度控制不當(dāng)。攪拌溫度過高造成接頭小坎,過低影響攤鋪。混合料溫度差異過大,攤鋪碾壓后就會(huì)因溫度差過大降低路面平整度,影響路面質(zhì)量[1]。
路面攤鋪是導(dǎo)致地面不平整的主要原因。路面攤鋪是路面成型的最后一步,所以決定了路面質(zhì)量的好壞。路面攤鋪環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,前期的工作等同于徒勞。導(dǎo)致路面攤鋪不平的主要原因如下:一是攤鋪機(jī)械設(shè)備的性能、參數(shù)等對攤鋪的速度和供料產(chǎn)生影響,進(jìn)而影響路面的平整性;二是操作人員的操作水平。攤鋪施工人員的技術(shù)水平高,能夠很好地處理接縫問題,提高路面的平整性;三是攤鋪接縫材料或者填充材料的選擇問題。材料選擇不當(dāng)導(dǎo)致接縫處凸起或者下陷,造成路面不平整。
首先,選擇路堤填料時(shí)應(yīng)優(yōu)先選擇顆粒級配較好的沙礫或者沙礫土,這類填料施工簡單且容易壓實(shí),后期變形小,可以更好地滿足公路彎沉值得要求;其次,應(yīng)結(jié)合平整度要求、壓實(shí)設(shè)備,在試驗(yàn)之后確定每層的最佳攤鋪厚度,保障路基壓實(shí)與平整。在進(jìn)行碾壓工序時(shí),填料的最佳含水量應(yīng)控制在2%以內(nèi);最后做好路面底基層、基層平整度控制。按照原料的不同高速公路路面底基層包括碎石、二灰土、二灰碎石、水泥穩(wěn)定沙礫等。在實(shí)際工程中主要以前面三種為主。
2.2.1 瀝青混凝土路面原材料控制
中國水利:《意見》明確提出要建立水資源管理責(zé)任和考核制度,考慮到我國南北方水資源條件有較大差異,下一步如何進(jìn)行責(zé)任分解和考核?
要保障瀝青混凝土路面平整性,提高路面的高強(qiáng)度、高溫穩(wěn)定和低溫抗裂、耐久性等品質(zhì),要選擇強(qiáng)度較高、耐磨性較強(qiáng)的材料,使用錘式或者反擊式破碎機(jī)加工的硬質(zhì)石料,選擇粘性好、軟化點(diǎn)高的瀝青。瀝青混凝土粗集料的顆粒級配變異性過大也是當(dāng)前高速公路施工中的共性問題,對路面平整度具有一定的影響[2]。本文認(rèn)為,在瀝青混凝土粗集料選擇時(shí)應(yīng)合理選擇石料開采點(diǎn)和地理位置,進(jìn)行集中生產(chǎn),控制進(jìn)料變異性,做好堆料場硬化處理。對于不同規(guī)格的集料應(yīng)考慮隔離存放。
2.2.2 選擇合適的壓縮比
要提高公路路面的平整度還要選擇合適的壓縮比,準(zhǔn)確掌握松鋪系數(shù)。碾壓前與壓實(shí)后測量與壓實(shí)后的鉆芯必須在一個(gè)位置。松鋪系數(shù)大,不平整的傳遞就越大,所以在施工時(shí)需要選擇相應(yīng)的鋪設(shè)設(shè)備,提高預(yù)壓密實(shí)度,降低不平整的傳遞。圖2 為不平整度和松鋪系數(shù)關(guān)系圖。
圖2 不平整度和松鋪系數(shù)關(guān)系
2.2.3 施工設(shè)備選配
瀝青混凝土路面施工設(shè)備種類很多,但是不同設(shè)備的性能和工藝要求不同。比如振搗梁的振搗次數(shù)與振幅越大說明拌和料的攤鋪初始密度越高,越有利于路面平整度的提升。同時(shí),瀝青混凝土拌和設(shè)備的自動(dòng)化程度越高,拌和料的出料溫度越均勻,混合料的級配越合理,瀝青混凝土的穩(wěn)定性越強(qiáng),越有利于路面平整度的提升。
某高速公路路段的年平均日交通量為18000 輛折算小客車,已達(dá)到二級公路適應(yīng)交通量的上限。堵車現(xiàn)象十分嚴(yán)重,已經(jīng)不能適應(yīng)交通發(fā)展的需求,因此對其進(jìn)行改建。主線按雙向四車道一級公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),整體式路基寬度24.5m,分離式斷面利用舊路作為一幅,舊路路基寬度不變(12m),新建一幅路基寬度為12.25m。
3.2.1 挖方路基
清理路基用地范圍的垃圾、有機(jī)物殘?jiān)驮嫉孛嫦?0cm 內(nèi)的表土、草皮、植物根系等,將其放置到棄土場。建造臨時(shí)排水設(shè)施,確保現(xiàn)場排水良好,避免施工場地積水進(jìn)入自然水源、耕地等造成污染和阻塞。
3.2.2 填方路基
