1、高速公路沥青砼路面不平整的原因分析及处理措施浅谈 摘要: 本文以沥青砼路面不平整这一现象,从路基施工、路面底基层、基层及路面面层施工等环节原因分析,关键是没有严格按照施工技术规范组织施工;提高沥青砼路面平整度的主要措施,首先要严格执行施工技术规范,精心组织施工,不断总结工艺、改进工艺、创新工艺、完善工艺,才能起到事半功倍效果。 关键词:沥青砼路面不平整原因 措施 随着高等级公路的迅速发展,对于路面平整度要求越来越高,路面平整度的合格率既反映了行车舒适程度,又反映了施工队伍的水平。近几年,我区高速公路沥青路面不同程度的出现了坑凹、接缝台阶、波浪、碾压车辙、桥涵与路面接茬不平、跳车等路面不平整现象
2、,本人就出现的某些现象借此分析、浅谈沥青砼路面产生不平整的原因及处理措施。 1、沥青砼路面不平整产生的主要原因 沥青砼路面的施工,影响因素很多,单对路面平整度,就与施工人员素质、路基施工质量、桥梁涵洞两段及 桥梁伸缩缝的处理、路面底基层及基层的施工、路面施工机械的选用及路面材料的质量有关,而这些恰恰就是影响路面平整度的主要原因。 1.1、路基不均匀沉降,造成已铺筑路面出现坑凹 路基是路面的基础,路基不均匀沉陷,必然会引起路面的不平整,分析其原因,不外乎: 、路基填料控制不好。由于土质原因,采用高液限粘土填筑的路段,不同程度的出现了路基不均匀沉降。 、半填半挖路基的接合部处理不当、路基的压实度不
3、足,当路面完成后,出现了沉陷和裂缝。是由于路基填料的含水量大,施工单位力量不 够,未能按规范要求挖台阶施工,造成路基于填料接缝接合部产生裂缝和沉降;路基压实机具不足,使路基土壤的密实度偏低,土体透水性增强,造成水分集聚和侵蚀路基,使路基土软化而产生不均匀沉降。 、特殊地基路段、路基防护排水不完善。如部分路基修筑在软土地段,因软土的压缩性大,在自重的作用下产生沉降;部分路段是由于路基的防护、排水系统不完善,造成湿陷性黄土的不均匀沉陷、水流不畅,引起路基变形。 1.2、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 桥梁、涵洞两端的路基病害,是一 个比较普遍的现象,也是最常见的公路病害之
4、一,在我区各条高速公路上,都不同程度的出现一些问题,主要表现在: 、桥梁、涵洞的台背填土,由于压实机械的作业面狭小而使压实不到位,通车后,引起路基的压缩沉降。 、台背填料与台身的刚度差别大,造成沉降不均匀。 、在桥梁、涵洞与路基结合处,常会产生细小缩裂缝,雨水渗入后,使路基产生病害,导致该处路基发生沉陷。 、桥梁伸缩缝在选型和施工时考虑不周和处理不当,也产生跳车现象。 1.3、基层不平整对路面平整度的影响 在施工中,基层做的不平,无论怎样使面层摊铺平整,但压实后也因虚铺厚度不同,路面产生不平整。高级路面基层,施工要求严,底基层和基层全部采用 ABG 摊铺机铺筑,仍由于基层顶面的平整度允许偏差为
5、 10mm,当沥青混凝土摊铺机作业时,尽管沥青混合料表面是摊平了,但该处因多出 10mm 松铺厚度,压实后仍出现低洼,这些说明基层不平整对路面平整度有着严重的影响。 1.4、路面摊铺机械及工艺对平整度的影响很大 摊铺机是沥青路面面层施工的主要机具设备,其本身的性能及操作对摊铺平整度影响很大。摊铺机结构参数 不稳定、行走装置打滑、摊铺机摊铺的速度快慢不匀、机械猛烈起步和紧急制动以及供料系统速度忽快忽慢都会造成面层的不平整和波浪。 、摊铺机械性能好坏,决定着路面面层的平整度。 、摊铺机基准线的控制,也影响着路面平整度。目前使用的摊铺机大都有自动找平装置,摊铺时按照预先设定的基准线来控制,但施工单位
6、往往不够重视或由于高程的测量误差,形成基准控制不好;基准线因张拉力不足或支承间距太大而产生绕度,使面层出现波浪;挂线高程不准,量线失误或桩位移动,都会通过架设在钢丝线上的仪表反映在相应的摊铺路段上 ,造成路面高低起伏。 1.5、面层摊铺材料的质量对平整度影响 沥青砼路面的施工质量,也取决于主要材料的质量和沥青混合料的配合比设计及沥青混合料的拌和。 1.6、碾压对平整度的影响沥青面层铺筑后的碾压对平整度有着重要影响,选择碾压机具、碾压温度、速度、路线、次序等都关系着路面面层的平整度,主要表现在: 、压路机型号的选择上,如果采用低频率、高振幅的压路机时,会产生 “ 跳动 ” 夯击现象而破坏路面平整
