沥青混凝土路面平整度的剖析

1、沥青混凝土路面平整度的剖析上海市第二市政工程有限公司宋小才摘要 : 本文通过沪杭高速公路 (上海段) 施工实践对沥青混凝土路面平整度进行剖析 , 为日后提高和稳定沥青混凝土路面平整度质量提供有益的借鉴。 关键词 : 沥青强凝土路面 平整度 质量控制An alysis of Bitu me n Co ncrete Pa ve me nt L e veln e s sSong Xiaoc aiAbstract : Based on the construction of ShanghaiHangzhou Freeway ( Shanghai Section) , thebeneficial ref

2、erence for i m2bitumen concrete pavement level ness is anal yzed , which may p rovideprovi ng and stabilizi ng the quality of bitumen concrete pavements.Key Words : bitumen concrete pavement ; levelness ; qual ity control1 概况随着我国的经济发展 , 人们生活水平的提 高 , 旅游 、贸易 、相互间的各种交往不断增加 , 对行车的高速 、安全 、舒适 、经济 、大运量的需求日

3、趋迫切 。随着高等级公路的不断建成通 车 , 尤为敏感 。 沥青混凝土路面平整度是满足这种需求的重要指标之一 。 交通部颁布的公路工程质量检验标准中密 、平整 、顺直 、无跳车 。这对以前人工摊铺允许超过 3mm 小于 5 mm 的标准 , 无异是一个提 高 。但面对施工机械化程度的逐步提高 ,人们对 路面平整舒适要求欲望的提升 , 这个标准不仅 要达到 , 而且要实现达标的稳定性 , 并在此基础 上有所提高 。否则 , 沪宁高速公路通车不久 “车子跳 、上海到”对沪宁高速公路上海段不满 的评价就不会提出了 。然而 , 要实现达标的稳定性 , 并在此基 础上有所提高 。 这不仅是解决 “车子跳

4、 、上 海到”的具体问题 , 它将提高上海整体道路施 工的质量水平 , 改变上海道路的形象与国际 大都市面貌相协调的大问题 。 为此 , 由上海 市市政工程管理局的领导亲自组织主持下 , 在市内开展了以提高道路质量为目标的科研攻 关活动 。 对 1998 年在建项目中确定三条攻关 示范样板路 , 其中沪杭高速公路 (上海段) 就 是三条中的一条 。当然沥青混凝土路面平整度 达标的攻关是必在其中 , 而且提出了 5 、3 、2 的 平整度行业指标 : 即三渣基层平整度 5 mm , 桥面水泥混凝土铺装平整度 3 mm , 最后的沥 混凝土路面平整度 2 mm。后来又进一步提出1明确规定 : 高速

5、公路 、一级公路的沥青混凝土路面平整度在每 200 m2 处 ×10 尺 , 用 3m直尺搁置所处路面后量测尺与路面间的最大间 隙不得超过 3 mm。建设部市政道路工程质量检验评定标准 2 和上海市城市道路工程施工及验收规程3 中规定路宽 15 m(大工程) 的沥青混凝土路面平整度用测平仪或 3 m 直尺 任选一种进行量测 , 其允许值不得超过 2. 6 mm。 同样在国家标准沥青路面施工及验收 规范4 中高速公路 、一级公路 、城市快速路 、 主干路的热拌沥青混凝土路面平整度 , 随时用3m 直尺在纵横各方面检测 , 上面层允许值不 得超过 3 mm , 中下层允许值不得超过 5

6、mm , 接缝处随时用目测和 3 m 直尺量测质量要求紧5沥青混凝土面层用测平仪实测标准偏差 0. 6 ,也就是用 3 m 直尺量测平整度要在 1 mm 以下 的高要求 。 经过方方面面的努力攻关 , 竣 工后受上海质监站对沥青混凝土路面上面层(防滑层) 的平整度实测结果标准偏差平均达到0. 6 , 即相对用 3 m 直尺量测平整度是在 1 mm以下的结果 。这一成果的取得 , 使 “车子跳 、上海到” 的评价销声匿迹 、提高上海道路质量形象 、市 政工人真正为建立上海大都市作贡献奠定基 础 。 但为了实现沥青混凝土路面平整度达标 的稳定性 , 并在此基础上有所提高 , 我认为对通车后的表面平

7、整度 , 后者还关系到道路结构的衰减 。 影响沥青混凝土路面平整度的因素是多方面的 , 包括土基强度及压缩性 、桥头沉降差 、伸 缩缝结构及安装质量 、基层施工质量(尤其是密实度和平整度) 、面层的结构形式 、混合料的 规格 、摊铺质量 、碾压设备及工艺 、质量控制 等 。3 土基强度及压缩性按公路自然区划, 上海属于 1 区 , 降 雨量大 , 雨季长 , 地下水位高 , 土壤天然含水量高 。 因此 , 上海地区过湿土路基决定了含水 量高 、孔隙比大 、压缩性高 、承载力低的特点 。在这样的土路基上筑路 , 其土基强度及压缩 性没得到处理和改善 , 不仅影响竣工时的表 面平整度 , 而且影响

