水泥稳定料路面基层摊铺机施工标高控制技术.doc

摊铺机摊铺水泥稳定粒料路面基层标高控制技术陈延河（）摘要：从人员配备要求、施工放样、摊铺碾压等环节，详细介绍了摊铺机摊铺水泥稳定粒料路面基层标高控制的一些施工技术。关键词：基层；摊铺；标高；控制水泥稳定粒料（碎石、砂砾等）基层以整体性强、承载力高、刚度大、稳定性好且坚固的特点和较高的经济实用性，越来越多的被用于高等级公路。为了在几何尺寸、强度、表面平整度等方面获得较高的质量，现行的“公路路面基层施工技术规范”规定：对于高速公路和一级公路水泥稳定土基层，当土路基上层已用石灰或固化剂处理时，底基层的下层宜用集中拌和法拌制混合料，其上的各个稳定土层都应用集中拌和法拌制混合料，并用摊铺机摊铺混合料。摊铺机铺筑基层具有一次成型的优点，但若标高控制不当，用其他方法弥补的效果很难达到摊铺机铺筑水平。当标高偏差过大时，沥青面层施工时势必需要采用一定的措施，或调坡或凿除，而这些措施均不可避免的造成沥青路面平整度、标高或厚度出现较大差异，不但影响路面的整体质量而且造成施工成本的增加。因此，在施工中有必要采取一定的措施对路面基层标高进行控制。1 配备专业的操作人员首先，要组织一支精干、责任心强的专业队伍，负责测量和基准钢线的架设工作。应设专置测量员1名，辅工3名；基准钢线的架设最少配备4名工人，其中1名专职负责按照测算的挂线高，固定基准钢丝，另3名负责钢制基准架的打、移以及钢丝张拉等工作。其次，摊铺机、压路机驾驶人员除了必要的机械知识以外，还应培训使其具备一定的基层施工知识和操作技巧，以更好的配合基层施工在线型、标高、平整度、压实度等方面的控制。摊铺机应配备驾驶员3人，一人负摊铺机速度和行驶方向等控制、2人负责看护熨平板两侧纵坡传感器（把边）。2 施工放样2.1 道路中线放样用钢尺配合经纬仪（或用全站仪）沿中线方向每10米测设中桩（平曲线半径较小或在超高渐变地段间隔5米设置），距离构造物起终点约30cm处设置非整10米里程号中桩。2.2 钢线基准标高测量点放样：钢线基准标高测量点设置应距离基层两侧边线以外30cm左右处，以不易被机械、车辆以及施工人员扰动和方便钢丝架设为宜，根据地形适当调整取定。 钢线基准标高测量点放样采用直角三角形定位法（或称钢尺交会法），即以中线为一直角边a，以中桩A至外侧拟放标高测量点间连线为另一直角边b，计算弦长c，（如图1），三人拉钢尺，其中甲将钢尺零刻度点置于中线桩A，丙将钢尺（b+c）刻度点置于中线桩B，则乙执钢尺刻度b处将b、c两边水平拉直，即可得交点J，该点即位于A中桩横断面上，将J点命名为钢线基准标高测量点K2，在A中桩横断面靠近中线一侧基层宽度以外30cm处取点K1，则钢线基准标高测量点K1和K2放样完成（K1和K2分别钉竹桩（木桩或钢钉）作测点），依次类推完成拟施工路段钢线基准标高测量点放样。数学模型（如右图）：路面设计标高计算公式：1、竖曲线起始边直线段：B=T+I（A-E）2、竖曲线起点至变坡点段：B=T+I（A-E）+（A-F）2/2R；3、竖曲线变坡点至竖曲线终点段：B=T+（I-Q）（A-E）+（2E-F-A）2/2R；行按MODE键、EXP键后输入下列程序 共228步文件名GUA XIAN GAOUAXIANGAO1FIXM2LbI1：A：AEGOTO4：AFGOTO3：B=T+I（A-E）3LbI2：X：C=B-M-NK-H+X：Y：J=C-X+Y-2K：Z：L=C-X+Z-6K：W：U=C-X+W-10K：V：G=C-X+V-12K：(（J+L+U） S /3 -0.15)+C(（J+L+U）S /3 -0.15) +GA=A+10GOTO14LbI3：B=T+I（A-E）+（A-F）2/（2R）GOTO25LbI4：B=T+（I-Q）（A-E）+（2E-F-A）2/（2R）GOTO2程序说明：1、命令行2、4、5计算路面设计标高；2、命令行3计算A桩号断面的五个点处拟铺结构层顶标高与相应点实测高差（如图2），并用中间三点处有效铺筑压实厚度平均值计算松辅厚度）其中B为该断面路面设计标高、M为拟铺结构层面以上路面结构层的厚度、N为第一个测点至路线标高设计点的距离、H为仪器高、X、Y、Z、W、V分别为第k1、d1、d2、d3、k2测点的塔尺读数、（2、6、10、12分别为d1、d2、d3、k2点至第一测点k1间的距离，可根据实际设置进行调整），0.15为拟铺结构层设计层厚（可根据实际拟铺设计厚度调整）；3、其他相关字母含议如下：A-拟测算的断面桩号；B-路面设计标高；K-路面横坡； E-竖曲线交点桩号；F-竖曲线起点桩号；T-竖曲线交点位置未计算外距时的标高；R-竖曲线半径（凸曲线时输入负值）； I-竖曲线起始边的纵坡（前进方向，上升为正，下降为负）；Q-竖曲线后的纵坡与竖曲线前的纵坡的差值；S-松铺系数；5、程序操作流程：输入竖曲线参数（E、F、R、I、T、Q）输入计算参数（M、N、K、S、各点距 K1点距离及拟铺层设计厚度）输入视线高和第一个桩号依次输入如图2中的K1、d1、d2、d3、K2点的塔尺读数得到挂线高。 (图1)2.3钢线基准挂线高测量、计算。（1）钢线基准挂线高（H0）是指钢线与钢线基准标高测量点（K1或K2）之间的高差。钢线挂线高度以高出所拟施工结构层面标高1015cm（h0）为宜。H0=h0+（测点位置拟铺结构层顶设计标高h2-测点实际高h1+松铺厚度h3）。（2）松铺厚度（h3）以各断面实测需铺筑的有效压实厚度为基础，采用试验路所取得的松铺系数计算。这样可以有效的减弱下承层标高、平整度差异的向上累积。实践中有的操作人员，将钢线基准测量点设置于下承层边部，用所测厚度计算松铺厚度或直接用设计铺筑厚度计算松铺厚度，这都是十分错误的。（3）钢线基准挂线高的测量：由4人组合进行，专业的测量人员负责观测水准仪，经培训的有一定持尺经验的辅工负责立尺，另有2人，沿各中桩断面以之前设置的中线桩和边桩为导向拉钢（皮）卷尺，在每个断面除测K1、K2点标高外，同步每个断面加测下承层顶面标高3个点（d1、d2、d3）。如图2。（图2）高程测量工作应注意，沿线设置的高程控制点应加密至200300m一处，并定期进行复测平差，保证水准点间的高程闭合差满足要求。在高程测量过程中，不论是水准点联测或中间点测量都应灵活应用“摇尺法”最大限度的提高测量精度。（4）基准挂线高的计算：应用CASIO编程函数系列计算器作为辅助工具，能够高效快速的完成挂线高的计算。表1给出了CASIO4500PA型计算器在挂线高计算方面的应用程序，该程序经过福建泉厦高速公路、陕西渭潼高速公路、陕西铜黄高速公路、广东西部沿海高速公路（台山段）等工程实践应用证明，具有较高的实用价值。表1 CASIO4500PA计算器计算挂线高度程序单程序操作熟练后，可不用记录每次塔尺读数，利用移尺时间间隙边测量边输入，直接记录计算器输出的挂线高，大大提高测算速度。2.4 基准钢线的架设：基准钢线的架设，是将测算成果直接应用施工的关键过程，对于摊铺的高程和平整度都非常重要，因此应高度重视，组织专精干、负责、细心的队伍负责测挂、保护。（1）基线架，宜选用15mm钢筋制作，长约600mm，插入端制成尖头。还应备有一定数量的座式基线架，在基线架竖桩无法打入时使用。基线架上设置用螺栓固定的横梁，横梁亦宜选用直径15mm长约300mm钢筋制作，横梁上应刻有多个挂槽。（2）基线架的位置。基线架应尽量靠近基准标高测量点，并使横梁上的挂线槽位于测量点垂直上方。（3）基准钢线应选用3mm钢丝绳（镀锌）,一次架立钢线长度控制在150200m,采用紧绳器尽可能的张拉(拉力控制在1000N左右), 到用手在两桩悬线正中间向下按感到很吃力，表观无明显挠度即可。基准钢丝纵向应尽量平行于道路设计中线。（4）由经过专门培训的测工（最好是标高测量时的立尺人，对测点熟悉），按照前述测算的挂线高以钢板尺配合水平尺准确测定各基线架处的钢线悬挂高度，并用线绳固定在刻槽内。