要保障道路施工滿足設(shè)計(jì)要求,在施工前做好線路復(fù)測、交樁、補(bǔ)樁、護(hù)樁、放樣等工作,為后期工程項(xiàng)目施工的順利開展奠定基礎(chǔ),保障施工質(zhì)量。同時(shí),應(yīng)消除現(xiàn)場中妨礙項(xiàng)目施工的障礙物。結(jié)合建設(shè)項(xiàng)目實(shí)際情況對現(xiàn)場進(jìn)行分期分批清除。選擇人工+機(jī)械設(shè)備(例如挖掘機(jī)、推土機(jī))的模式,把原地面的植物殘根、草皮、腐蝕性土壤清理出去,運(yùn)送到棄土場[4]。
項(xiàng)目要求必須清除占地區(qū)域所有的卉、植物和樹木,并對坑穴進(jìn)行填平和壓實(shí)操作。及時(shí)清除施工現(xiàn)場的積水,為正常路基工程建設(shè)提供良好的工作環(huán)境。所以,在清理場地時(shí),使用開挖縱向排水溝,把水排放到溝渠中進(jìn)行排出。路基工程施工過程中必須做好污水排水工作,保障水流暢通。
在浸水路堤施工時(shí)需要先進(jìn)行筑壩圍堰、排水、除草等操作;然后在填筑接口挖成1m 寬、0.5m 高、內(nèi)傾3%的坡度臺(tái)階。
3.2.3 路基填筑
對用于回填土石工程的原材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn);對回填土的塑液限、標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)、有機(jī)物占比、承載比、含水量等開展實(shí)驗(yàn)。此外,還要對石方的強(qiáng)度進(jìn)行試驗(yàn),明確石方抗壓強(qiáng)度。按照要求,強(qiáng)度在15MPa 以下的石方不可以作為回填路基的原料。
填筑之前,根據(jù)橫斷面方向和縱向?qū)⒒讋澇删W(wǎng)格,測量、記錄網(wǎng)格相交點(diǎn)的高程與對應(yīng)的斷面寬度,以設(shè)計(jì)厚度為基礎(chǔ)計(jì)算填方用料(土方≤30cm,石方≤40cm)。
碾壓采用適當(dāng)?shù)膲簩?shí)機(jī)械先靜壓兩次,然后振動(dòng)壓4~6 次,最后使用YZ14C 靜壓2~3 次。土方填筑作業(yè)通過灌砂法檢測壓實(shí)度情況,判斷壓實(shí)是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。石方填筑作業(yè)時(shí)按照碾壓過程中是否存在明顯輪痕、高程跟蹤測量有沒有變化對壓實(shí)度進(jìn)行判斷。如果沒有明顯輪痕且跟蹤測量高程沒有變化,那么認(rèn)為檢測結(jié)果達(dá)到要求。如果檢測壓實(shí)不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求,還需要進(jìn)行補(bǔ)壓,直到符合上述要求。在壓實(shí)過程中記錄機(jī)器的型號(hào)、碾壓順序、速度、次數(shù)等,為后期施工提供參考[5]。
首先加強(qiáng)對原材料質(zhì)量的控制。很多采石場的位置都在相對偏遠(yuǎn)的農(nóng)村地區(qū),生產(chǎn)能力不強(qiáng),無法嚴(yán)格控制材料規(guī)格、生產(chǎn)環(huán)境較差。高速公路路面施工原材料消耗量很大,所以單一的采石場無法滿足施工用量需求,需要同時(shí)從多個(gè)采石場采購。施工單位在進(jìn)行級配時(shí)能夠控制最大粒徑,但很難掌握中間層級路徑。這就造成集料級配變化較大,直接對道路路面平整度產(chǎn)生影響。所以,施工單位要重視原材料質(zhì)量的控制,加強(qiáng)和技術(shù)服務(wù)單位、檢測中心等的聯(lián)系,重視原材料質(zhì)量管理,根據(jù)原材料變化及時(shí)調(diào)整配合比,保障道路鋪筑效果,提高路面平整度。質(zhì)量監(jiān)督管理人員也要重視現(xiàn)場物料的檢查,保障工程質(zhì)量。此外,重視混料溫度的控制,防止混料溫度對路面平整度造成不利影響。
瀝青混凝土路面平整度的影響因素有很多,既包括基層道路基礎(chǔ)因素也包括施工材料選擇因素。路面表層質(zhì)量受瀝青混合影響較大,但是混合物質(zhì)的波動(dòng)會(huì)給平整度帶來直接影響。另外,路面結(jié)構(gòu)形式也會(huì)影響到路面的平整性。施工單位在施工時(shí)要重視各影響因素的控制,提高道路路面平整性,為駕駛?cè)藛T提供舒適的行車環(huán)境,提高道路交通安全。