劉偉
安徽省交通規(guī)劃設(shè)計研究總院股份有限公司
市政道路大多采用瀝青路面,平整度是衡量瀝青路面質(zhì)量與使用效果的關(guān)鍵指標,如果路面平整度較差,不僅影響行車舒適性,還有可能引起各類路面病害。因此,在實際的工程施工中,需要在掌握瀝青路面平整度主要影響因素的基礎(chǔ)上,采取有效措施加以嚴格控制,以保證施工完成后的瀝青路面平整度達到預期標準要求。
某市政道路工程02標總長約20.6km,起點樁號為K0+000,終點樁號為K205+830.329,其主線路面采用瀝青混凝土路面,由上至下依次為:4cm厚SMA-13瀝青混凝土、6cm厚AC-20瀝青混凝土、8cm厚ATB-25瀝青碎石。為切實保證路面的施工質(zhì)量,改善行車舒適度,對路面平整度提出了極高要求,其中,對于下面層結(jié)構(gòu),其平整度標準差應控制在1.0mm以內(nèi),合格率需達到85%以上;對于中面層結(jié)構(gòu),其平整度標準差應控制在0.8mm以內(nèi),合格率需達到90%以上;對于上面層結(jié)構(gòu),其平整度標準差應控制在0.6mm以內(nèi),合格率需達到95%以上;對于面層接縫部位,其平整度檢測借助6m直尺進行,中面層和下面層的間隙不能超過2.0mm;對于橋頭部分的中面層結(jié)構(gòu),其平整度檢測借助6m直尺進行,要求間隙不得超過1.0mm;對于上面層施工縫,需設(shè)置在正交橋橋面伸縮縫處,以此實現(xiàn)零接縫的目標。為有效控制路面平整度,滿足以上各項質(zhì)量要求,經(jīng)多次試驗,對施工中的平整度控制開展系統(tǒng)分析與研究,同時結(jié)合相關(guān)實踐經(jīng)驗,達到預期的平整度控制目標。
以瀝青路面的施工工藝與現(xiàn)場施工積累的經(jīng)驗,對瀝青路面成型后的平整度有較大影響的因素主要包括以下幾點:
1.在施工準備階段可能對瀝青路面成型后平整度造成影響的因素包括:基層成型后的平整度;封層結(jié)構(gòu)的均勻性;技術(shù)交底是否全面和針對;基層施工中掛線高度控制是否準確;施工接頭部位是否平整。
2.在混合料生產(chǎn)階段可能對瀝青路面成型后平整度造成影響的因素包括:原材料自身質(zhì)量與混合料生產(chǎn)質(zhì)量及其是否穩(wěn)定;碎石顆粒的粒徑與針片狀顆粒的實際含量;混合料拌制過程中的溫度。
3.在混合料運輸階段可能對瀝青路面成型后平整度造成影響的因素包括:現(xiàn)場是否出現(xiàn)了長時間停機待料的情況;是否對運輸車輛采取了有效保溫措施;運輸車輛和攤鋪設(shè)備之間是否產(chǎn)生碰撞。
4.在混合料攤鋪階段可能對瀝青路面成型后平整度造成影響的因素包括:攤鋪設(shè)備的行駛速度是否與壓路機碾壓速度良好匹配;攤鋪開始前是否對攤鋪設(shè)備的熨平板進行充分預熱;攤鋪施工中是否對攤鋪設(shè)備之前的尾料進行妥善處理;對攤鋪設(shè)備行走速度進行的控制是否穩(wěn)定。
5.在混合料碾壓階段可能對瀝青路面成型后平整度造成影響的因素包括:對施工接頭采用的碾壓方法是否合適;碾壓速度是否均勻;對碾壓接頭采取的施工方法是否得當;碾壓遍數(shù)的確定是否合適;碾壓時是否存在漏壓的情況。
通過對上述可能影響到瀝青路面成型后平整度的各方面因素,在實際的瀝青路面施工中,要想保證路面平整度,應高度重視四個均勻與兩個接頭。其中,四個均勻是指混合料的級配應達到合理與均勻、溫度控制應達到均勻、攤鋪速度應達到均勻、碾壓速度應達到均勻;而兩個接頭是指對碾壓接頭進行嚴格控制和對施工接頭進行嚴格控制。
1.施工準備階段平整度控制
(1)在水穩(wěn)碎石層施工過程中應按照相關(guān)標準對平整度進行嚴格控制,以此為ATB-25基層施工奠定良好基礎(chǔ)。
