李依煌
(武漢工程大學土木工程與建筑學院 武漢 430073)
本文分析了瀝青路面的對于平整度的施工方法的影響因素,針對于這一個一個因素,對應了選取了各種方法解決這一竣工驗收重要指標。如,基層的驗收指標,施工中的攤鋪碾壓等控制辦法,用來完善路面的表層性能,保證質量,改善路用性能。本文主要從瀝青混合料的選材到施工到成型各方面均涉及到對于平整度的控制方法,為一線的施工人員或者是技術人員提供了學習和借鑒的資料。
時代的變遷導致人們越來越富有,過上了越來越好的日子,汽車保有量的增加導致人們對路面的質量要求越來越高,從最早的可行駛到現如今的舒適駕駛。路面驗收中,一個重要的指標便是路面的平整度,平整度的好壞直接影響了行車舒適度和汽車的保養問題,平整度不佳的道路會增加油耗,加快輪胎的磨損,嚴重的平整度不合格直接導致行車風險增大。平整度對車輛的影響還體現在汽車行駛理論上,汽車靠著摩擦力在路上行駛,一個不平整的路段會導致汽車對路面不停有著強大的沖擊力,這樣不僅對汽車的整體強度有影響,更是會導致路面出現擁包,推擠等早期病害,增加整個道路的投資維修費用,因此,驗收過程中,平整度的重要程度,不言而喻。
隨著國家的發展,基礎工程的建設如火如荼。各種土木工程的構造物也是越來越多,高速公路的里程增長率也是一年比一年高。到2017年底,中國高速公路通車總里程達到13.65萬km居于世界第一。在瀝青路面發明后,深受廣大駕駛員的喜愛,如今幾乎所有的道路鋪裝形式幾乎都是瀝青混凝土路面。在施工過程的控制,研究方面,中外相比存在著很大的不同與差異。在中國的道路工程施工過程中,很多項目未到設計計劃年限,在早期5年內就開始了出現早期病害,造成這些病害的原因是很復雜的,如原材料,施工,養護等方面,筆者認為,三點中施工過程是最重要的一項原因。現如今的科學研究均停留在理論上,施工過程中的出現的問題仍沒有較好的方法研究解決,施工的過程與理論的不匹配往往是施工過程得不到徹底控制的原因。
本文對瀝青路面的平整度這一指標進行了分析,分析了現行規范對平整度的規定,探究了平整度不符合要求的可能原因和處理措施,最后給出了筆者自己的建議。
瀝青路面平整度指標是反映路面評價及路面施工驗收中的一個重要指標與駕駛員和乘客舒適度和安全質量的一個參考依據,它的計算是以幾何平面為基準,指標為路面縱向和橫向的凸凹程度,即路面實際表面相對于理想平面的豎向偏差。平整度的影響因子和道路設計,施工,養護各部門各方面都息息相關,分布甚廣。
為了檢測評定道路在交竣工驗收的時候是否符合要求,是否符合設計文件和甲方建設單位的要求,國家和部門頒布了很多國家行業標準,如《公路工程質量檢驗評定標準》[1]、《公路瀝青路面施工技術規范》[2]和《公路路基路面現場測試規程》[3]等。
我國現行國家和行業規范中是這樣規定的:《公路路基路面現場測試規程》[3](JTJ 059—95)中規定的平整度測試方法主要有:①3m直尺方法(T0931);②連續式平整度儀方法(T0932);③車載式顛簸累積儀方法(T0933)?!豆窞r青路面施工技術規范》[2](JTG F40—2004)和《公路工程質量檢驗評定標準》[1](JTG F80/1—2004)所采用的平整度檢測指標是:3m直尺測定的最大間隙,連續式平整度儀測定的路面不平整度標準差和國際平整度指數IRI(m/km)。
影響瀝青路面施工的因素極多,以路面平整度的主要因素為例,這個因素和施工員的專業素養,對于道路施工的理解,施工技術規范的把握需要很熟悉,而對于路面結構而言,基層的處理,土基的壓實和碾平,施工機械的操作熟練度,甚至施工方的施工組織能力,原材料的選擇都有著密切的聯系。
對于防治瀝青路面的早期病害,基層的質量也尤為重要。其頂面平整度不符合要求,瀝青面層混凝土的平整度將被直接影響。我國的瀝青層大部分為4-6-8的形式,若基層平整度不足,采用瀝青面層進行填漏補缺是不現實的。基層的平整度若是不合要求,使其上的瀝青面層不均勻,一段時間的服役后,瀝青混凝土的壓實度變異性更大,不平整現象的加劇也是部分混合料在服役過程中的再壓實導致的。
