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市政道路沥青路面平整度的施工技术研究

文章来源:网友投稿 时间:2023-07-26 18:35:04

刘伟

安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司

市政道路大多采用沥青路面,平整度是衡量沥青路面质量与使用效果的关键指标,如果路面平整度较差,不仅影响行车舒适性,还有可能引起各类路面病害。因此,在实际的工程施工中,需要在掌握沥青路面平整度主要影响因素的基础上,采取有效措施加以严格控制,以保证施工完成后的沥青路面平整度达到预期标准要求。

某市政道路工程02标总长约20.6km,起点桩号为K0+000,终点桩号为K205+830.329,其主线路面采用沥青混凝土路面,由上至下依次为:4cm厚SMA-13沥青混凝土、6cm厚AC-20沥青混凝土、8cm厚ATB-25沥青碎石。为切实保证路面的施工质量,改善行车舒适度,对路面平整度提出了极高要求,其中,对于下面层结构,其平整度标准差应控制在1.0mm以内,合格率需达到85%以上;
对于中面层结构,其平整度标准差应控制在0.8mm以内,合格率需达到90%以上;
对于上面层结构,其平整度标准差应控制在0.6mm以内,合格率需达到95%以上;
对于面层接缝部位,其平整度检测借助6m直尺进行,中面层和下面层的间隙不能超过2.0mm;
对于桥头部分的中面层结构,其平整度检测借助6m直尺进行,要求间隙不得超过1.0mm;
对于上面层施工缝,需设置在正交桥桥面伸缩缝处,以此实现零接缝的目标。为有效控制路面平整度,满足以上各项质量要求,经多次试验,对施工中的平整度控制开展系统分析与研究,同时结合相关实践经验,达到预期的平整度控制目标。

以沥青路面的施工工艺与现场施工积累的经验,对沥青路面成型后的平整度有较大影响的因素主要包括以下几点:

1.在施工准备阶段可能对沥青路面成型后平整度造成影响的因素包括:基层成型后的平整度;
封层结构的均匀性;
技术交底是否全面和针对;
基层施工中挂线高度控制是否准确;
施工接头部位是否平整。

2.在混合料生产阶段可能对沥青路面成型后平整度造成影响的因素包括:原材料自身质量与混合料生产质量及其是否稳定;
碎石颗粒的粒径与针片状颗粒的实际含量;
混合料拌制过程中的温度。

3.在混合料运输阶段可能对沥青路面成型后平整度造成影响的因素包括:现场是否出现了长时间停机待料的情况;
是否对运输车辆采取了有效保温措施;
运输车辆和摊铺设备之间是否产生碰撞。

4.在混合料摊铺阶段可能对沥青路面成型后平整度造成影响的因素包括:摊铺设备的行驶速度是否与压路机碾压速度良好匹配;
摊铺开始前是否对摊铺设备的熨平板进行充分预热;
摊铺施工中是否对摊铺设备之前的尾料进行妥善处理;
对摊铺设备行走速度进行的控制是否稳定。

5.在混合料碾压阶段可能对沥青路面成型后平整度造成影响的因素包括:对施工接头采用的碾压方法是否合适;
碾压速度是否均匀;
对碾压接头采取的施工方法是否得当;
碾压遍数的确定是否合适;
碾压时是否存在漏压的情况。

通过对上述可能影响到沥青路面成型后平整度的各方面因素,在实际的沥青路面施工中,要想保证路面平整度,应高度重视四个均匀与两个接头。其中,四个均匀是指混合料的级配应达到合理与均匀、温度控制应达到均匀、摊铺速度应达到均匀、碾压速度应达到均匀;
而两个接头是指对碾压接头进行严格控制和对施工接头进行严格控制。

1.施工准备阶段平整度控制

(1)在水稳碎石层施工过程中应按照相关标准对平整度进行严格控制,以此为ATB-25基层施工奠定良好基础。

(2)在撒布封层碎石材料的过程中应达到均匀,当出现撒布过量的现象时,应使用风机将其清理干净,而当出现撒布数量不足的情况时,应及时补撒。

(3)开工前为生产班组、运输班组、摊铺班组和碾压班组进行严格的技术交底,做好数据量化工作,确保技术交底工作具有良好的指导性。

(4)ATB-25层施工开始前做好挂线高度的计算与复核,确保挂线高度准确无误。因挂线钢钎的分布较为密集,容易产生人为误差,且全部进行复查又有很大的难度,所以应改用平衡梁的方法。