8、通车后的表面平整度 。这 在以往高速公路的高路堤和桥头高填土的范围内 , 充分反映了这一事实 。 并且软土地基的 沉降比填土压缩来得大 。从姜荣泽提供的不同 天然地质条件与工后沉降比较表5 中看出地基沥青混凝土路面平整度进行一定的剖析 ,非常有必要 , 以供借鉴 。是2 平整度及影响平整度的因素平整度 顾名思义就是平正整齐的程度 。 然而 , 道路上的平整程度是指实际的道路表面或结构层次表面高低状况与理想设计面的差 异量 。 如上述规范 、标准中提到的平整度允 许值 , 就是标志平整度的范围 。路面平整度是 道路设计 、施工质量 、材料供应 、设备能力等的 综合体现 。它将反映在竣工时的表面平

9、整度和条件好 , 地基总沉降量小 ,小 , 见表 1 。工后沉降一般也表 1 不同天然地质条件与工后沉陷比较注 : 类地基指淤泥质土层厚、常规地基处理深度不能穿透淤泥质土层的地质条件;类地基指淤泥质土层虽然较厚 , 但暗绿色硬土层分布较浅 , 且具有一定厚度 , 常规地基处理深度可穿透淤泥质软土层 ,并达到硬土层顶面的地质条件 ;类地基指“硬壳层“较厚 ,淤泥质土层也较厚 ,但分布较深 ,常规地基处理深度也无法打穿透淤泥质土层的地质条件;类地基指淤泥质土层厚度较薄的地质条件。6地 基 类 型类类类类类工 程 名 称沪 嘉 延沪嘉沪宁沪杭桩号1 + 1901 + 1001 + 5411 + 48

10、619 + 80020 + 5403 + 05016 + 72027 + 245硬 层 厚 度 ( m)2. 52. 52. 52. 599322淤泥质土厚度( m)14141418141431015路 堤 高 度 ( m)4. 54. 233. 84. 46. 74. 34. 644. 6预 压 方 式超载超载等载等载等载等载等载等载超载预 压 期 ( 月)99181812128716总 沉 降 量 (cm)1261004074. 762. 61051145. 649工后沉降量(cm)18131610. 57. 77. 5053备注5年5年8年8年2年2年5年5年5年所以 , 沪杭高速公路

11、(上海段) 指挥部为防止路基超量沉降 。 保证道路质量 , 实现路面 高标准平整度 , 作了软土地基处理的设计和实 践 。如今对软土地基处理的方法和手段有多种 。 大致有物理的方法 、化学的方法或二者 结合的方法 。其中包括 : 强夯法 ,土体等 、超预 压法 ;排水 、降水固结法 ,袋装砂井 、塑料芯板聚 水排水法 ; 各种桩体的密实法 , 如 : 钢渣桩 、 搅拌桩 、旋喷桩 、粉喷桩 、CFG桩 、砂桩 、土桩 、 二灰桩等 ; 化学剂固结法 ; 土工织物夹层法 等 。 一般物理处理的方法 , 主要通过外力对 土体的作用 , 创造排水通道 , 迅速减少土体 内的含水量 。 又通过挤压将排

12、出水的孔隙和 原有的孔隙减少 ,使土体的颗粒排列更紧密 ,达 到加固土体的目的 。从而增强土基的强度 、减 小土体的压缩性 。保证施工中标准的平整度形 成 , 施工后又不遭破坏 ; 至于化学处理方法 , 是通过对土体加入能与土起化学反应的物质 , 并在化学反应时还将吸收土体内的水份 , 形 成新的具有满足需要强度的土体混合物 。或在 化学反应时 ,不仅吸收土体内的水份 ,而且形成 新物体或混合物产生体积膨胀的效果 , 减小土 体内的孔隙 , 加密土体 。 同样达到加固土体 的目的 。从而增强土基的强度 、减小土体的压 缩性 。保证施工中标准的平整度形成 , 施工后 又不遭破坏 。 当然 , 物

