淺談公路面層機鋪掛線法的檢測與控制

孫衍泉

(山東省肥城市公路局)

1 方法與簡介

目前，我國高等級公路面層施工主要用攤鋪機攤鋪，鋪筑的基層及瀝青混凝土面層平整度、橫坡度、縱坡、高程、強度和厚度等都達到了規(guī)范和合同的要求，從而避免了人工或平地機施工過程中配料不準(zhǔn)、拌和不勻、反復(fù)找平、厚度難以控制、強度降低等問題，不僅提高了工程質(zhì)量，而且加快了工程進度?，F(xiàn)在先進的攤鋪機都具有自動找平裝置，自動找平時，對于基層及瀝青下、中面層攤鋪施工時，需要有一個準(zhǔn)確的縱坡基準(zhǔn)面，選擇基準(zhǔn)面有兩種方式:一是現(xiàn)成參考物，如路緣石、下承層等，但因路緣石、下承層等不平整、有凹凸、波浪，一般不予采用;二是采用掛線法，俗稱“走鋼絲”，即左右兩側(cè)掛線，鋼絲繩引導(dǎo)，以設(shè)計標(biāo)高為參照系的絕對基準(zhǔn)控制高程的方式。第二種方式的優(yōu)點是可在大范圍內(nèi)相對準(zhǔn)確地控制設(shè)計標(biāo)高、縱橫坡、厚度和平整度，但采用此法要求操作中各個環(huán)節(jié)都必須從嚴(yán)要求。施工上面層時，不需掛線，采用浮動基準(zhǔn)梁(又稱平衡梁或平均梁)或“走雪撬”的基準(zhǔn)控制方法。掛線法的測量工作主要有施工前測量、放樣、施工中檢測、校核等，下面結(jié)合作者近幾年來在工程實踐中的具體應(yīng)用，簡要介紹掛線法中的一些新的、操作簡單實用的測量方法、檢測控制及注意事項，提供給同行參考，并望給以補充和完善。

2 施工前測量工作

高等級公路路面施工是施工的最終一個環(huán)節(jié)，也是最主要而要害的一個環(huán)節(jié)。測量工作是一項非常關(guān)鍵的基礎(chǔ)性工作，它貫穿整個路面面層施工，包括底基層、基層、下面層、上面層等施工全過程，這項工作若有閃失，給整個工程造成的負面影響是顯著的，重則工程報廢，少則部分返工。因而，對施工放樣的精度要求要比路基施工階段高。當(dāng)路基工程根本竣工后，經(jīng)由施工單位會同施工監(jiān)理人員，按設(shè)計文件要求對路基中線、高程、寬度、邊坡坡度等查驗及格后方可進行面層中底基層筑鋪。面層的施工測量就是控制這些構(gòu)造層的平面位置和高程。因而，路面各構(gòu)造層的施工測量任務(wù)包括施工前、施工過程和施工后驗收等工作。

2.1 用具準(zhǔn)備

掛基準(zhǔn)線所用的鐵釬立桿(立桿上套有可上下滑動的橫桿)50根以上，長度為50～70cm、張緊拉力器4個，拉力以3T為宜，鐵錘2把，φ2～2.5mm的鋼絲繩最少4段，每段100～250m為宜，每側(cè)各2段，以便連續(xù)作業(yè)，在未走完本段鋼絲之前，下段鋼絲已經(jīng)架設(shè)完成，保證不間斷施工。

2.2 測量放樁

測量工作十分關(guān)鍵，各施工單位常用的方法是:在攤鋪前測量人員隨在地面固定鋼釬立桿，隨用水準(zhǔn)儀測量確定橫桿掛線處高程，這種傳統(tǒng)方式費時、費力，一旦碰撞立桿須重新架鏡測量，很是麻煩。本文敘述的方法是:在施工前一天，測量人員用紅外測距儀或經(jīng)緯儀恢復(fù)出路線中心線，并沿縱向，每一定距離為一個斷面，每個斷面上沿中樁橫斷方向在待鋪面層邊沿外一定距離(一般為40～60cm)做上木樁或鐵釘，供水準(zhǔn)測量用。在攤鋪前對整個路段的木樁或鐵釘進行標(biāo)高測量，并計算出掛線高度L，為攤鋪機掛線攤鋪提供高程依據(jù)。測量放樁間隔:直線段每10m一樁，曲線段每5m一樁，在匝道上樁位應(yīng)加密，每2.5m一樁，以達到面層縱向線形順暢美觀。在測量控制過程中，根據(jù)攤鋪層設(shè)計標(biāo)高及下承層實測標(biāo)高確定鋼絲線標(biāo)高，進而計算出掛線高度。掛線高度計算公式