(5)在施工接头部位使用切割机进行横向缝切割,并利用人工实施凿毛,形成均匀的毛茬。

(6)在压实施工开始前,对于设备管理人员,需对设备轮胎的胎压与新旧程度进行检查,尽量确保新旧一致且压力相同。

2.配合比设计

目前,配合比设计工作分三步,即目标配合比、生产配合比与配合比验证。施工单位应选取具有代表性样品送往有资质单位完成马歇尔试验。试验应间隔0.5%材料用量进行一次。经计算,获得的混合料性能为孔隙率、含水率以及饱和度等。经性能指标对比确定最佳沥青用量,进而获得目标配合比。而后,就可按照冷料配合比,将材料送至冷料仓。此外,集料应通过筛分与除尘处理在投至热料仓,经拌和机械处理,就可着手开展样品的放料与选取工作。实验室应运用四分法对样品进行筛分,以确定各料仓级配组成。经马歇尔试验后,就可获得最佳混合料油石比,进而获得生产配合比。最后,对配合比进行验证。即通过分析对比混合料稳定性与水稳性指标,确定最佳拌和温度。同时,分析混合料沥青用量、含水量以及油石比等参数,就可着手后续平整度施工控制工作。

3.明确施工工艺

为使SMA-13沥青施工技术应用控制达到预期效果,应将SMA-13沥青混凝土材料的施工温度控制在160℃~170℃之间。具体施工应借助机械设备对沥青材料进行喷洒。此过程要对喷嘴高度进行严格控制,结合公路原路面实际情况,采用雾状喷洒方式来保证沥青混凝土路面厚度的均匀效果。在喷洒SBS改性沥青混凝土材料操作过程,应做好碎石材料的摊铺工作,即通过均匀性控制来满足路面工程建设的强度需求。摊铺施工完毕后,应借助9t~16t的压路机对路面进行碾压处理。具体碾压次数为3次~4次,才能达到路面压实施工控制目标。在压路机设备运行控制方面,应采用直线匀速方法开展碾压施工。碎石摊铺作业完成后,才可运用SMA-13沥青混凝土材料进行喷洒作业。值得注意的是,实际路面施工技术运用过程,如发现问题,应及时进行处理,以避免对路面工程建设使用的平整度造成影响。

由于SMA-13沥青混合料对施工工作开展要求较高,因此,摊铺施工前,应清理与检查路面基层作用状态,通过检查基层平整度与压实度情况,来优化施工作业环境。对于出现凹陷凸起的部位,应采用填筑、压实方式处理。如压实度达不到施工要求,则要通过补压施工处理。当基层修补完成后,应将透层油铺洒至基层表面,为与SBS改性沥青面层黏结效果控制提供条件。这里的透层油针入度应超过或是等于100。

4.混合料生产阶段平整度控制

(1)混合料的生产应严格按照相关技术规范及设计要求进行,严格把控原材料与混合料生产质量,保证原材料的级配保持稳定。

(2)定期对热料仓实施筛分。

(3)在做好混合料筛分的同时还应保证铺面外观,及时对混合料的级配进行优化。

(4)定期对拌和楼的筛网进行检查,防止产生堵塞或破损现象。

(5)定期校核拌和楼计量装置与温度控制装置。

5.混合料运输阶段平整度控制

(1)备好混合料运输车,确保运输通道保持通畅,尽量减少或避免停机待料。

(2)加强运输车辆保温,避免混合料温度快速下降。

(3)准确计算运输车辆的停车距离。在实际施工中,每辆车可以运输32m3的混合料,路面宽11.25m,松铺厚度9.5cm,每辆车运输的混合料可以摊铺30m左右。后一辆运输车在前一辆摊铺完成前5m的位置停车,待前一辆运输车的混合料卸料结束后,后一辆立即倒至摊铺设备之前,确保两车的衔接达到紧密。

(4)在运输车倒车过程中现场应指派专人负责指挥,以免与摊铺设备发生碰撞。

(5)由摊铺设备顶推运输车前轮一同前进,对此不建议使用车厢长度较大的运输车,否则可能无法推动运输车前进。

(6)卸料过程也应指派专人进行指挥,及时将散落于摊铺设备之前的混合料清除干净,以免给之后的摊铺施工造成影响。

6.混合料摊铺阶段平整度控制

(1)在每天摊铺施工开始前都要对摊铺设备夯锤进行检查,确定其皮带是否张紧,以免由于振捣频率及夯实次数不符导致初始夯实效果不同而影响路面的平整度。

(2)开工前对摊铺设备熨平板实际光滑程度进行检查,避免由于熨平板底部光滑度较差导致摊铺完成的表面产生拉痕,对路面摊铺完成后的平整度造成影响。

(3)对摊铺设备的熨平板做好预热,使温度达到100℃以上,通常情况下要连续预热1h以上的时间,这样是为了防止熨平板和混合料之间发生粘连。

(4)摊铺速度应保持均匀,具体的摊铺速度需要与混合料生产能力与运输能力良好匹配。该工程混合料生产能力为300t/h,路面宽11.25m,通过计算可得单位时间摊铺长度为115m,据此需将摊铺速度确定为不超过2.3m/min。