(2)在撒布封層碎石材料的過程中應達到均勻,當出現(xiàn)撒布過量的現(xiàn)象時,應使用風機將其清理干凈,而當出現(xiàn)撒布數(shù)量不足的情況時,應及時補撒。
(3)開工前為生產(chǎn)班組、運輸班組、攤鋪班組和碾壓班組進行嚴格的技術(shù)交底,做好數(shù)據(jù)量化工作,確保技術(shù)交底工作具有良好的指導性。
(4)ATB-25層施工開始前做好掛線高度的計算與復核,確保掛線高度準確無誤。因掛線鋼釬的分布較為密集,容易產(chǎn)生人為誤差,且全部進行復查又有很大的難度,所以應改用平衡梁的方法。
(5)在施工接頭部位使用切割機進行橫向縫切割,并利用人工實施鑿毛,形成均勻的毛茬。
(6)在壓實施工開始前,對于設(shè)備管理人員,需對設(shè)備輪胎的胎壓與新舊程度進行檢查,盡量確保新舊一致且壓力相同。
2.配合比設(shè)計
目前,配合比設(shè)計工作分三步,即目標配合比、生產(chǎn)配合比與配合比驗證。施工單位應選取具有代表性樣品送往有資質(zhì)單位完成馬歇爾試驗。試驗應間隔0.5%材料用量進行一次。經(jīng)計算,獲得的混合料性能為孔隙率、含水率以及飽和度等。經(jīng)性能指標對比確定最佳瀝青用量,進而獲得目標配合比。而后,就可按照冷料配合比,將材料送至冷料倉。此外,集料應通過篩分與除塵處理在投至熱料倉,經(jīng)拌和機械處理,就可著手開展樣品的放料與選取工作。實驗室應運用四分法對樣品進行篩分,以確定各料倉級配組成。經(jīng)馬歇爾試驗后,就可獲得最佳混合料油石比,進而獲得生產(chǎn)配合比。最后,對配合比進行驗證。即通過分析對比混合料穩(wěn)定性與水穩(wěn)性指標,確定最佳拌和溫度。同時,分析混合料瀝青用量、含水量以及油石比等參數(shù),就可著手后續(xù)平整度施工控制工作。
3.明確施工工藝
為使SMA-13瀝青施工技術(shù)應用控制達到預期效果,應將SMA-13瀝青混凝土材料的施工溫度控制在160℃~170℃之間。具體施工應借助機械設(shè)備對瀝青材料進行噴灑。此過程要對噴嘴高度進行嚴格控制,結(jié)合公路原路面實際情況,采用霧狀噴灑方式來保證瀝青混凝土路面厚度的均勻效果。在噴灑SBS改性瀝青混凝土材料操作過程,應做好碎石材料的攤鋪工作,即通過均勻性控制來滿足路面工程建設(shè)的強度需求。攤鋪施工完畢后,應借助9t~16t的壓路機對路面進行碾壓處理。具體碾壓次數(shù)為3次~4次,才能達到路面壓實施工控制目標。在壓路機設(shè)備運行控制方面,應采用直線勻速方法開展碾壓施工。碎石攤鋪作業(yè)完成后,才可運用SMA-13瀝青混凝土材料進行噴灑作業(yè)。值得注意的是,實際路面施工技術(shù)運用過程,如發(fā)現(xiàn)問題,應及時進行處理,以避免對路面工程建設(shè)使用的平整度造成影響。
由于SMA-13瀝青混合料對施工工作開展要求較高,因此,攤鋪施工前,應清理與檢查路面基層作用狀態(tài),通過檢查基層平整度與壓實度情況,來優(yōu)化施工作業(yè)環(huán)境。對于出現(xiàn)凹陷凸起的部位,應采用填筑、壓實方式處理。如壓實度達不到施工要求,則要通過補壓施工處理。當基層修補完成后,應將透層油鋪灑至基層表面,為與SBS改性瀝青面層黏結(jié)效果控制提供條件。這里的透層油針入度應超過或是等于100。
4.混合料生產(chǎn)階段平整度控制
(1)混合料的生產(chǎn)應嚴格按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范及設(shè)計要求進行,嚴格把控原材料與混合料生產(chǎn)質(zhì)量,保證原材料的級配保持穩(wěn)定。