7、度。压路机初压吨位过重也会使刚摊铺好的路面产生推挤变形。 、碾压 温度的控制上,初压温度过高压路机的轮迹明显,沥青料前后推移大,不稳定;复压温度过高会引起胶轮压路机粘结沥青细料,小碎片飞溅,影响表面级配;温度过低,则不易碾压密实和平整。 1.7、接缝处理欠佳 接缝包括纵向接缝和横向接缝(工作缝)两种,接缝处理不好常容易产生的缺陷是接缝处凹或凸起,以及由于接缝压实度不够和结合强度不足而产生裂纹甚至松散。 2、提高路基及路面基层平整度的措施 2.1、路堤填筑前原地面处理 路基的施工质量,是整个路线工程的关键,也是路基路面工程能 否经受住时间、车辆运行荷载、雨季冬季的考验。要做好路基工程,必须扎扎实
8、实地进行路基的填筑,尤其对原地面的处理和坡面基地的处理: 填筑路堤时应首先进行原地面处理。当路堤填筑高度不小于 1.0M时,应注意将路基范围内的树根,草丛全部挖除。若基底的表层土系腐殖土,则须用挖掘机或人工将基底表土清除换填,厚度视具体情况而定,一般以不小于 30CM 为宜,并予以分层压实。如发现草炭层、鼠洞、裂缝,应更换符合条件土回填,并按规定进行压实。路堤通过耕地时,路堤筑填施工前必须预先填平压实。如其中有机质含量和其他杂质较多 时,碾压时因弹性过大,不易压实,应换填土。 坡面基底处理。当坡面较小(横坡小于 1: 5)时,只需清除坡面上的表层,其处理方法同上。但坡度较大(横坡大于 1: 5
9、)时,应将坡面做成台阶,让填料充分嵌在地基里,以防止路堤的滑移。台阶的尺寸,依土质、地形和施工方法而不同,一般宽底不宜小于 1M,而且台阶顶面应做成向堤内倾斜 3%-5%的坡度,并分层夯实。当所有台阶填完之后,可按一般填土进行。 2.2、路堤填料 路堤填料一般应采用砂砾及塑性指数和含水量符合规范的土,不使用淤泥、沼泽土、冻土、有 机土、含草皮土、生活垃圾及含腐殖质的土。对于液限大于 50,塑性指数大于 26 的土,一般不宜作为路基填土,但如果受其它客观条件限制,必须使用,应作如下处理: 控制最佳含水量,保证土料在最佳含水量下达到最佳压实度。由于当地土质含水量特别大,通过翻晒来实现,使其达到最佳
10、含水量。 掺外加剂改良。对含水量大、塑性高的土或强度不足的其他材料如含有大量细粒砂的砂质土掺入石灰、水泥工业废料或其它材料的稳定剂,对土的性质进行改良,达到填土要求。 采用不同土质填筑路堤时,采取以下措施: 层次应尽量减少,每一结构层总厚度不小于 0.5M,不得混杂乱填,以免形成水囊或滑动面; 透水性差的土填筑在下层时,其表面做成一定的横坡,以保证来自上层透水性填土的水分及时排出; 合理安排不同土质的层位,采用不因潮湿及冰融而变更其体积的优良土填上层,强度较小的应填在下层; 在不同土质填筑的路堤交接处应做成斜面,并将透水性差的土填在斜面的下部。 2.3、填土路基压实 路基施工时,应严格按现行公
11、路路基施工技术规范要求进行,并应通过试验路段来确定不同 机具压实不同填料的最佳含水量、适宜的松铺厚度和相应的碾压遍数、最佳的机械配套和施工组织,还要有一定素质的施工队伍来重视。 2.4、特殊地基处理 软土地基具有极大的破坏性,虽然在对其认定上尚无完全一致的结论,但从广义上讲,只要外在荷载在土基上有可能出现有害的过大变形和强度不够等问题时,我们都应该视为软基而认真对待,并进行必要的处理。一般按处理的部位可分为地基处理和路提处理,处理的方法为: 对于路基高度不高,软土层或淤泥层比较薄的地段,我们采用砂垫层、置换填土、反压护道、抛石挤淤 的方法处理,以增强路基。 对于排水地基,根据实地情况,采用砂垫