由于路基土的質量控制不足、不良地質情況的處理不當或填土路基壓實度不足,路基均產生不均勻的沉降現象,而這些情況會導致路面平整度的嚴重不合格。路基是面層基層的基礎,路基的不均勻沉降,必然會引起路面驗收中的平整度不合格,而這些不符合要求的工程,其工程質量問題是通過不了驗收條件的,也不會交付使用。
配合比設計一定程度上直接反應了瀝青混合料的性能,好的配合比做出來的混合料的路用性能會直接符合國家規范要求,反之,配合比設計不合理,會導致瀝青混合料出現很多路面的早期病害,如高溫穩定性差、水穩定性不好、車轍和裂縫等,因為任何病害都是直接影響路面的最面層,所以會嚴重影響的就直接是路面平整度?;鶎优浜媳仍O計也是與面層有著同樣的影響作用,基層的強度不夠,抗變形能力不足以承受瀝青面層傳遞下來的荷載,將直接導致瀝青層的病害出現。
在道路工程中,理論上的研究和實際上的實踐操作存在著眼中的脫節,理論研究者并不會去施工現場準確把握施工過程中各個關鍵點的控制。其中施工過程中最大的問題就是施工方是否對施工工藝熟練掌握,瀝青路面受溫度,攤鋪時間,攤鋪過程中的接縫處理,攤鋪機的相隔距離等。施工設備本身的質量問題同樣也會影響路面的平整度指標,如設備是否老化,參數是否控制準確,厚度控制是否精準,行駛速度是否穩定,攤鋪是否離析等等均有著很大的關系。
基層與面層直接接觸,面層的平整度與基層的平整密切相關,而基層的平整度又與底基層有關,底基層與路基的情況與基層與面層一樣直接接觸密不可分。因而,控制面層的平整度應該一層一層遞進,進而好好控制基層,底基層,路基的質量。使用攤鋪機進行施工能有效地避免平地機與推土機的結合這種方法導致的集料離析,平整度差的想現象。故應該在施工中注意總結,選對方法。
選擇一種好的原材料是一個重要方面,原材料對路面平整度有著直接影響,所以應該對混合料的質量進行好好控制。
(1)瀝青。應該選擇優質的A級瀝青,瀝青膠結料的性能直接關系到瀝青路面的服役性能,影響到路面的工程質量、驗收指標和路用性能。
(2)集料。瀝青是溫敏材料,大多普通的基質瀝青的軟化點在30℃~50℃之間,與酸性的瀝青能有效結合的堿性集料是更好的選擇,在重載交通的作用下,質地堅硬的集料更應該被選擇。
(3)拌和時間。瀝青混凝土主要是由瀝青膠結料與集料之間的拌和粘接,然進行攤鋪壓實,最后混凝土冷卻之后成型。而瀝青膠接料和集料兩者之間的粘結效果越好,瀝青混凝土的強度越高,在抵抗瀝青路面水損害方面尤為顯著。為此,足夠的拌和時間,對界面粘附性能的影響顯得非常重要。
性能良好的機械設備可大大提高路面施工質量,作為施工人員,應該對施工機械設備有著良好的操作方式。因此,保證攤鋪質量以達到瀝青路面能有較好的平整度的前提是嚴格遵守機械設備的操作規程和對機械設備的熟練操作。
攤鋪機需要熱機的操作,從啟動到正常攤鋪的過程需要一個廢棄的試驗段,攤鋪機約進行3~8m之后才能達到正常的攤鋪效果。因此保證攤鋪平整的關鍵是對攤鋪機的性能有著足夠的了解。
嚴格控制攤鋪機的螺旋布料器,并保證攤鋪角度,攤鋪前后的混合料的高度保持恒定值。通常情況下,混合料的攤鋪高度與螺旋布料器的軸心線平齊,攤鋪高度的不平整都將影響攤鋪角度的機械部件的受力平衡,使機器容易損壞。
路面平整度是道路工程質量驗收的指標之一。本文列舉了現行的行業規范和國標,都已經對平整度做了完整的規定。從上述的規范中,對瀝青路面平整度的發生和主要影響原因進行了分析,其主要原因是和路基和基層的質量密切相關。下一步提出了治理平整度的措施方法,主要是用路基,基層,混合料,施工質量及控制4個方面進行控制。綜上所述,對于良好的利用社會資源,對我國的工程質量進行嚴格控制,對駕駛員的駕駛體驗和汽車的沖擊力而言,治理和保證瀝青路面的平整度是十分有必要的。