式中:L為掛線高度，即木樁或鐵釘至鋼絲繩的距離，m;H1為底層頂面實測標(biāo)高，即攤鋪層下面一層的實測標(biāo)高，m;H2為上層表面設(shè)計標(biāo)高，即攤鋪層的理論標(biāo)高，m;A為預(yù)定的松鋪系數(shù)，水泥穩(wěn)定層的松鋪系數(shù)一般為1.15～1.25，瀝青面層的松鋪系數(shù)一般為1.15～1.35，數(shù)值大小與攤鋪機夯錘力、材料級配等有一定關(guān)系，具體數(shù)值需要通過試鋪碾壓試驗段確定;L1為掛線高度距虛鋪面高度，即預(yù)定高度，一般為鋁合金桿厚度，具體用法下文做詳細介紹，m;L2為木樁或鐵釘距面層邊緣橫向距離，m;P為路面橫坡度，％。

下面通過計算實例來說明具體計算方法。

某高速公路瀝青路面下面層施工，其某一樁號瀝青層邊緣設(shè)計高程98.76m，基層邊緣實測高程98.70m，路面松鋪系數(shù)通過試驗段確定為1.20，鋁合金厚度0.08m，樁位處木樁頂標(biāo)高為98.43m，距瀝青面層邊緣的距離為0.6m，路面橫坡度2％。

根據(jù)本文中的掛線高度值計算公式，將有關(guān)數(shù)據(jù)代入公式后，就可計算出逐樁的掛線高度值

在進行以上數(shù)據(jù)計算時，如果用傳統(tǒng)方法，測量人員需要做大量的計算工作，只能帶著提前計算好的線路逐樁坐標(biāo)、高程資料，進行外業(yè)測量工作，機動性很差，現(xiàn)場查找也不方便。如果測量技術(shù)人員配備了CASIO系列FX-5800P、FX-4800PA或FX-4500PA可編程計算器，外業(yè)測量前，將計算路線坐標(biāo)、高程的公式及計算鋼絲繩高度的公式輸入到計算器中并加以保存，測量計算時，只需輸入樁號及水準(zhǔn)尺讀數(shù)等數(shù)據(jù)即可馬上計算出需要知道的數(shù)據(jù)，這樣外業(yè)測量工作不再需要帶線路逐樁坐標(biāo)、高程等資料，不但方便而且及時準(zhǔn)確?？删幊逃嬎闫鞯膹V泛應(yīng)用可大大提高工作效率和測量成果的質(zhì)量。

2.3 架設(shè)基準(zhǔn)繩

基準(zhǔn)鋼絲繩的架設(shè)質(zhì)量完全取決于施工人員，這樣不可避免會產(chǎn)生一些人為因素的影響。測量和掛線是否準(zhǔn)確，鋼絲繩的張緊程度如何，振動、風(fēng)力等影響因素，基準(zhǔn)鋼絲繩和縱坡傳感器的調(diào)平精度，都會影響到攤鋪路面的平整度。

基準(zhǔn)桿用大錘加固好，橫桿卡口與木樁或鐵釘在一垂直線上，用小鋼尺量出木樁至橫桿卡口的高度，將橫桿固定好，先將基準(zhǔn)繩在地面上張緊到一定程度，再搭放到基準(zhǔn)桿橫桿端頭卡口上。為防止基準(zhǔn)繩從卡口處脫落，要用細鐵絲綁扎加固。基準(zhǔn)繩長度一般為150m，施工前架設(shè)300m的基準(zhǔn)繩，因攤鋪基層相對瀝青面層速度慢，基準(zhǔn)繩可縮短長度。兩端用手拉葫蘆拉住，拉緊力一般為30～40kg。從理論上講，每隔5～10m有一基準(zhǔn)桿支架支撐，這種基準(zhǔn)應(yīng)是絕對準(zhǔn)確的，但是由于架設(shè)時人為誤差、測量誤差、支架間鋼絲繩的拱度以及意外碰撞等，難免產(chǎn)生基準(zhǔn)誤差，這將直接影響到攤鋪層的平整度。一般在支架附近易出現(xiàn)高點并隨之產(chǎn)生波浪。為此每5m設(shè)一支撐樁，避免因鋼絲繩本身重力或支撐間距太大造成基準(zhǔn)線產(chǎn)生的微量撓度，如果此撓度反映到傳感器上，將使攤鋪機在縱向鋪出波浪式路面。

