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摘要:沥青路面以其显著优势,在高速公路施工中广泛应用,而沥青路面的平整度又直接影响到车辆行驶的安全性,以及高速公路投入使用前期是否会在短时间内出现破坏现象,甚至对高速公路使用寿命也有着十分重要的影响,因此应十分关注高速公路施工中沥青路面的平整度。但结合施工过程,能发现影响沥青路面平整度的因素来源于多个方面,要想确保高速公路沥青路面平整度良好,就需要对影响沥青路面平整度的因素进行分析,并提出针对性的解决措施。
关键词:高速公路;沥青路面;平整度;影响因素与对策
引言:高速公路具有车道多、路面宽、通行能力大的特点,一旦高速公路出现车辙、坑槽等问题,将对车辆行驶的安全性和舒适性造成极大影响,同时也会影响高速公路使用寿命。并且尽管沥青路面在我国高速公路施工中所占比例已经高达80%,但在施工制度方面、管理方面依然存在不完善的地方。并且我国的气候多样,地形地势复杂,也给路面的施工和养护造成极大的困难,同时造成了资源和资金的浪费。由此可见,分析影响沥青路面平整度的影响因素,提出解决对策的必要性。
一、高速公路沥青路面平整度的重要性
(一)有利于行车经济性
当高速公路路面不平整,而车辆又处于快速运行当中时,行车很容易受到路面凸起、凹陷的影响,产生更大的冲击力,从而使路面受到更为严重的破坏,这样,道路养护部门就需要耗费更多的资金、人力、物力投入到道路修复当中去。而道路养护部门对于道路修复投入的资金数量大部分取决于路面的平整度,如果高速公路沥青路面平整度较好,那么车辆在行驶过程中就比较平稳,对路面造成的破坏也比较小,因此道路的使用年限也较长,道路养护部门用于道路修复资金的投入也较少。反之,高速公路沥青路面的平整度较差,行车对路面造成的破坏更大,道路的使用年限也随之减少,道路养护部门用于道路修复资金的投入也随之增加,会造成相关部门经济上的负担。由此可见,高速公路沥青路面平整对于增强行车经济性是十分有效的。
(二)有利于行车安全性和舒适性
为了路况的良好,增强行驶车辆的安全性和舒适性,需要做好高速公路施工工作,在每一个施工环节都严把质量关,尤其是沥青路面施工,为了保证沥青路面的平整度,更需要施工方严格按照标准、甚至超标准完成施工。车辆的减震系统功能是否良好、乘车人对震动的忍耐程度以及路面平整度是影响车辆行驶安全性和舒适性的三大因素,而路面平整度更是直接影响到了车辆震动的幅度,由此可见,道路平整度的影响之大。再加上前两个因素是由汽车制造厂商和乘车人的主观感受决定的,是无法轻易改变的,而路面平整度是可以通过设计、施工、养护等一些列环节实现控制的,因此要提升路面平整度,尽量避免因路面不平整而导致出现车辆颠簸剧烈、车辆行驶安全隐患等情况,长此以往不仅会加速车辆的损耗,还会造成不必要的行车费用。由此可见保持沥青路面平整度的重要性。
二、高速公路沥青路面平整度检测评价方法
(一)沥青路面平整度检测
高速公路沥青路面的平整度主要通过公路表面的纵断面各处剖面曲线的平整情况反应的,而凹凸值是表示剖面曲线平整度的具体数值,也就是说,如果凹凸值的起伏较小则意味着高速公路沥青路面的平整度良好,反之,如果凹凸值的起伏较大,则意味着高速公路沥青路面的平整度较差。由此可知,通过对高速公路沥青路面平整度的检测,能够得到车辆行驶安全性、舒适性以及高速公路路面投入使用的安全性与使用年限,这样就能够为高速公路工程质量验收提供依据和方向,能够更加高效的检查出施工中遗留的问题,并寻找相对应的解决方法。
(二)水平仪平整度检测法
水平仪平整度检测法的原理是通过将水准泡调试至水平,再完成水准线的建立,之后对沥青路面的平整度进行检测。运用水平仪平整度检测法检测,首先要建立水平线,作为检测路面平整度的标准,建立水平线需要用到水平仪,并将水平仪上的水平泡调试至平衡状态。其次,准确无误的读出水准线再水准标尺中的数值,并将该数值与水平线数值进行对比,二者之间的差值代表了沥青路面的不平整度。水平仪平整度检测法具有准确性强的优点,但由于此方法对外界环境的要求较为严格,水平仪的调试也较为繁琐,同时也具有检测效率低的缺陷。
(三)连续式平整度检测
要想运用连续式平整度检测法完成对沥青路面的平整度检测,离不开检测人员与检测机械的辅助。具体的检测流程为:首先需要安排专业检测人员拉动检测仪器匀速移动,检测仪器移动的过程就是对沥青路面检测的过程。如果沥青路面平整度不高的话,检测仪器上的小轮以及位移传感器小槽里测杆都会出现有规律运行,具体表现为上下移动。同时检测仪器还会通过传感器输出电位,只需将检测仪器小轮及测杆的移动情况和传感器输出电位的情况结合起来,就能够确定沥青路面平整度的情况。连续式平整度检测法对环境的适应性较强,但在实际操作中难度较大,操作程序较为繁琐,需要大量技术人员的配合,