13、理处理和化学处理往 往有其局限性 , 那就采用二者结合的办法 。 达到更佳的效果 。从经济技术角度出发以及奏效快的考虑 , 根据沪杭高速公路施工范围的土质状况 , 结 合上海地区多年施工经验积累的借鉴 , 沪杭 高速公路 (上海段) 指挥部选择了如下方法 :与化学处理相结合的方法 。 堆载预压法是根据地基加固的要求 : 强度 、厚度及固结形成时 间等 , 选取浅载 、等载 、超载的种类 。将路堤材 料填筑到一定的设计高度 , 依靠其重量对地基 加压 。利用天然地基及地面铺设的砂垫层作为 排水系统 , 达到上述的物理处理的机理 。然而 堆载速度的快慢 , 将直接影响到路堤与地基的 稳定 。但太快

14、会使地基失稳 , 太慢将受工期的 局限 , 造成预压时间的不足 , 影响预压效 果 。从沪杭高速公路的实践得知 , 采用超载预 压既能相对缩短预压期 , 又能达到较好的效 果 ; 塑料芯板排水固结堆载预压是集排水与 加压为一体 。 尤其排水通畅 、质量轻 、强度 高 、施工方便的塑料芯板的采用 ,使原先已具有 水平排水的情况下 , 增加了竖向排水通道 , 加快了排水速度 , 从而增强加压的效果 。 一 旦加压效果的增强 , 又促进了孔隙水的压差 形成 , 更促进排水速度 , 如此以良性循环周 而复始 。使达到软基固结的目的 ; 粉喷桩或钢 渣桩形成复合地基 , 主要是提高软土的整体 性 、稳定

15、性 , 增强土体的刚度与强度 , 提高地基 的承载力 。通过以上的地基处理 , 固结度普遍提高 , 至工程竣工时 , 总沉降量达到 88 %97 % , 基 本符合设计要求 。6 显然土基强度及压缩性的 问题在沪杭高速公路中得到了解决 , 保证了沥 青混凝土路面平整度实现的可能 。4 桥头沉陷差桥头沉降差是桥头跳车的首要原因 。 当 然 , 桥头伸缩缝结构及安装质量也将引起桥头跳车 。 桥头沉降差是由于桥台与桥台后填土路堤的沉降不一致所造成的 。 正如沪嘉高 速公路通车后 , 日本公路专家工学博士武部 键一先生 , 参观了沪嘉高速公路回国后 , 来函 指出的“桥梁结合部附近的沉降是以桥台与填

16、土段的沉下之差发生的。” 由此而产生“对车 辆振动很大”7 , 看来桥头沉降差引起跳车 , 使 沥青混凝土路面平整度严重超标 , 是国内外工( 1)堆载预压法 (包括浅载 、等载 、超载预压) ;塑料芯板排水固结堆载预压 , 加速软( 2)基固结 ;( 3) 粉喷桩或钢渣桩形成复合地基 , 提高地基的承载力 。上述 ( 1) 、( 2) 是物理处理方法 , ( 3) 是物理7程界 、社会各界共同关注的问题 。由于一般桥台采用桩基 , 竣工后 , 因桩 周土体的紧固和桩端支承而受较大的摩阻力和 支承力 , 其工后沉降很小 。在桥台后填土 路 堤中 , 受到地基压缩沉降和路堤的固结沉降 , 上海过

17、湿软土使这两部分沉降量相当大 。这就 造成桥头沉降差的所在 。 一旦桥头沉降差出 现 , 就发生桥台与路堤结合部的错台 、纵横坡 无规律的变化 , 平整度无法得到保证 。解决这 沉降差的关键 , 是通过各种方法将地基的压缩 和路堤固结不发生在工后的沉降 , 或发生沉降 量很小 , 接近桥台桩基的沉降 , 或者控制工后 沉降差形成的时间 ,越长越好 ,尽量达到设计年 限 。沪杭高速公路(上海段) 工程中就是这么考 虑的 。 首先 , 地基压缩的沉降控制 , 如上述 的地基处理方法 ,取得了很好的效果 ,基本符合 设计要求 。其次 ,着手路堤固结沉降的控制 。尽 管填土压缩或固结压缩相对软土地基沉

18、降要小 得多 (武部键一先生也这么认为) , 却不能掉以 轻心 。 尤其要达到高标平整度的工程 , 更不 能轻视 。 因为任何一个沉降量的出现 , 都将 对平整度产生影响 。有数据反映 , 8 纵坡变化 超过 3 6 , 就会使驾驶员或乘车人有不 舒感 , 出现“桥头跳车”。 因此 , 一方面 , 沪 杭高速公路 (上海段) 指挥部列题对上海地区常 用路堤材料承载比 CBR 值的研究 , 提出了提 高路基土的压实度和进行外掺材料处理来提高 承载比 CBR 值 。 这在一定意义上讲 , 它将 减少了填土的工后沉降 , 稳定竣工后的平整 度 。 这一点国内外已趋向或正趋向轻质高强 材料进行填筑 。