12、层法、袋装沙井法、砂桩、塑料板排水法及置换填土来处理。 对于软土地基或湿陷性黄土地区比较复杂的地基情况,采用垫隔土工布、碎石桩、加固土桩及强夯的办法处理。 对于软土路提的处理,采用垫隔覆盖土工布、增设土工格室、土工格栅等办法。 2.5、完善排水设施 为了保持路基能经常处于干燥、坚固和稳定状态,必将影响路基稳定的地面水予以拦截,并排除到路基范围之外,防止漫流、聚积和下渗。同时,对于影响路基稳定的地下水,应 予以截断、疏干、降低水位,并引导到路基范围以外,使全线的沟渠、管道、桥涵构成完整的排水体系。对于黄土地区的排水设施应注意防冲、防渗以及水土保护问题。 在一般路段,路基排水沟渠包括边沟、截水沟、
13、排水沟,要注意防渗、防冲,采取加固及防止渗漏措施;黄土地区公路边沟以采用浆砌片石加固效果较好;截水沟应设在离堑顶边缘以外不少于 10M的地方,断面不宜过大,沟底纵坡宜在 0.5%-2.0%之间,在填挖交界处引出边沟水时,注意出水口的加固。 在垭口、深路堑、高路堤、滑坡、陷穴等地段,可用挖鱼鳞坑、水平沟、种草、植树等方法对坡面径流进行调治与防护;在冲沟头植树,防止冲沟溯源侵蚀,危害路基;布设在沟谷的路线,在沟谷中筑坝淤池,并保护路基坡脚不受水的冲刷破坏;还可做护坡埂、涝池、水窑等。 2.6、桥头、涵洞两端及伸缩缝的防治措施 桥头、涵洞两端引起的跳车现象,成为各个公路路线上一个主要克服和攻关项目,
14、要对其彻底进行治理好,我认为要从以下几点着手: 地基加固处理,为消除桥台和台后填方段的差异沉降变形,需对地基进行加固,尤其是特殊路基,如软土地基、湿陷性黄土地基、河流相冲击洪积物地 基等需进行特殊处理:软土属高压缩、大变形地基,对该地基首先采用插塑料板、袋装沙井的超载预压等方法进行排水加固,其次根据填方路提的压力计算,采用喷粉桩、挤密桩等进行加固处理;河流冲积物,使长年累月积累下来的,沉积物种类多,要充分分析其成份,做好设计,进行地基渐变加固;湿陷性黄土要做好防排水设计,采用强夯等办法进行加固。 桥头设计过渡段,即在一定长度范围内铺设过渡性路面或设置搭板,可以使在柔性结构路段产生的较大沉降通过
15、过渡段至桥涵结构物上,车辆行驶就不至于产生跳车。 台背填料的选择,在挖 方地段的台背回填部位,因场地特别窄小,可选用当地的石渣、砂砾等优质填料;在高填方的拱涵及涵洞与侧墙的相接部位,尽量选用内摩擦角大的填料进行填筑,而且施工时应注意填料土压的平衡,不发生偏移,以免造成工程事故。 2.7、路面基层施工注意 严格按照公路路面基层施工技术规范( JTJ034-93)要求进行底基层和基层施工,对于高速公路和一级公路,必须坚持除与土基接触的底基层可以采用路拌法施工以外,其上面的各层均应采用集中场拌和摊铺施工方法,以确保标高、横坡、强度、平整度达到设计要求。当采用摊 铺机进行基层施工时,为了消除中间高两侧
16、低的现象,可适当调整摊铺机两侧的横向斜杆,使熨平板呈中间低两头翘状态。 加强基层养护,在基层施工完成后,采用不透水薄膜或湿砂进行养护,也可以采用喷洒沥青乳液保护。若无上述条件时,可以用洒水进行养护,并应严格控制行车。若不能封闭交通,应限制重车通行,其车速不应超过30KM/H,同时应注意其他交通设施对基层的损坏。若出现车辙(坑槽)松散,应采用相同材料修补压实,也可用贫混凝土填平振实后,上面摊一层油毛毡再进行路面施工。严禁用松散粒料填补。 2.8、沥青 路面机械摊铺工艺及控制 摊铺机基准线的控制,摊铺机在进行自动找平时,需要有一个准确的基准面(线),下面介绍二种确立基准面(线)的方法,使用者可结合
17、路面的结构层次和施工位置进行选定。其基本原则是:当以控制高度为主时,以走钢丝为宜;当以控制厚度为主时,则采取浮动基准梁法。一般是底面层用走钢丝,中面层和表面层用浮动基准梁法。 摊铺底面层 基准钢丝绳(走钢丝)法,是在路面两侧安装基准钢丝绳,但注意:支持钢丝绳的支柱钢筋的间距不能过大,一般为 510M ;用两台精密水准仪测量控制钢筋的高程,钢筋宜较设计高 程高 12MM ,并保证钢筋的高程在铺筑过程中始终准确;一般使用 2MM -3MM 的高强度钢绞线,用紧线器拉紧安放在支柱的调整横杆上,每两根钢支柱间钢丝绳的挠度不大于 2MM,张紧钢丝绳的拉力一般在 800N 左右;基准线应尽量靠近熨平板,以