无法适应大规模的路面平整度检测[1]。
(四)3m直尺平整度检测
3m直尺平整度检测法,顾名思义,最重要的检测工具是3m直尺,具体的操作方法如下:首先要将3m直尺与沥青路面呈垂直角放置,之后再测量出被测路面与3m直尺之间的最远距离,这个最远距离的数值就代表了路面的不平整度。3m直尺平整度检测法具有操作程序简单、运用工具少的优点,因而此方法也在路面平整度检测中被挂规范运用。但此方法也有着不可忽视的缺点,如适用范围有限、精准度较低、受检测人员主观思想影响较大等,因而再实际运用中,3m直尺平整度检测法检测出的数值不能作为精确数值使用。
(五)激光断面仪平整度检测
激光断面仪平整度检测法是比较先进的沥青路面平整度检测方法,主要用到了激光断面仪这一先进仪器,数据采集与处理系统是支持激光断面仪进行平整度检测的重要系统。具体的检测方法如下:首先需要让激光断面仪再沥青路面上匀速前进,这一环节离不开交通工具的支持,要选择承重、性能等性能良好的汽车,承载激光断面仪匀速前进。其次,在前进过程中,要将利用激光传感器测试汽车在匀速前进中的颠簸情况,从而反应沥青路面的平整度。激光断面仪检测法具有检测效率高、精确度高、速度快等优势,能够同时对沥青道路的纵、横截面进行检测。并且,基于激光断面仪检测法的优势,该检测方法逐渐在路面平整度检测中普及。
(六)车载式颠簸累积平整度检测
车载式颠簸累积平整度检测法的检测原理如下:首先安排检测车匀速行驶在沥青路面上,如果沥青路面平整就不会发生激振,反之,如果沥青路面不平整,检测车就会因路面的不平整程度发生不同频率的激振。其次,在激振发生后,机械传感器能够测量并反馈检测车后轴和车厢之间的位移累计值,再通过读取累计值,就能够明确路面平整度,通常而言,累计值的大小与路面平整度成正向关系。车载式颠簸累积平整度检测法具有检测成本低、检测速度快、操作步骤少等优势,同时也能够客观的对高速公路沥青路面施工质量做出评价,因而与激光断面仪检测方法相同,也在路面平整度检测中被迅速普及。
三、沥青路面平整度影响因素分析
(一)交通荷载
车辆在行驶过程中,车辆本身的重量、承载火货物的重量及车辆的振动,车轮胎与路面不断产生的摩擦,不可避免出现的刹车行为,这些都会对路面施加力,不过所施加的力的类别不同,可以分为水平力和竖向力。水平力和竖向力对于路面都会造成影响,但造成的影响存在差异,当路面不断受到水平力作用,路面就会出现拥包以及车辙,而当路面不断受到竖向力作用,路面就会出现不均匀沉陷。交通负荷不断作用于路面,会导致路面平整度呈现逐渐下降的状态,而路面平整度的下降又会导致车辆对路面施加的力更大,从而形成恶性循环,交通荷载对路面平整度的影响越来越大。
(二)环境因素
路面平整度还会受到环境的影响,主要包括沥青路面所处环境的温度和湿度。温度和湿度会随着季节的变化、昼夜更替而改变,而路面由于组成材料的性质也随之会出现热胀冷缩、强度变化等现象,长此以往,再加之车辆不断的行驶,会导致路面出现变形,致使路面平整度下降。
(三)路面结构
路面结构层作为影响路面平整度的重要因素,其材料选择、层与层之间的结合程度、承载力大小以及结构层选用材料耐高温、低温、水的特性都会影响路面的平整度,因此在选择路面结构时,应当充分考虑到这些因素。此外,在实际施工中,运用相同的机器,采用相同的作业方法,在外界条件完成相同的情况下,开级配料相较于密级配的路面结构层平整度低。而在级配条件相同的情况下,结构层厚度越小则平整度越高。
(四)施工质量
施工质量对路面平整度有着直接影响,而施工质量又取决于施工队的技术水平、配备的施工设备等。施工的各个环节都会影响到路面的平整度,因此,路面结构各个层面的施工都需要由专业人员严格监督与把关,需要施工人员按照要求高质量施工才能够保证路面平整度。具体影响施工质量的因素如下,首先是原材料的质量,选用质量高、适配性强的原材料,才能为高质量施工奠定良好基础,其次是路基施工质量、路面底基层与路面基层等环节的施工,最后是路面施工所采用的设施及施工的工艺水平。
(五)养护水平
路面养护是降低路面平整度衰减的重要措施,在进行路面养护时,需要注意的是养护的时间频率以及养护水平的高低都对延缓路面平整度降低的速度有着不同的影响,也就是说养护水平高就能够充分延缓路面平整度降低速度,而如果养护水平较低的话,则没有明显成效。因此,要做好养护管理工作,安排专业的养护施工人员,运用专业的设备设施,根据路面的实际情况,按照时间节点进行有效养护,针对性的解决问题,才能够达到维持路面平整的目的。