19、 另一方面 , 采用钢筋混凝土 搭板的设置 , 避免桥台与路堤结合部的错台 , 以及延长工后沉降差形成的时间 , 达到桥头不 发生跳车和稳定竣工后的平整度 。 自沪嘉高 速公路试探性地采用钢筋混凝土搭板以来 , 基 本上按照填土高度 、软土厚度和桥梁等级 , 选 用其长度 。并搭板的一头搁置在枕梁上 , 增强 支点的整体性及扩大受力面 。但也暴露了它的 弱点 , 其一 、从板端看是扩大了受力面 , 可就枕梁而言 , 还是应力集中于路堤上 , 对沉降相当不利 , 往往有可能使纵坡变化超过 3 6 ; 其二 、基层结构的潜力没完全发挥到钢筋混凝 土搭板上来 。 为了克服该弱点 , 沪杭高速公 路

20、(上海段) 长度取 10m , 取消了枕梁 , 形成搭板 、板下二渣与路面三渣一体化 , 既增强了 桥头部位的整体刚度 , 又有利于工后沉降的 均匀性 , 不使纵坡变化超过 3 6 。 当然 , 这次同时考虑工后沉降的残余量 , 通过一定的 预抛高给予适当的抵销 。让桥头处的平整度达到测平仪实测标准偏差 0. 6 , 用 3 m 直尺量 测平整度在 1 mm 以下的高要求 。包括竣工后 沉降的残余量发生时 ,平整度保持稳定 。5 伸缩缝结构及安装质量桥梁伸缩缝虽然在整个桥梁结构中是一小 部分 , 在桥梁施工中和伸缩缝启用后却一直 倍受人们的关注 。 因为它对桥面 (路面) 行车舒适和平稳起着十

21、分重要的作用 。 除了它本 身需要满足桥梁正常的伸缩位移量 , 不使雨 水 、尘埃 、石块 、垃圾等进入装置内支座和墩 台上外 , 还必须满足结构可靠 、能缓冲车辆对 本身的冲击又不致遭到破坏以及本身与桥梁混凝土连接牢固平顺等 。 尤其要满足沥青混凝 土路面 (桥面) 的平整度 。伸缩缝的存在 , 要满足沥青混凝土路面(桥面) 平整度 , 必须从伸缩缝结构性能及安 装质量方面来实现 。国内桥梁上常用的伸缩缝 结构有板式型橡胶伸缩装置 、UG 型橡胶伸缩 装置 、SD 型橡胶伸缩装置 、SEJ 改进型橡胶伸 缩装置 、CD 型橡胶伸缩装置 、BSL 型橡胶伸缩 装置 、TS 型橡胶伸缩装置 、S

22、G 型橡胶伸缩装置 、DSZ - M 型橡胶伸缩装置 、RG型橡胶伸 缩装置以及 GQF - MZL 、GQF - C 型橡胶伸缩 装置等 。 这些结构属于早期产品 , 多般采用 锚固螺栓进行锚固 ,经车辆反复荷载冲击作用 ,螺栓松动造成伸缩缝装置跳动以致结构破坏 ; 有的受车辆单向行驶的作用 , 其结构易产生 变形 , 造成跳车等 。 因此 , 橡胶伸缩装置除 了它必须满足桥梁伸缩需要外 , 其自身刚度8强 、锚固系统可靠 、耐久性能好等是我们对橡胶伸缩装置选择时衡量结构性能优劣的必要条 件 。 目前从发展趋势看 , 型钢伸缩装置是发 展方向 。这里型钢的生产质量是结构的关键 , 国内基本有

23、热轧型钢 、挤压式型钢和焊接拼装 型钢 , 应该说热轧型钢质量稳定 、加工精度可 靠性强 。 沪杭高速公路 (上海段) 即采用异型 钢橡胶伸缩装置 。伸缩装置的安装质量直接影响其耐久性和 平整度 。 而它的安装又具有与其他工艺的相 关性和整体性之特点 , 必须从制梁时预埋件的 安置 、架梁时缝的大小和整齐 、浇灌铺装层时预 留区域的设置直至沥青摊铺时的预留区域填充 料的密实稳定和摊铺的平整全过程加以质量的 保证 。包括预留区域最后形成所采用的浇灌混 凝土必须是低收缩量的 。从以往的安装过程存在的问题 , 影响平整 度的缺陷主要是预埋件的遗漏 , 锚固钢筋焊 接为假焊引起锚固强度不足 , 伸缩缝