(5)摊铺时摊铺设备的螺旋布料器运转速度应保持均匀,且两侧料位高度应保持一致。布料器实际埋深应达到2/3以上,防止混合料产生离析,导致局部松铺系数发生波动。

(6)在切换料车的过程中,需将摊铺设备的走行速度调整至0.5m/min,尽量不停止运转,保证摊铺施工的连续性。

(7)摊铺设备每卸2车料~3车料进行一次收斗,每次收1/2。如果收斗次数过多可能导致局部粗料数量较多,使压实系数发生变化,对平整度控制造成不利影响。

(8)摊铺时混合料的温度应达到160℃以上。

7.混合料碾压阶段平整度控制

(1)混合料碾压施工需按照先初压、再复压、最后终压的程序进行。结合现场具体情况,初压设备为双钢轮压路机,碾压遍数为3遍,复压设备为胶轮压路机,碾压遍数为6遍,终压设备为双钢轮压路机,碾压遍数为2遍。

(2)碾压需按照由低至高的方向进行,该工程主线路面中间比两边略高,对此需按照从两边到中间的方向碾压。

(3)在初压过程中,待首个压路机完成阶梯碾压施工后,由第二台压路机按照从两边到中间的方向连续碾压,在碾压接头部位按照斜向45°连续行进。在第二台压路机到达路面中间后,首个压路机开始从边部进行碾压,直到将内侧碾压完毕。碾压时压路机前进过程为静压,后退过程为弱振压。后退时,应超出碾压接头5m~10m,在每次从接头部位经过时,都要进行弱振压。

(4)初压结束后借助胶轮压路机按照从外到内的方向进行复压,其速度应控制在2km/h~3km/h范围内。在首个压路机到达路面中间后,后一台方可开始从边部进行碾压。采用两台胶轮压路机依次实施碾压,每台的碾压遍数均为3遍。复压时为防止漏压,一般不进行分区。

(5)复压结束后借助双钢轮压路机连续碾压2遍实施收面。

(6)施工接头部位一般为弧状,需从两边逐渐碾压到边缘处,整个过程中的速度应保持均匀。

(7)碾压施工速度必须保持均匀,压路机不可紧急制动或突然启动或随意停车或调头,当必须经过压实完成的路面时,应将压路机的振动装置完全关闭。

(8)在现场指派专人使用6m直尺对接头处和其它异常部位的横纵向平整度进行检测,当发现平整度不符合要求的部位时,应立即补充碾压。

(9)对碾压时压路机喷水量进行严格控制,以不沾轮为准,防止喷水过多。

(10)初压开始时,混合料的温度应达到160℃以上,碾压完成后,混合料表面温度应达到90℃以上,在开放路段的交通时,路面温度不能超过50℃。

沥青路面平整度重点控制部位包括:两次施工之前的接头部位;
摊铺设备停机与收斗处;
碾压接头;
压路机轮迹重叠部位;
肉眼观察发现的不平整部位。

为避免产生太大离散性,保证合格率,使路面的平整度满足相关质量标准,在现场施工中进行的平整度检测必须完全按照单点检测标准实施,具体指标为:ATB基层顶面平整度不能超过1.5mm,AC面层顶面平整度不能超过1.0mm,SMA面层顶面平整度不能超过0.8mm。以SMA-13沥青混合料施工质量检测控制过程为例,施工单位采用钻芯取样法对路面的压实度进行了检测,检测共选取样品5组,在实验室对压实度进行分析并与设计值进行对比,该公路设计要求路面压实度不得小于96%。经检测,施工完成后,样品压实度均高出设计要求,施工质量达标。

此外,施工中应指派专人做好单点检测工作,在摊铺施工中重点对摊铺设备停机处、收斗处和肉眼观察发现的不平整部位进行检测。在碾压施工中重点对两次施工之间的接头部位、摊铺设备停机处和收斗处、碾压接头、压路机轮迹重叠部位以及肉眼观察发现的不平整部位进行检测。

平整度检测具体可分成横向与纵向两项,其中,纵向检测需在每条车道连续检测2处,与车道中心两侧分别相距1.1m和硬路肩中心,重点对两次施工之间的接头部位、摊铺设备停机处于收斗处、碾压接头、压路机轮迹重叠处进行检测;
而横向检测重点对两次施工之间的接头部位、摊铺设备停机处于收斗处、碾压接头与肉眼观察发现的不平整部位进行检测。

在每天施工结束后,需在正式开放交通之前进行一次平整度检测,以此及时发现和解决潜在的问题,为之后的各项施工作业提供良好指导。以中面层为例,通过现场试验人员严格检测,其平整度标准差只有0.61mm,合格率可达到98.52%,实现了预期的控制目标。

综上所述,沥青路面是我国市政道路最常用的路面形式,为满足城市居民出行要求,无论是安全性还是舒适性都得到了人们的高度重视。根据可能对沥青路面成型后平整度造成影响的各方面因素,在不同施工阶段制定有效的平整度控制措施,以此从根本上解决沥青路面施工平整度控制问题,达到高于规范要求的平整度,进一步促进沥青路面发展,为后续其他类似项目的沥青路面施工提供有效解决方案及经验借鉴。

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