（5）架设钢线的人员应主动认真对基线架、钢丝进行维护，对于需让行汽车或钢丝由于张拉出现的横向脱位等现象，应及时进行恢复。（6）洒布摊铺机行走导向线。以便于摊铺机驾驶员观察为原则，按一定的横向距离以白灰洒布一条与道路中线平行的导向线，在摊铺机准确就位后，调整好导向杆。3 摊铺和碾压过程控制3.1 摊铺机就位和调整（1）应将摊铺机移至摊铺起始位置居中，熨平板垂直于路面中线，自由塌落于垫木上，垫木高度应根据断面处的摊铺厚度确定，保证熨平板底的横坡与标高准确，利用两侧基准钢丝作基准横向紧悬细线进行全断面检查。（2）根据摊铺厚度调整好初始仰角布料螺旋与熨平板前缘间距等参数，夯实振动系统调整与摊铺机工作相结合，起步前选用小频率，起步后选用大振幅、高频率。（3）适当提高发动机转速，让摊铺机各个转运系统受力充分匹配，调整摊铺机熨平板两端编纵坡传感器，使调平器回归零位，将灵敏度调节至1.5mm以内。（4）调整导向杆至导向白线上。3.2 开始摊铺 （1）铺机起步速度应严格控制，尽量缓慢均匀，起步与夯实振动系统起动良好配合，防止熨平板从垫木滑落时瞬时塌落造成接缝处标高失控。（2）待熨平板的浮动完全受控后，摊铺机缓慢均匀加速至根据拌和能力和运输能力计算的适当的速度上，正式摊铺。（3）摊铺过程中不能随意的变换摊铺速度或者中途停顿，严格按照导向线行驶，弯道时应缓慢调整方向，禁止急打方向，引起标高失控。应有专人指挥混合料运输车辆就位，防止运输车撞击摊铺机，使机后形成台阶和造成传感器瞬时失控。（4） 摊铺过程中应随时用悬线法检测高程，适时调整纵坡传感器至最佳位置。3.3 碾压，应遵循“先轻后重、先静后振、从低到高、缓起缓停”的原则。（1）先用轻型压路机进行稳压，稳压时应使主动轮朝向摊铺机方向，减少混合料推移造成的标高误差；（2）重型压路机振动碾压时，应作到缓起缓停，先起步后启振，先停振后停机，压路机错轮时应长距离小角度转换方向，尽量弱化不同压实作用力累加引起的局部标高差异。（3）封面碾压宜采用胶轮压机配合进行，通过胶轮压路机的揉压作用，减少小面积局部高差。3.4 接缝处理。由于各种原因摊铺作业中断时间超过2小时或工作日收工后，均应设置接缝。接缝应与道路中线线垂直设置，其设置方法：将摊铺机移开，人工将摊铺末段整平并大致垂直于路面中线收齐，压路机按正常工艺碾压，碾压结束后，在完成摊铺碾压的末端选择一个标高和平整度符合要求断面，人工挖成与道路中心线垂直、向下深至下承层的断面，所挖废料运回拌场集中处理。重新开始摊铺前应对该接头断面处进行充分湿润。4 桥梁端部基层摊铺标高控制措施路面基层的施工组织应与路基、桥梁的施工统筹布署，尽量以半幅为单位、分段连续组织施工。4.1 桥头搭板长度一般为812m，若安排路面基层施工先于桥头搭板施工，摊铺机施工时可将基层摊至搭板范围以内，最大限度的保证与搭板连接部的基层标高。因此，宜尽量安排路面基层施工先于桥头搭板施工，桥头搭板和路缘石基坑开挖紧跟基层之后进行。搭板基坑开挖应尽量少的破坏成型的基层，与基层接触部位的基坑回填，宜采用基层料人工回填夯实整平至与基层相同。4.2 若桥头搭板先于路面基层施工，则摊铺机前端的搭板处应预留约0.5倍摊铺机长度采用人工精心施工，分层铺筑、小型压实机具夯实，保证该范围内的标高、强度、压实度符合要求。5 其他影响基层摊铺标高控制的因素5.1 基层混合料的配合比，对于松铺系数有较大的影响，因此，应严格控制。混合料摊铺时的含水量宜控制在大于最佳含水量2%以内，这样有益于标高、压实度、收缩裂缝等方面控制。当配合比发生变化时，应及时重新测算松铺系数。5.2 分层摊铺时，钢线基准点和基线架应错位设置，上层基线架设于下层基线架的中间位置，减少基准钢丝向下挠度累加对标高的影响。5.3 松铺系数的及时修正。每天分不同的时段进行复测和微调。5.4 按照连续作业原则，合理配置拌合设备能力和运输能力，最大限度降低摊铺机的待料时间。6 结束语实践证明，由精干、负责的测量队伍作好标高控制点的测量和准确挂线，加之每个断面按实测有效压实厚度计算