24、装置定位 标高不准造成平整度差等 。这次在沪杭高速公 路 (上海段) 工地上又出现填充预留区域的填充 料不密实 、不稳定 , 出现施工车辆压碎 、跑 翻现象 , 严重威胁着预埋钢筋的完好 。这些问 题得不到彻底解决 , 伸缩缝的平整度很难给予 保证 , 尤其是填充料问题 。 最后采用下部填 筑级配砂石料或砂填塞压实 , 顶部用水泥混 凝土填充 , 才得以保证预留区域的效果 , 有 利于沥青混凝土连续摊铺 。 当然 , 为防止填 料堵塞 , 台与梁 ( 或梁与梁) 预留伸缩缝隙 , 将泡沫板填塞此缝隙 。为了确保安装质量 , 安排专业队伍进行 安装是很有必要的 。 在沪杭高速公路 ( 上海 段)

25、 工地上 , 专业队伍在设计和业主的同意 下 , 对浇灌预留区域结构形成 , 采用钢纤维 混凝土 。这对克服混凝土的收缩产生裂缝 , 增 强耐磨性和耐久性有很大保证 。这里应该指出 , 在伸缩缝处产生跳车 , 除与装置安装平整性 有关外 , 浇灌预留区的顶面平整 , 与桥的纵 横向高差 , 及与伸缩装置顶面高差的控制是 关键 , 只能控制在 01mm 范围内 。 为考虑水泥混凝土的磨耗 , 预留区的顶面标高比伸缩装置顶面略高于 01mm 范围 。6 基层施工质量道路断面呈层状结构 , 各层间既有区别 ,又有联系 。就平整度而言 , 基层平整度的优劣 将直接影响沥青面层的平整度 , 是密切相关

26、的 。所以必须特别强调基层施工的质量 , 确保 平整度和强度 。上海地区基层结构普遍采用以石灰粉煤灰稳定级配碎石 , 俗称三渣 。 对它的研究 , 包 括设计 、材料 、拌和 、施工等方面 ,从七十年代以 来从未间断过 。 然而 , 随着高等级道路建造 量的增加 , 先进施工设备的应用等 , 又不断 提出保证基层施工质量 , 尤其是平整度提高 的课题 。 三渣在基层的收缩率大 , 反射裂缝 严重 , 机械摊铺无法进行 , 平整度控制困难 等 , 在继沪嘉 、莘松 、沪宁高速公路 ( 上海 段) 后 , 实施沪杭高速公路 (上海段) 中成为矛 盾的焦点 。经专家审核批准 , 沪杭高速公路 ( 上

27、海 段) 使用密实式石灰粉煤灰稳定级配碎石取代 原悬浮式三渣 。这里主要改变了原粒径不要求 级配的状况 。这对三渣密实的形成 , 机械摊铺 的应用 , 平整度的达标 , 以及提高基层施工质 量创造了有利条件 , 从而为实现沥青混凝土面 层的平整度有一个良好的保证 。 选用级配组 成如表 2 :表 2 密实式石灰粉煤灰稳定级配碎石的级配组成从上表看出粒料含量达 80 %85 % , 比以往采用含量在 82 %83 %有所提高 , 并保 持一定的细集料含量 。 这一点很重要 , 细料含量控制可以减少三渣的收缩 , 但细料太少和没有 , 不利于早期强度和设计强度的达到 以及机摊时的平整度达到 。9混

28、合料 组成(重量比)碎石通过下列筛孔的质量百分比( %)石灰 :粉煤灰 :碎石403025201052. 51. 20. 60. 075 5 : 15 : 80 100 89 67 39 24 14. 5 10. 5 7 2 由于三渣板块的形成 , 其早期水份的需要量应给予最佳状态的保证 , 否则产生干 缩 。 实际上产生三渣的收缩 , 主要是失水造 成干缩引起的 , 而且是随着龄期的增大 , 干 缩应变和干缩系数会减小 。9 为此 , 在三渣养护中采用了乳化沥青封层 , 既有利于失水 率的控制 , 也为后续撒布石屑增加了一定的最佳含水量的控制外 , 与碾压设备的选用和碾压工艺的有效密切相关

29、。 沪杭高速公路( 上海段) 基本采用重型振动式压路机 , 一般1215 t 压路机碾压 68 遍 ,局部 810 遍 ,完 全能满足密实度要求 。 其松铺系数大致是下层平地机摊铺为 1. 051. 15 , 上层摊铺机摊 铺为 1. 151. 25 。这里要指出的是接缝处的碾 压 , 一般不留纵向缝 , 即及时摊捕 , 及时碾 压 ; 横向施工缝一般第一段留 58m 不碾压 , 与第二段施工时一起碾压成型 , 使其密实平整 。 分段间隔时间太长 , 则应作施工缝处 理 , 因为间隔时间过长 , 混合料先后摊铺的 结硬程度不一 , 易造成断缝 。我们在提高平整度同时不能忽视强度 ,更不能有了平