(六)路基不匀称沉降的影响
作为路面的基础,路基的不匀称沉降是导致路面不平整的重要因素,而引起路基不匀称沉降的主要因素包括三个方面:第一方面,路基填料质量差,路面路基填料的选择存在不一致的情况,有的路段因种种原因,选用建筑垃圾等作为路基填料
,很容易导致这段路面出现沉降的情况。此外,由于土质差异,同一路面选用相同的常用的路基填料——高液限土,也会在不同程度上出现路基不匀称沉降的情况;第二方面,在处理路基接合处的不当操作、没有将路基按照相关规定压实、路基填料的含水量不符合规定、施工过程中为了省事没有挖台阶施工,从而使得路基在接合处出现裂缝和沉降的现象。并且由于路基压实设备,压实技术不到位等因素,会导致路基土壤的密度较低,土体极易渗水,从而造成路基土出现软化,最终导致路基出现不匀称沉降;第三方面:如遇下沉等特殊路段,路基很容易受到积水的影响,一旦路基出现防护、排水不到位的情况,导致路基遭到浸泡,就很容易导致下沉。此外,由于路基在修筑过程中无法避开软土地段,而软土压缩性大的特点,加之路基本身的重量,很容易因重量产生下沉,从而导致路基不平整。
(七)桥梁涵洞两端及桥梁伸缩缝跳车的影响
桥梁、涵洞两端的路基是出现问题的高发地段,也是影响路面整体平整度的重要因素,是最为常见的公路问题之一,几乎可以说,桥梁、涵洞两端及桥梁伸缩缝的跳车,严重影响着路面整体平整度。而具体的影响主要表现在四个方面:第一方面,在完成桥梁、涵洞台背填土作业时,由于空间原因,压实设备能够作业的面积十分狭小,无法通过充分作业将地面压实,在这种情况下,桥梁、涵洞一旦投入使用,车辆自重及与路面产生的摩擦力等因素,很容易给路面造成极大的压力,从而导致路基出现压缩沉降;第二方面,如果桥梁、涵洞的台身的刚度较高,而选择台背材料时却选择了与台身材料差别极大的填料,也会造成沉降不均匀的情况出现;第三方面,桥梁、涵洞与路基的结合,不可能做到严丝合缝,随着时间的推移,出现细小裂缝是正常现象,而正是这些细小裂缝,在遇到降雨天气时,会导致雨水渗入路基,从而导致路基产生病害,最终导致桥梁、涵洞结合处附近路基沉陷的情况出现。第四方面,在选型和施工的时候,如果没有对桥梁伸缩缝进行合理的规划及处理,就很容易导致出现跳车现象[2]。
(八)基层、底基层不平整的影响
影响沥青路面最直接的因素是沥青面层下方的结构层,如果基层的平整度无法保证的话,面层也会呈现不均匀分布的状态,从而使路面平整度较低,即便在公路建成投入使用伊始,沥青面层平整度良好,但也会随着时间的推移出现沥青面层平整度迅速降低的情况,而影响基层平整度的原因主要在于基层下边的底基层、路基,一旦出现基层不平整的情况,寻找解决方法十分麻烦,因此要从路基开始就要保证平整度。此外,如果基层的平整度不佳,即使刚施完工的路面平整度良好,但随着行驶车辆的增加,沥青混凝土被进一步压实、变薄,致使基层的不平整影响到路面,再过一段时间,路面的平整度就几乎和基层的平整度保持一致了。传统的解决路面不平整的方法主要是“中下层不平上层补、基层不平面层补”,这种方法能够段时间内铺平路面,但随着车辆的行驶,由于填铺的原材料是沥青混合料,其厚度会下降,再次出现低洼现象,无法长期作用于路面平整。由此可知,想通过后期修补的方式保证路面平整几乎不可能,需要在施工过程中最大限度提升基层平整度,确保每一层的平整度都符合规定,更高于前一层,从而能够保证沥青混凝土面层的平整。
(九)材料与沥青混合料的影响
在路面施工中,主要用到两种材料,一种是施工主要材料,另一种是沥青混合料,主要材料的质量,配成沥青混合料的方法、比例,以及搅拌成为沥青混合料的过程都会影响路面施工的质量。并且一旦出现问题,往往是由混合料的质量较低造成的。首先是沥青混合料配成比例不合理,主要包括油石大小不合理、矿料的质量较低等,油石过大会导致路面泛油,油石过小则会导致路面松散,矿料质量较低,路面混合料的稳定度也随之降低,各种路面病害出现的概率大大增加。其次是沥青混合料搅拌过程中出现问题,从而导致拌合不均匀,主要包括没有调试好拌合设备或者拌合设备出现故障,就有可能导致料温不均匀的现象出现。而拌合能力不均匀,或者原料无法供应设备工作也会导致沥青混合料拌合不均匀的情况出现。在运输混合料的过程中,司机的技术、配备的运输设备都会对沥青混合料的拌合产生影响。再次,集料圆滑,会降低路面稳定性,路面出现缺陷的可能性大大增加。最后,如果沥青混合料中沥青含量不足,也会大大降低路面的抗疲劳性,增加了路面病害出现的可能性。沥青混合料中常用的原材料包括粗集料、细集料、矿粉、沥青等,要选择强度高、干净、与沥青之间粘附性好的粗集料,选用细集料时,应当首选优质天然砂和人工机制砂为主要原料的细集料,选用矿粉时,要选择颗粒大小符合标准、含水量低、洁净的矿粉,选择沥青时,要选择性能指标达标的沥青。特别需要注意的是要着重控制材料离析现象的出现和材料含水量,降低路面出现损坏的潜在可能性。