(2)定期對熱料倉實施篩分。
(3)在做好混合料篩分的同時還應保證鋪面外觀,及時對混合料的級配進行優(yōu)化。
(4)定期對拌和樓的篩網(wǎng)進行檢查,防止產(chǎn)生堵塞或破損現(xiàn)象。
(5)定期校核拌和樓計量裝置與溫度控制裝置。
5.混合料運輸階段平整度控制
(1)備好混合料運輸車,確保運輸通道保持通暢,盡量減少或避免停機待料。
(2)加強運輸車輛保溫,避免混合料溫度快速下降。
(3)準確計算運輸車輛的停車距離。在實際施工中,每輛車可以運輸32m3的混合料,路面寬11.25m,松鋪厚度9.5cm,每輛車運輸?shù)幕旌狭峡梢詳備?0m左右。后一輛運輸車在前一輛攤鋪完成前5m的位置停車,待前一輛運輸車的混合料卸料結(jié)束后,后一輛立即倒至攤鋪設(shè)備之前,確保兩車的銜接達到緊密。
(4)在運輸車倒車過程中現(xiàn)場應指派專人負責指揮,以免與攤鋪設(shè)備發(fā)生碰撞。
(5)由攤鋪設(shè)備頂推運輸車前輪一同前進,對此不建議使用車廂長度較大的運輸車,否則可能無法推動運輸車前進。
(6)卸料過程也應指派專人進行指揮,及時將散落于攤鋪設(shè)備之前的混合料清除干凈,以免給之后的攤鋪施工造成影響。
6.混合料攤鋪階段平整度控制
(1)在每天攤鋪施工開始前都要對攤鋪設(shè)備夯錘進行檢查,確定其皮帶是否張緊,以免由于振搗頻率及夯實次數(shù)不符導致初始夯實效果不同而影響路面的平整度。
(2)開工前對攤鋪設(shè)備熨平板實際光滑程度進行檢查,避免由于熨平板底部光滑度較差導致攤鋪完成的表面產(chǎn)生拉痕,對路面攤鋪完成后的平整度造成影響。
(3)對攤鋪設(shè)備的熨平板做好預熱,使溫度達到100℃以上,通常情況下要連續(xù)預熱1h以上的時間,這樣是為了防止熨平板和混合料之間發(fā)生粘連。
(4)攤鋪速度應保持均勻,具體的攤鋪速度需要與混合料生產(chǎn)能力與運輸能力良好匹配。該工程混合料生產(chǎn)能力為300t/h,路面寬11.25m,通過計算可得單位時間攤鋪長度為115m,據(jù)此需將攤鋪速度確定為不超過2.3m/min。
(5)攤鋪時攤鋪設(shè)備的螺旋布料器運轉(zhuǎn)速度應保持均勻,且兩側(cè)料位高度應保持一致。布料器實際埋深應達到2/3以上,防止混合料產(chǎn)生離析,導致局部松鋪系數(shù)發(fā)生波動。
(6)在切換料車的過程中,需將攤鋪設(shè)備的走行速度調(diào)整至0.5m/min,盡量不停止運轉(zhuǎn),保證攤鋪施工的連續(xù)性。
(7)攤鋪設(shè)備每卸2車料~3車料進行一次收斗,每次收1/2。如果收斗次數(shù)過多可能導致局部粗料數(shù)量較多,使壓實系數(shù)發(fā)生變化,對平整度控制造成不利影響。
(8)攤鋪時混合料的溫度應達到160℃以上。
7.混合料碾壓階段平整度控制
(1)混合料碾壓施工需按照先初壓、再復壓、最后終壓的程序進行。結(jié)合現(xiàn)場具體情況,初壓設(shè)備為雙鋼輪壓路機,碾壓遍數(shù)為3遍,復壓設(shè)備為膠輪壓路機,碾壓遍數(shù)為6遍,終壓設(shè)備為雙鋼輪壓路機,碾壓遍數(shù)為2遍。
(2)碾壓需按照由低至高的方向進行,該工程主線路面中間比兩邊略高,對此需按照從兩邊到中間的方向碾壓。
(3)在初壓過程中,待首個壓路機完成階梯碾壓施工后,由第二臺壓路機按照從兩邊到中間的方向連續(xù)碾壓,在碾壓接頭部位按照斜向45°連續(xù)行進。在第二臺壓路機到達路面中間后,首個壓路機開始從邊部進行碾壓,直到將內(nèi)側(cè)碾壓完畢。碾壓時壓路機前進過程為靜壓,后退過程為弱振壓。后退時,應超出碾壓接頭5m~10m,在每次從接頭部位經(jīng)過時,都要進行弱振壓。