3 檢測與控制

3.1 施工前檢測

施工前要檢測基準(zhǔn)桿是否加固好，基準(zhǔn)繩在橫桿端頭有無松動、偏位，基準(zhǔn)繩張緊度是否合適。目測水平和縱向線形是否順直平滑，如果水平不平順，往往是由于掛線標(biāo)高不準(zhǔn)確或基準(zhǔn)桿松動引起的;如縱向線不順直，是由于基準(zhǔn)繩脫離卡口或基準(zhǔn)桿加固時就不順直造成的，以上問題可根據(jù)不同的原因進行糾正。

3.2 施工中檢測

施工過程中的檢測是非常重要的，控制不好，面層易形成高低起伏的波浪狀。攤鋪機攤鋪前，把一根細線繩的兩端分別輕觸在左右縱向鋼絲線上，用鋼板尺從細線往下量取常數(shù)值，尺下剩余量即為墊板厚度，等攤鋪機熨平板平穩(wěn)地放置在墊板上后，調(diào)整其工作仰角，然后，將自動找平的“觸件”放置在兩側(cè)基準(zhǔn)線上，轉(zhuǎn)動手動輪，調(diào)整至儀表的上下兩黃燈閃爍程度相近，即儀表開始工作后，將會達到攤鋪高程和厚度的要求。為避免基準(zhǔn)桿卡口處固定捆綁基準(zhǔn)鋼絲繩的鐵絲將攤鋪機水平探測桿抬起引起水平高度變化，在施工現(xiàn)場安排專人在水平探桿越過基準(zhǔn)桿的瞬間，將傳感器控制開關(guān)自動撥為手動，越過后再恢復(fù)到自動位置。每過一個樁位就要檢測鋪筑路面的頂面標(biāo)高，誤差控制在規(guī)定值或允許偏差以內(nèi)，通常采用的方法是用水準(zhǔn)儀檢測攤鋪過的面層標(biāo)高。一般斷面測三個點，這樣既可得到標(biāo)高是否達到要求，又可得到鋪筑面層的橫坡度是否在設(shè)計要求之內(nèi)。對于面層標(biāo)高的掌握，通過實踐我們采用三米鋁合金桿進行實時檢測:鋁合金桿橫向置于剛攤鋪過的面層上，桿的外端伸至鋼絲線，如果鋁合金桿頂面正好接觸到鋼絲線就認為標(biāo)高是合適的;如果在鋼絲繩之下一定距離，說明攤鋪面層標(biāo)高偏低;如果在鋼絲繩之上一定距離，說明攤鋪面層標(biāo)高偏高，這時根據(jù)具體情況及時調(diào)整攤鋪機就可以保證鋪筑面層的標(biāo)高。需要注意的是計算掛線高度數(shù)據(jù)時需要將鋁合金厚度考慮進去。這與上面介紹的傳統(tǒng)方法-用水準(zhǔn)儀檢測相比:傳統(tǒng)方法需要最少兩名測量技術(shù)員，四個民工，兩臺水準(zhǔn)儀，而改進方法只需要一名測量技術(shù)員，兩個民工，兩把小鋼尺即可，優(yōu)點是:省工、省時、省力，現(xiàn)場只需少數(shù)人員操作既可。

4 結(jié)束語

以上是作者結(jié)合在工程實踐中的經(jīng)驗，對攤鋪機攤鋪路面掛線法施工中，在一些傳統(tǒng)測量方法上的改進、更新，使得路面施工作業(yè)中的測量技術(shù)工作更先進、省時、省力，鋪筑的路面面層質(zhì)量更好，技術(shù)指標(biāo)更加完善。本方法在實踐中取得了良好的效果，為今后面層施工中掛線法技術(shù)的應(yīng)用提供了有益的實踐經(jīng)驗。

[1] 公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(JTG F40-2004)[S].北京:人民交通出版社，2004.

[2] 胡長順，等.高等級公路路基路面施工技術(shù)[M].北京:人民交通出版社，1994.

[3] 公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)(JTG F80/1-2004)[S].北京:人民交通出版社，2004.