(十)路面施工机械及施工工艺的影响
当前,路面施工所用到的设备设施的研发已经十分先进,基本可以实现机械化施工全覆盖,而具体的施工环节主要包括
6个,分别是摊铺机及摊铺工艺,压路机及碾压工艺,运输车,拌和机、运输车、摊铺机、压路机之间的配合协调程度以及接缝处理的影响。
第一个环节是摊铺机及摊铺工艺,摊铺机的性能对施工质量有着直接影响,如果在摊铺过程中选用了性能较差的摊铺机,那即使拌合料符合摊铺的要求,铺出的油面也会存在各种问题,如离析、不均匀,而在公路投入使用后,经过车辆碾压会进一步出现坑洼等。此外,如果所用的摊铺机存在一系列问题如速度不均匀、起步猛烈、制动紧急等都会对路面的平整度造成直接影响。摊铺基准线也是决定路面平整度的重要因素,由于目前在施工过程中,常用的摊铺机往往具有自动找平功能,导致施工方不够重视人工对基准线的控制,出现误差的可能性大大增加,摊铺完成后的面层就有可能出现波浪、高低起伏的现象。并且,如果施工人员无法正确操作摊铺机,摊铺速度忽快忽慢或者摊铺过程中停顿也会造成路面不平整。由此可见,正确选择摊铺机械及摊铺人员的重要性。
第二个环节是压路机及碾压工艺,压路机的型号、性能以及碾压温度、速度等,以及司机能否正确操作压路机都影响着路面的平整度。在选择压路机型号的时候,要选择高频率、低振、初压吨位较小的压路机;在控制碾压温度时,不能过高,也不能过低,要在规定的温度区间内;在调整碾压速度时,要确保压路机碾压速度均匀,既不可随意刹车和启动,也不可随意改变碾压方向和停车,每一次的停车、启动以及改变碾压方向都会对路面平整度造成影响;行走在碾压路线上时,要保证碾压路线的正确,避免出现折返的情况;在确定碾压次数时,要确保合理的碾压次数,既要避免在短时间内多次碾压,还要避免出现碾压次数不足的情况。
第三个环节是拌合站,拌合站既要保证拌制的沥青混合料均匀一致,还要确保在运行过程中能够正常连续出料,不会影响摊铺机的工作。
第四个环节是运输车,在选定运输车时,要保证运输车能够与摊铺机良好配合,如果选用吨数过大的运输车,极有可能在运输过程中由于负荷过重而导致车辆损坏,这样拌合料无法运送到施工现场,甚至出现运输车损坏在摊铺机前,却无法卸料的情况,摊铺机也就没有办法工作,拌合料也会因为停留时间过长而变成废料。如果选用吨数过小的运输车,其运输的拌合料过少,也可能会导致“料不供用”,摊铺机无法正常连续的工作,并且摊铺机的每一次起停都会在铺筑的油面上产生一个凸楞,进而影响到了路面平整度,因此要尽量使摊铺机连续工作,减少起停的频率。此外,还要加强对运输车的管理,如果运输车在运料过程中杂乱无序,还会将运料掉落在沿途,那么不仅会破坏施工现场的环境,加大施工人员的工作量,掉落的运料经过碾压还会影响路面平整度。
第五个环节是拌合机、运输车、摊铺机、压路机之间的配合协调程度,路面施工无法通过单一环节完成,而是需要多个环节相互配合、紧密联系,并且如果任一环节出现问题,那么将会影响整个施工过程,最终影响到工程质量,由此要加强各个施工环节的配合。
第六个环节是接缝处理,接缝处理的好坏,决定了接缝处是否会出现下凹和凸起,如果接缝处理不当就很有可能出现裂纹,甚至更严重的话会导致松散,从而影响到路面平整度,因此不仅要重视接缝处理问题,还要选择正确的接缝处理方法。
(十一)现场施工的影响
科学布置料场,确保地面硬化,将材料严格按照要求分类并存放,施工机械摆放整齐,就能够创造一个良好的施工环境,为工程施工奠定良好基础,反之则不利于施工的进行。此外,还需要注意如果在摊铺碾压完毕却还没有冷却的路面上停放车辆、施工机械等,将很有可能导致路面不平整,出现坑坑洼洼。而未按照要求将施工废料胡乱丢弃,很有可能在路面上粘连,成为疱状山丘,因此不仅需要限制车辆在摊铺完毕没有冷却的路面上行驶,还需要安排专人铲除运输过程中散落在路面上的拌合料,还要在压路机完成工作后,安排专人捡除油皮,防止出现粘接路面成为油丁的情况出现。此外,施工过程中的路面污染也是导致路面平整的重要原因,如在同一路段同一时间进行不同的施工项目,避免不了运输车辆的通行以及施工机械的作业,这些都有能够造成路面污染的情况,因而要合理安排施工进度,减少同时施工的概率。