(4)初壓結(jié)束后借助膠輪壓路機按照從外到內(nèi)的方向進行復壓,其速度應控制在2km/h~3km/h范圍內(nèi)。在首個壓路機到達路面中間后,后一臺方可開始從邊部進行碾壓。采用兩臺膠輪壓路機依次實施碾壓,每臺的碾壓遍數(shù)均為3遍。復壓時為防止漏壓,一般不進行分區(qū)。
(5)復壓結(jié)束后借助雙鋼輪壓路機連續(xù)碾壓2遍實施收面。
(6)施工接頭部位一般為弧狀,需從兩邊逐漸碾壓到邊緣處,整個過程中的速度應保持均勻。
(7)碾壓施工速度必須保持均勻,壓路機不可緊急制動或突然啟動或隨意停車或調(diào)頭,當必須經(jīng)過壓實完成的路面時,應將壓路機的振動裝置完全關(guān)閉。
(8)在現(xiàn)場指派專人使用6m直尺對接頭處和其它異常部位的橫縱向平整度進行檢測,當發(fā)現(xiàn)平整度不符合要求的部位時,應立即補充碾壓。
(9)對碾壓時壓路機噴水量進行嚴格控制,以不沾輪為準,防止噴水過多。
(10)初壓開始時,混合料的溫度應達到160℃以上,碾壓完成后,混合料表面溫度應達到90℃以上,在開放路段的交通時,路面溫度不能超過50℃。
瀝青路面平整度重點控制部位包括:兩次施工之前的接頭部位;攤鋪設(shè)備停機與收斗處;碾壓接頭;壓路機輪跡重疊部位;肉眼觀察發(fā)現(xiàn)的不平整部位。
為避免產(chǎn)生太大離散性,保證合格率,使路面的平整度滿足相關(guān)質(zhì)量標準,在現(xiàn)場施工中進行的平整度檢測必須完全按照單點檢測標準實施,具體指標為:ATB基層頂面平整度不能超過1.5mm,AC面層頂面平整度不能超過1.0mm,SMA面層頂面平整度不能超過0.8mm。以SMA-13瀝青混合料施工質(zhì)量檢測控制過程為例,施工單位采用鉆芯取樣法對路面的壓實度進行了檢測,檢測共選取樣品5組,在實驗室對壓實度進行分析并與設(shè)計值進行對比,該公路設(shè)計要求路面壓實度不得小于96%。經(jīng)檢測,施工完成后,樣品壓實度均高出設(shè)計要求,施工質(zhì)量達標。
此外,施工中應指派專人做好單點檢測工作,在攤鋪施工中重點對攤鋪設(shè)備停機處、收斗處和肉眼觀察發(fā)現(xiàn)的不平整部位進行檢測。在碾壓施工中重點對兩次施工之間的接頭部位、攤鋪設(shè)備停機處和收斗處、碾壓接頭、壓路機輪跡重疊部位以及肉眼觀察發(fā)現(xiàn)的不平整部位進行檢測。
平整度檢測具體可分成橫向與縱向兩項,其中,縱向檢測需在每條車道連續(xù)檢測2處,與車道中心兩側(cè)分別相距1.1m和硬路肩中心,重點對兩次施工之間的接頭部位、攤鋪設(shè)備停機處于收斗處、碾壓接頭、壓路機輪跡重疊處進行檢測;而橫向檢測重點對兩次施工之間的接頭部位、攤鋪設(shè)備停機處于收斗處、碾壓接頭與肉眼觀察發(fā)現(xiàn)的不平整部位進行檢測。
在每天施工結(jié)束后,需在正式開放交通之前進行一次平整度檢測,以此及時發(fā)現(xiàn)和解決潛在的問題,為之后的各項施工作業(yè)提供良好指導。以中面層為例,通過現(xiàn)場試驗人員嚴格檢測,其平整度標準差只有0.61mm,合格率可達到98.52%,實現(xiàn)了預期的控制目標。
綜上所述,瀝青路面是我國市政道路最常用的路面形式,為滿足城市居民出行要求,無論是安全性還是舒適性都得到了人們的高度重視。根據(jù)可能對瀝青路面成型后平整度造成影響的各方面因素,在不同施工階段制定有效的平整度控制措施,以此從根本上解決瀝青路面施工平整度控制問題,達到高于規(guī)范要求的平整度,進一步促進瀝青路面發(fā)展,為后續(xù)其他類似項目的瀝青路面施工提供有效解決方案及經(jīng)驗借鑒。