30、整度却不要强度 。 整个三渣摊 铺质量突出发生在上下层的结合 , 过早进行 上层摊铺 , 则会由于下层强度没有形成 , 摊 铺机的履带会产生痕迹 , 影响厚度和平整度 ;过晚进行上层摊铺 , 上下层间会产生间隔 , 形不成板块整体 。沪杭高速公路(上海段) 工地 是加强洒水养护七天后摊铺第二层 , 当然也 有养护二天的 , 原则是无履带痕迹 。 芯样取 出后 , 发生上下层分离 。 虽经设计计算认可 , 但毕竟是施工手段不够完善的反映 。 造 成分离的根本原因是结硬程度的差异所致 。 与水泥混凝土超过初凝(初步结硬) 时间 。再浇 上层混凝土 ,就产生结硬的差异而形成施工缝 ,有同样的含义 。

31、就目前机械摊铺状况 , 避免上 下层分离 , 是很困难 。 出于本人的设想 , 设计 方面是否根据摊铺机厚度的摊铺能力 , 基层厚 度考虑成叠合性板块 。 当然 , 随着摊铺机厚 度摊铺能力的提高 , 厚度可继续增加 ; 另外从材料研究中采用薄形高强三渣基层 , 使之形 成设计 、材料 、施工之间保证质量的统一 。粘结度 、进一步改善平整度 。 当然 ,化沥青洒布必须均匀和全覆盖状态 ,布必须在乳液破乳之前 , 撒后即压 。要求乳石屑撤对于拌和施工质量的确保 , 要求控制原材料质量 、拌和时间 、含水量等 , 这就要求计量 的正确 , 管理的严格 。这就不加剖析了 。从施工实践的反映 , 基层

32、施工质量很大程度取决于摊铺 、碾压及养护的质量 。 以往 的摊铺多半是人工摊铺或半机械 采用斗铲车 加人工等 , 配上压路机成型 。这种工艺和手段 明显存在施工速度慢 、平整度水平提不高的局限 。 沪杭高速公路 (上海段) 则采用了摊铺 、 碾压 、喷洒乳化沥青养护机械化施工一条龙 。摊铺 40cm、50cm 厚的 ( 共为二种厚度形 式) 二灰级配碎石混合料是分二层进行 , 下层 为 25 cm 或 30 cm 用平地机摊铺 , 上层 15 cm用沥青摊铺机摊铺 。 主要考虑机械性能特 点 , 沥青摊铺机超过一定厚度 ( 1820 cm) 就 无法进行摊铺或摊铺质量无法保证 。 因此 , 平

33、地机下层摊铺厚度就明显大于上层 。 为了让上层的平整度明显提高 , 要求下层摊铺严 格控制标高 , 上层要求等厚摊铺 。 下层摊铺 的关键 , 在于平地机的操作手和倒料间距及 分堆量 。看来目前还未能尽快造就出高超的平 地机手的情况下 ,配合人工适时铲高补低 ,局部用人工精平 , 还是必须的 。但它毕竟比全部人 工要来得优越 。 三个标段的驻地监理用三米 直尺对基层进行了全面检测 , 平整度均小于10 mm ,平均值 8 mm ,达到 5 mm 的占 60 % , 中心试验室用拖平仪对三个标段的 8700m 基层进 行抽检 , 平均 = 3. 36 , > 4 的占 23 % 。三渣密实

34、度的高低反映了三渣强度的强 弱 , 但密实度的取得 , 除了原材料级配合理 、7 面层结构形式和混合料规格面层结构形式和混合料规格与路面平整度 关系 , 往往不被人们所重视 。其实它有着一发 千钩之效 。 沪杭高速公路 (上海段) 主线沥青 面层的结构变化见表 3 、表 4 :10碾压的结果 , 将进一步减缓或弥补下一层的不平整度 。因为不平整的低洼处经摊铺填满料碾 压后 , 在松铺系数作用下 , 低洼的残余量为 原低洼高度减去填料密实厚 , 这样每铺一层 减小一次低洼高度 , 多层以后趋近平整 。表 3沪杭高速公路(上海段) 主线沥青面层结构的变化表 4沥青混合料配合比8 沥青混凝土摊铺质量

35、影响沥青混凝土摊铺质量的其他因素 , 如伸缩缝结构及安装质量 、基层施工质量(尤其 是密实度和平整度) 、面层的结构形式 、混合料的规格等已有上述剖析 , 这里主要剖析摊 铺本身的质量 。 除了一般严格测量放样 , 进 行充分的摊铺准备 , 保证机械完好率 , 制订 必要的摊铺方案 , 加强材料 、劳动力组织协调外 , 应该说确立精确可靠的基准线 (面) 、科学 合理的松铺系数 、受系统需要的速度控制以及 正确应用摊铺机的自动调平系统等是确保摊铺 平整度质量的关键 。基准线 (面) 确立精确与否决定了摊铺的质 量水平 , 因为它在方向 、标高以及平稳性上作 了基本定型 。 由于摊铺机应用了现代