四、提高高度公路沥青路面平整度的控制措施
(一)路基的施工控制
路基的施工质量直接决定了路基路面工程在投入使用后,能否承受季节交替等外界影响以及车辆不断行驶的冲击,可以说路基的施工质量是整个工程的关键,也代表了工程施工的质量。那么要想提升路基施工质量,就必须高质量完成路基的填筑、路堤填料、填土路基压实、特殊地基处理、完善排水设施等环节的施工。
例如在完成路堤填筑时,首先要对原地面进行处理,以1米为界限,当路堤填筑高度大于1米时,要将路基范围内所有植物如树木的根部、草丛等全部清理干净,而小于1米时,则可以按照路堤填筑要求,有选择性的清理。并且如果路基范围内基底的表层土不符合路基施工要求的话,还需要全部清理并换成其他土质填铺并压实。此外,如果发现洞穴、裂缝等也需要进行回填,并按照规定压实。而当路堤填筑施工的对象是农用耕地时,由于种植需要,土地往往
经过处理,比较松软,因此需要先填平压实,如果耕地中含有较多有机质和杂物的话,压实的阻力较大,成本较差,压实的效果也不佳,考虑到施工质量和经济效益,这时就应该换其他的土填平。在处理坡面基底时,以坡面大小为依据,坡面较小,则清楚表层即可,清楚的方法与填筑路基的表层清除方法一致,而坡度较大时,则需要先变化坡面的形状为台阶,再对台阶分层进行夯实,后按一般填土进行即可。在这个处理坡面基底的过程中,需要注意的是判断坡面大小的标准是1:5,小于这个数值即坡面较小,大于这个数值则坡面较大。
其次,在确定路堤填料时,一般可以采用砂砾作为填料,或是符合塑性指数和含水量符合标准的土,而沼泽土、含有垃圾的土等不适用。但由于施工场地、资金、条件的限制,路堤填料往往不得不选择含水量高、塑性指数不达标的土,这种情况下,就必须对选用的土进行处理,处理步骤分为三步,第一步,要将填土的含水量控制在最佳区间,这样才能够确保填土能够被压实,而当填土的含水量过大时,可以借助太阳进行暴晒,并在暴晒的过程中不断翻动,从而使土均匀受到太阳的照射,直至达到最佳含水量。第二步,通过掺加稳定剂的方式,使塑性指数高、含水量大的土的性质得以改变,成为合适的填料,而常见的稳定剂主要包括石灰等。第三步,则是在选用不同土质完成路堤填筑时,要最大程度上减少层次,并降低结构层的厚度,还需要保证填筑的规律性;按照土透水性的强弱完成填筑,通常将透水性强的土填筑在上层,透水性差的土填筑在下层,便于上层水及时排出;合理安排不同土层的层位,将性质良好、不易受外界影响的土壤填在上方,而性质较差,容易受到外界影响的土填在下方;在填筑路堤的过程中,不可避免会出现不同土质填筑的情况,这种情况通常被称为路基交界处,那么为了确保水分能及时排出,要将交界处做成斜面,并将透水性差的土填在斜坡的下方[3]。
再次,填土路基压实,填土路基压实的标准应当包括压实机械的性能、填料的含水量、合适的松铺厚度、碾压次数、施工队伍的素质等内容。在实际填土路基压实过程中,要对特殊地基进行处理,常见的特殊地基包括软土地基,而软土通常含水量大、承载能力较低,如果不对软土进行处理便在其之上开展修建路基等建筑活动,很容易导致沉降、坍塌等事故,由此可知,对软土地基进行处理是十分有必要的。具体的处理方法主要包括四个方面,分别是换填土,加固基底;设置白灰粗砂桩;石灰、水泥稳定碎石法;对路径进行强行夯实等。
最后,完善排水设施,拦截危害到路基稳定的地上水,并通过排水设施将水排到路基之外,避免水在路基范围内出现下渗的情况,从而保持路基的干燥与稳定。而对于地下水,则要采用不同的排水方式,如截断、疏干等,但与地上水相同的是,也需要将地下水排出路基范围外。
(二)桥梁涵洞两端及桥梁伸缩缝的防治措施
只有通过对地基加固处理、桥头设计过渡段、选用合适的台背填料、设置必要的地下排水设施、强化施工质量管理等举措,才能够攻克桥头、涵洞两端引起的跳车现象,从而保证路面平整度,延长公路使用寿命。
例如,针对桥梁涵洞两端及桥梁伸缩缝采取的防治措施,首先包括地基加固处理,重点处理对象为特殊路基,具体的处理步骤分为两步,第一步要对地基进行排水加固,第二步要借助粉喷桩等进行加固处理。
其次,桥头设计过渡段,在桥梁、涵洞等结构物与柔性结构路段之间选择合适的范围,通过铺设过渡路面或者设置搭板等形式,完成沉降的过渡,从而避免车辆行驶出现跳车。
再次,选择合适的台背填料,需要根据回填的场景来确定。通常来说瓦房地段的台背回填的场地往往较为狭小,因而要选择质量高的填料,如石渣、砂砾等,而对于涵洞侧墙等位置较高的部位,则需要选择内摩擦角大的填料,最大程度确保填筑的位置正确以及填筑的牢固性。