18、减少厚度增量值;为保证连续作业,每侧钢丝绳至少应具备有三根 200-250M 长的钢绞线,在未走完本段钢丝之前,下段钢丝已经架设完成。 摊铺中面层和表面层 浮动基准梁法,浮动基准梁用于保持摊铺机前后高差相同,保证摊铺厚度和提高表面平整度,在构造物上另加挂钢丝绳配合进行控 制(因构造物上沥青层的厚度与表面层厚度不同),方法是:浮动基准梁的前部由长 2-3M的 2-4个轮架组成,每个轮架有 3-44对小轮,行走在摊铺机前面下承层。浮动基准梁的后部是约 0.5MX10M 的滑板(俗称滑靴),在摊铺层顶面滑移,为了减少基准误差和自动找平装置的误差,需在进行自动找平装置的安装和调整时注意:横坡传感器安装
19、误差应小于 +0.1%;浮动基准梁的滑动基面应与摊铺基面平行,横坡值相同;随时检查液压系统的工作压力,使其处于正常状态;随时检查摊铺厚度和横坡值是否符合设计值。 摊铺机的摊铺进度控制, 摊铺机应该匀速,不停顿地连续摊铺,严禁时快时慢。因摊铺速度的变化必然导致摊铺厚度变化。为了保证厚度不变,就要调节厚度调节器以及捣固器和熨平板的激振力与振捣梁行程,但人工调节是凭经验调节,在速度变化处会引起摊铺后预压密实度的变化,从而导致最终压实厚度的差异,影响路面平整度。 在摊铺过程中,应尽量避免停机,应将每天必须停机中断摊铺点放在构造物一端预定做收缩缝的位置。在中途万一出现停机,应将摊铺机熨平板锁紧不使下沉;
20、停顿时间在气温 10 以上时不要超过 10MIN。停顿时间超过30MIN 或混合料温度低于 100 时,要按照处理冷接缝的方法重新接缝。 2.9、碾压质量控制 沥青混凝土面层的碾压通常分为三个阶段进行,即初压、复压和终压。 初压,第一阶段初压习惯上常称作稳压阶段。由于沥青混合料在摊铺机的熨平板前已经初步夯击压实,而且刚摊铺成的混合料的温度较高(常在140 左右),因此只要用较小的压实就可以达到较好的稳定压实效果。通常用 6-8T 的双轮振动压路机以 2KM/H 左右速度进行碾压 2-3 遍。碾压机驱动轮在前静压匀速前进,后退时沿前进碾压时的轮迹行驶进行振动碾压。也可以用组合式钢轮 轮胎(四个等
21、间距的宽轮胎)压路机(钢轮接近摊铺机)进行初压。前进时静压匀速碾压,后退时沿前进碾压时的轮迹行驶并振动碾压。 复压,第二阶段复压是主要压实阶段。在此阶段至少要达到规定的压实度,因此,复压应该在较高温度下并紧跟在初压后面进行。复压期间的温度不应低于 100-110 ,通常用双轮振动压路机(用振动压实)或重型静力双轮压路机和 16T以上的轮胎压路机同进先后进行碾压,也可以用组合式钢 -轮胎压路机与振动压路机和轮胎压路机一起进行碾压。碾压遍数参照铺筑试验段时所得的碾压遍数确定,通常不少于 8遍,碾 压方式与初压相同。 终压,第三阶段终压是消除缺陷和保证面层有较好平整度的最后一步。由于终压要消除复压过
22、程中表面遗留的不平整,因此,沥青混合料也需要有较高的温度。终压常使用静力双轮压路机并应紧接在复压后进行。终压结束时的温度不应低于沥青面层施工规范中规定的 70 ,应尽可能在较高温度下结束终压。 在施工现场,组织得好的碾压应是初压、复压和终压的压路机各在相互衔接的小段上碾压并随摊铺速度依次向前推进。当然,实际碾压过程中压路机会超过初压与复压和复压与终压的分界线;为使压路机驾驶员容易辨明自己 应该碾压的路段,可用彩旗或其他标记物放在初压与复压和复压与终压的分界线上,并根据沥青混合料的温度和碾压遍数移动这此标记物,指挥驾驶员及时进入下一小段进行碾压。 3、结束语 路面平整度要达到行车舒适这一要求,要从路基施工准备阶段就开始重视,所有参加公路建设工程的施工单位,都有义不容辞的责任,都必须强化施工管理,完善施工工艺和施工方法,提高施工质量,才能从源头上、根本上解决问题,经济效益和社会效益得到保证。