36、先进技 术和手段 液压技术和信息电子传感 , 所以 , 它对来自外界信息及参数是十分敏感和能动的 。以往多般采用钢丝基准法 。拉力不足 、钢丝 松驰 、钢丝产生绕度 、钢丝使用过久滑丝不佳 、 桩头上钢丝支点存在高差等是它固有的缺陷 。 无法胜任高标准的平整度 (三米直尺量测仅为1 mm) 。 它只能在无其他依托照准和平整 度一般标准的情况下使用 。两边设有平石或缘石的道路 , 以及相对 有其他依托的道路 , 只要做准平石 、缘石 、依托物的标高和方向 , 采用不锈钢或铝合金空心 方框条作为摊铺机基准线 (面) 的平尺基准法 , 是十分有效和可行的方法 。 由于它建筑在已 完成的平石 、缘石

37、、依托物基础上 , 只要平石 、缘石 、依托物的质量保证 , 平尺的质量稳定也 有保证 。使用时只要适当调整平尺底部 , 其精 度完全能得到控制 。 平尺长度以 6 m 为宜 。这 种方法有平石 、缘石 、依托物随基层沉降而走从上表看出 , 原下层的 6cm 粗粒式沥青混凝土用 AC - 30 型 , 其集料的最大粒径与厚 度比值太大就会出现个别大粒径骨料无法被压 入结构层内 , 导致浮动在混合料热料面上的熨平板作颠簸式晃动 , 恶化摊铺的平整度 。 改 成 7cm 粗粒式沥青混凝土用 AC - 30 型作为 下层结构 , 最大粒径含量明显下降 , 大粒径骨 料无法压入结构层内将不可能出现 ,

38、 保证了 熨平板的稳定 ,提高了平整度的达标率 。另外 , 从总厚度一定的情况下 , 分二层式 还是三层式摊铺 , 将对路面平整度有很大影 响 。原先沪杭高速公路(上海段) 地质条件最差 的 HH03 标范围内 , 用 12 cm 厚的两层式沥青混凝土作为沉降过渡 。 其组合底层为 8 cm 粗 粒式沥青混凝土用 AC 30 型 , 上层为 4 cm 粗粒式沥青混凝土用 A K13A 型 。 经施工实 际反映 , 由于两层式摊铺后 , 平整度稳定不够 , 其标准偏差平均仅为 0. 73 。后将 8 cm 粗粒 式沥青混凝土用 AC 30 型 , 改为 4 cm 粗粒 式沥青混凝土两层 ,用 A

39、C 20 型 。形成三层 式结构层 , 经过三层次摊铺竣工平整度普遍达 到 1 mm 的要求 。从层层摊铺的机理剖析 , 在不影响设计 总原则下 , 层次增多对顶面平整度的精平越 有利 。这里我认为有着渐近原理 。 即每层摊铺11混 合 料 类 型AK- 13AAC - 30 AC - 30 AC - 20 石灰石( 1931. 5mm)1825石灰石( 13. 219mm)202725石灰石( 4. 7513. 2mm)222235石灰石( 04. 75mm)38362436金盖山石料( 4。7513。2mm)58石粉4424最佳用油量 %5. 14. 23. 25. 3混合料 组成(重量比

40、)碎石通过下列筛孔的质量百分比( %)石灰 :粉煤灰 :碎石403025201052. 51. 20. 60. 075 5 : 15 : 80 100 89 67 39 24 14. 5 10. 5 7 2 动 、平尺使用时间久后有变形以及平尺与平尺接头处操作不当有误差存在的现象 。应该说 它比钢丝基准法提高了一步 。针对平尺基准法的不足 , 要达到高标准 的平整度 ( 三米直尺量测仅为 1 mm) , 施工 中又寻找了经过专门加工装有 20 个弹簧浮动 触地式滑靴的 , 利用移动式平均梁调平的找 平仪基准法 。 由于它随车安装 , 通过平均梁 将地面高差进行平差 , 使基准线上的误差经 过平