最后,设置必要的地下排水设施,如排水管、垫层等,既能够防止地下水进入填方,还能够将下渗水迅速排泄出去。此外,为了降低人为因素对施工质量造成的影响,应当从管理层面出发,加强对于施工质量的管理,既要选用的合适的施工方法和施工机械,还要以此为基础确定有针对性的管理方法。
(三)底基层、基层施工质量控制
在底基层施工过程中,不仅能够消除在路基施工中出现的影响较大的凹凸,同时需要注意底基层施工过程本身也要避免出现较大的凹凸。底基层由两层铺筑组成,常规的底基层施工机械是平地机,能够更好的起到增强平整控制的作用。而在基层施工过程中,需要注意的是,基层的平整度对沥青路面的平整度有着直接影响,因此要十分重视基层的施工,确保路基的平整度符合施工规范。
例如,在底基层、基层施工中,首先要切实做到按照规范要求施工,对于等级较高的公路,如果底基层没有与土基直接接触,则可以采用路拌法施工,而对于底基层上方的各层,在设计时,对底基层上方各层的要求较高,无论是平整度,还是强度等,都无法通过路拌法施工达到设计要求,因而要选择更为先进的集中场拌和摊铺法。需要注意的是,在采用摊铺法施工时,必定会用到摊铺机,而当摊铺机用于基层施工,很容易出现两侧低、中间高的现象,因此要对摊铺机进行调整,确保能够正常运行
,避免出现上述现象。其次在完成基层的施工后,要加强基层养护,最普遍的养护方法是洒水养护,如果有条件的话也可以借助养护工具如湿砂、不透水薄膜等,在进行基层养护时,要尽量减少车辆通行,如果情况允许可以封闭交通,如果条件不允许,则要限制重车通行的速度不超过30千米/时。最后还要严格控制基层平整,在对面层进行铺筑之前,要先将面层中不平整的地方整平,判断面层是否平整的标准是8毫米,如果平整度大于8毫米则为不平整,小于8毫米则为平整。还要在面层摊铺前通过清扫、冲洗等方式,将基层表面清扫干净,确保没有杂质、泥土等异物。此外,如果出现局部透层沥青或是基层标高超高等情况,需要采取相应的措施处理,以此确保面层平整度。
提升基层施工质量,可以从各个施工环节入手,在混合料配比环节,要按照规定,严格控制好混合料配合比,将集料粒径控制在合理的范围内,避免出现粒径过大的情况。在摊铺环节,要根据设计厚度确定摊铺层数,并按照标高基准线严格控制摊铺的厚度,通常以30厘米为界,超过30厘米的要分两层摊铺,小于30厘米的一层摊铺即可。此外,还要严格控制摊铺的高度与宽度。在作业环节,既要严格把控水泥剂量和含水量,还要控制作业长度,确保不会因时间过长造成水泥凝结,最终影响到施工质量,还要避免作业长度过短,接缝数量多的情况出现。并且,还要注意接缝与桥头搭板衔接部位的处理。在作业中,难免会出现问题,这就需要在完成摊铺后,运用沥青路面平整度检测方法进行检测,及时发现问题并解决问题。
(四)材料与沥青混合料质量的控制
沥青材料是影响施工质量的重要因素,有关部门对高速公路沥青路面材料的选择有着十分明确的规定即“重交通道路石油沥青技术要求”。此外,在选用沥青时,还要考虑到气候分区,按照年最低月平均气温,可以分为三个区域,分别是寒区、温区和热区,寒区年最低月平均气温应低于-10摄氏度,温区年最低月平均气温在0摄氏度至-10摄氏度之间,而年最低月平均气温在摄氏度以上的则属于热区,不同气候分区应选用不同类别的沥青。除沥青外,还涉及到粗集料、细集料、填料的选择,将在下文一一介绍。
例如,粗集料通常用于沥青层,构成粗集料的原材料很多,主要包括破碎砾石、矿渣等。在选用粗集料时,首先应当保证粗集料的粒径不能过大也不能过小,其次还要选用满足干净、含水量低、无杂质、强度高、耐磨性强、形状良好等条件的粗集料。此外,细集料常用于热拌沥青混合料中,细集料主要由天然砂 、机制砂、石屑构成,石屑的用量较少,在高速公路施工中,如果天然砂、机制砂十分充足,则不考虑运用石屑,如果在天然砂、机制砂匮乏的条件下,可以使用石屑,但需要注意石屑的用量不能够超过上述二者的用量,否则很有可能造成公路表面抗滑性能不足的情况出现。并且在选用细集料的过程中,要选择干净、含水量低、没有杂质、颗粒均匀的细集料,还要保证细集料与沥青之间有良好的粘结能力,才能够适用于高速公路面层。而在选择沥青混合料当中的填料时,由于矿粉是填料的重要组成,因而要重视矿粉质量技术要求,对视密度、含水量、粒度范围、外观、亲水系数等指标进行严格把关,确保选择视密度、含水量合格、粒度适中、无团粒结块、亲水系数小于1的矿粉。此外,还要重视对土、无机结合料、水源、改性沥青等材料的控制,土要具有易粉碎的特性,液限与塑性指数要符合标准,颗粒的直径不宜超过30毫米,且腐殖质应当小于2%,硫酸盐含量小于0.25%。而无机结合料通常由水泥、石灰和粉煤灰组成,由此要控制好水泥、石灰和粉煤灰的选用,水泥要选用凝结时间长的,石灰要选用质量在III级以上的,并且石灰的存放时间不宜过长,粉煤灰要选用烧失量低于10%。水则选用一般水源即可。改性沥青要确保材料质量的稳定,严禁不合格的材料用于施工,并且改性沥青不可长时间存放,应当在用到的时间即刻调配,而在制作改性沥青时,既要不停搅拌,还需要保证搅拌的力度,在摊铺改性沥青时,由于改性沥青混合料粘度高、摊铺阻力大等特性,要选用大功率的摊铺机不间断的摊铺。此外,在运输混合料的过程中,要保证料车数量,能够为施工提供不间断的原材料,同时还要对混合料做好防护措施,避免出现表面结硬的情况。只有做好材料与沥青混合料质量的控制工作,才能够为高速公路高质量施工奠定良好基础。
(五)路面施工机械及施工工艺
在路面施工过程中,离不开施工机械的辅助,选择适合的、性能好的施工机械能够提高施工效率,实现高质量施工。常用的路面施工机械包括拌合设备、运输车、摊铺机、压路机等,还需要考虑这些机械之间能否实现良好的配合协调。此外还需要考虑到施工人员的素质和技能水平,确保施工工艺良好。
例如,在选定拌合设备时,要根据高速公路施工特性选择间歇式的拌合设备,并所选择的设备应当具备以下几个方面的功能,第一要具备防尘和除尘、温度监测功能,同时密封性还要良好。第二具备自动记录功能。第三拌合设备要与工程施工的时间和施工量相匹配,同时拌合设备的生产能力能够等于甚至超过摊铺设备的生产能力,因此选用大型拌合设备比较合适,
但同时还可以配备两台小型拌合设备,以便于协调使用。此外,在运行中,为了保证拌合设备能够正常出料,且出料符合相关标准,在启动拌合设备前要统一发出信号,确保岗位人员都收到设备启动指令,全部就位待操作,在确认各项准备工作都完成后才能够连接电源,启动设备。在拌合设备运转后,先不上料,使设备处于空转状态一段时间,确认拌合设备工作情况良好后,方可上料,进行正常运转。在拌合设备运行中,要经常检查料仓余料情况,避免出现料仓余料不足的问题,在拌合设备停机之前,需要减少投料,最终至滚筒空转几分钟,待筒内完全没有余料的时候,再关闭机器。最后,要在拌合设备作业完毕后,立刻清洗沥青系统,确保管道畅通无阻。拌合设备对拌合材料也有明确的要求,在材料质量方面,由于沥青和矿料使组成沥青混合料的主要原材料,因而需要单位统一采购,并加强审查,可以建立审查台账,按照指标对沥青进行逐一审查,对于存在问题的、不符合标准的沥青不能接收。在制作矿料时,先明确矿料主要由碎石、石屑、砂和矿粉构成,并从这些原材料入手进行把关,要求每种原材料都要满足规范要求,强度高、耐磨性能良好,同时还要具有与沥青良好的粘结能力。并且在储备材料时,要确保材料储量能够达到拌合生产的要求,但也不能过量储存,既要避免出现因原材料不足而停工的问题,还要避免出现因数量过多而导致的材料损坏问题。
试验检测工作通常由实验室开展,是完成对进场原材料、出场拌合料检测的重要环节。首先对原材料的检测,对于进场沥青,要详细检查数量、日期等内容,还需要查验合格报告,再按照比例抽取沥青样本进行检测,如果检测结果不符合标准的话,要按照规定加大检测样本的抽取力度进行检测,如果检测结果依旧不合格的话则不能进场,并且需要与沥青供应方沟通退货赔偿事宜。而对其他原材料,如碎石、砂、石屑等也要按照上述步骤加大检测力度。其次是对拌合料质量的检测,主要包括温度检测、沥青混合料的取样和测试以及做好检测记录等。在对拌合料温度进行检测的时候,主要可以用到两种方法,方法一是将铠装枢轴温度计按照一定的深度要求插入混合料中,即可直接显示出拌合料的温度。方法二是运用红外测温仪,测量拌合料的表问温度。在对沥青混合料进行取样和测试时,要确保选取的样本能够代表整批混合料,并且按照测试程序对样本进行注意测试。在做检测记录时,检验人员不仅要做好清晰、细致、一目了然的检测记录,同时还要写工作日记,具体内容应当包括拌合场的具体信息、原材料的信息以及检测人员的信息等,对于检测中出现的异常情况要着重标注和说明。只有严把检测关,才能够保证材料的安全和规范。
在选用运输车时,在运输车型号选择方面,要采用吨位较大的自卸汽车,车尾要尽可能短,方便完成卸料操作。在确定所用运输车数量方面,要先确定拌合设备生产能力、车辆载重能力及运输时间等因素的具体数值,再按照规定的算式进行计算。在运输车运行方面,要做好车厢打扫等准备工作,装料出场检查工作,工地收料等卸料工作,具体的准备工作包括在车厢采取防止沥青粘连的措施,具体的装料出场检查工作包括确保车辆平衡,在装料车出场之前需要称重和检测温度,具体的工地收料工作包括在完成运料后,需要接料人员向运料人员索要运料单并进行检查,在检查完毕后,料车要按照要求完成卸料。