41、均 (差) 成为稳定的基准点 , 提供给摊铺 机 , 这样使有波动的高差 (当然要限制在一定 范围内) 先由找平仪调整一部分 , 而后由摊铺 机消化 , 真正消化不了的极小部分 , 即微量 残余留在路面上 , 这部分微量残余完全能达到 高标准的平整度 。找平仪的 20 个弹簧浮动触地 式滑靴要经常检查 ,保持它浮动自如 。因此 , 沪杭高速公路 (上海段) 放弃了钢 丝基准法 , 中 、下层采用平尺基准法 , 上层 则采用找平仪基准法 , 起到了理想的效果 。摊铺的松铺系数主要是使松铺高度经压实 达到密实后满足既定标高(设计标高) 要求 。看 来似乎与平整度无关 , 其实不然 。松铺系数过 大

42、 , 其摊铺机压实后的厚度与松铺厚度之高差就大 , 对处于浮动在沥青混合料热面上的熨 平板 , 仰角变化幅度就增大 , 无异增加了推 平初振的不稳定 。反之稳定性好 。 因此 ,在压 实度同样可达到的前提下 ,经试验后 ,应取松铺系数低值 。另外 , 在松铺系数取值不当时 , 还 会造成接缝处的高差 , 影响平整度 。这是因为 沥青材料在密实时 , 对温度依赖性强 , 先后 摊铺材料的温差导致熨平板压实的差异 。松铺 系数取值将会对平整度有影响的观念必须建立 。摊铺速度的确定是整个摊铺作业的系统要 素之一 。 它取决于供料能力 、碾压能力和摊 铺本身要求 。 因此 , 摊铺速度是在摊铺质量 许

43、可范围内的有限可变量 。从保证平整度角度 讲 , 匀速 、不停顿是关键 。 速度的变化会导致 摊铺料的推移和空疏 。 给平整度带来直接危 害 。产生停顿 , 除因熨平板自重引起在热料上下沉造成压痕而不平整外 , 停顿后的重新启动会使摊铺机对材料产生临时冲击 , 即使是不 被人感觉的冲击 , 还是造成在摊铺面上的不 平整 。 我们要尽量避免和克服供料车造成对 摊铺速度不匀 、临时停顿的现象 。摊铺机上的自动调平系统是集信息电子传 感和液压技术的先进部件 , 但必须在正确应 用范围内 , 才会取得对摊铺平整度产生事半 功倍的效果 。 因为自动调平系统受传感信号 的变化 , 促使熨平板液压升降系统进

44、行仰角变化 , 而造成爬高爬低地调正摊铺面层的标 高 、摊铺厚度的变化 。而从另外角度看 ,熨平板 又受混合料对其产生浮动 ,混合料多了 ,浮力增 加 , 熨平板上升 , 料少了 , 浮力减少 , 熨平板下移 。 这就说明 , 尽管自动调平系统先进到 能自动调平 , 但还是受混合料变化趋势的局 限 , 有一个过渡过程 。这样看来 , 在长距离范 围内 , 调平幅度小 , 摊铺面的平整度容易确保 ; 距离短 , 调平幅度大 , 尤其要使熨平板 下移 , 势必有一个滞后过程 , 就无法使摊铺 达到满意的平整度 。 因此 , 下层结构面相对 平整 , 供料匀 , 基准线平稳是正确应用自动调 平系统

45、,为平整度实现发挥作用的必要条件 。9 碾压设备及工艺沥青混凝土路面施工中的压路机碾压是达 到密实 、平整的必要手段 。 在以往人工摊铺中 , 存在着初压 、复压 、终压 (包括成型) 三个阶 段 。 如今机械摊铺中 , 摊铺机的熨平板振动 已能达到 80 %以上的密实 , 此时的压路机碾压 仅局限于相当复压 、终压阶段 、它将对路面平整 度起很大作用 。 而且碾压密实的程度还会对工后平整度有影响 。在某种意义上讲 , 沥青混 凝土面层的平整度是建立在密实度达到规定而 呈均匀的基础上 。与摊铺机配套的碾压设备选择是直接决定碾压密实和平整的状况 。 由于机械摊铺中 , 沥青混凝土的初期密实由摊铺

46、机承担了 , 因 此 , 选用自重大 、带振动的钢轮式压路机为 好 。 因为自重不大的压路机不可能在已密实12市场经济有很大的适应性。所谓动态控制 , 是针对变化着的人员组织 、 材料供应、设备的进出场甚至施工工艺的完善等 所采取相应的控制方法 。 也就是施工中的变化 不受限制 , 而变化中的质量管理始终处于有效 的受控制状态。所谓过程控制 , 是对路面平整度有影响的施 工全过程进行质量控制 。 事实上 , 过程中的任 何一个环节有失误 , 就会对路面平整度产生危 害。所以对平整度形成的整个途径实行有效质量 控制状态 , 确保万无一失 ,是十分必要。所谓科学控制 , 是为了提高质量检测的精确 度 , 达到数据说话的目的 ,