在选用摊铺机时,先确定摊铺机的型号,常用于高速公路施工的沥青混合料摊铺机应当具备摊铺厚度调节、找平功能以及初步压实功能。摊铺机的宽度应当能够满足一次铺筑路面的宽度要求。在调整与选择摊铺机参数时,要调整好熨平板、确定好摊铺厚度、调整振捣梁行程。在摊铺机作业时,要确保各支点都在正确的标高位置,确定合适的距离作为立杆距离,明确一段挂线的长度为150米,还要时刻注意摊铺机是否处于正常工作状态[4]。
在选择压路机时,先选定压路机的型号,要选择符合工程施工要求的、经济效益高的压路机,并且在对路边缘等狭小地方施工时,要选择外形属中小型的压路机。在考虑压路机组合能够满足各个碾压环节的需求,通常来讲,需要经过以下三个碾压环节,分别是处压、复压、终压,每个环节对压路机的功能需求存在差异,在选定压路机时,要充分考虑到。此外,还需要根据压路机碾压速度、碾压方式以及工地碾压段长度的要求来选择压路机。
为了使各施工环节工作能够良好配合,需要实现拌合站、运输车、摊铺机、压路机各环节工作之间的协调配合,那么首先就需要装备一个良好的机械设施配套组合,其次要确保各个机械设备能够正常投入使用,再次要对各施工环节进行统一管理,严格按照以往成功的施工经验完成施工工作,最后,要确保各施工环节之间的严密配合,并落实责任到人,确保每个施工环节都不出错。此外,要做好施工保障工作,不因为外界因素如电力、环保等出现停工现象。
(六)现场文明施工
料场的选择与布置,直接决定了能否拥有一个安全的施工环境。那么在布置料场时,首选要按要求完成各类材料的放置,并且场地需要做好硬化
措施,将各种施工、安全提示标志标语摆放清楚,并放置于显著位置。同时将砂子、碎石成方放置。此外,还要确保施工场地的各种线路的合理、安全铺设,避免因线路混乱引发停工、安全隐患等问题。在沥青混凝土施工期间,要安排专人负责,避免出现施工车辆以外车辆上路的情况。
(七)养护和管理水平
当前,很多项目在施工完成投入使用后,便不再维护,这就导致高速公路在施工与验收阶段路面平整度良好,但一旦投入使用,在很短时间内路面平整度迅速下降,甚至路面出现毁坏现象,影响到公路的使用寿命,因此提升公路的养护和管理水平对于维护沥青路面平整度十分关键。
例如,避免公路积水,加强路政管理,避免公路违章行为等,都是加强公路养护和管理的重要举措。针对积水破坏沥青路面的问题,要建立完善的公路排水网络并定时疏通公路排水设施,避免因排水设施堵塞而导致公路积水。针对运输车辆掉落细粒料的问题,要加强对运输车辆的管理,督促运输车辆按照规定的吨位运输货物并做好防掉落措施,避免因细粒料掉落、碾压破坏路面结构的情况出现。针对公路违章行为,要加大对违章行为的查处力度,普及公路违章行为的危害性,尽量避免出现在公路上违章占道清洗车辆等行为的出现。通过上述三个方面的公路养护和管理,能够很大程度上减少能够对公路路面产生不良影响。也只有加大高速公路的养护和管理水平,才能够切实维护沥青路面平整度,延长公路使用寿命。
五、总结
综上所述,本文先阐述了有关沥青路面平整度检测评价,沥青路面平整度影响因素等内容,后以此为基础,提出了确保沥青路面平整度的对策。根据研究结果可知,影响高速公路沥青路面平整度的因素多样,需要从各个施工环节入手,才能够最大限度消除外界环境、人为因素对沥青路面平整度造成的影响,才确保高速公路车辆行驶的安全性、舒适性,为后期道路养护奠定良好的基础。本文虽然取得了一定的研究结论,但依然存在不足之处,需要行业人员补充指正。
参考文献:
[1]徐福.高速公路施工中保证沥青路面平整度的措施探究[J].智能城市,2021,7(06):150-151.DOI:10.19301/j.cnki.zncs.2021.06.072.
[2]张守俊.高速公路养护施工中影响沥青路面平整度的原因探讨[J].建材与装饰,2020(16):229+232.
[3]胡文凯.高速公路养护施工中沥青路面平整度的影响因素分析[J].居舍,2018(14):11.
[4]李秀云.高速公路施工中沥青路面平整度的控制技术[J].山西建筑,2014,40(25):172-173.DOI:10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2014.25.090.