瀝青混凝土路面平整度的剖析

1、瀝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 : 本文通過滬杭高速公路 (上海段) 施工實踐對瀝青混凝土路面平整度進行剖析 , 為日后提高和穩(wěn)定瀝青混凝土路面平整度質(zhì)量提供有益的借鑒。 關(guān)鍵詞 : 瀝青強凝土路面 平整度 質(zhì)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 概況隨著我國的經(jīng)濟發(fā)展 , 人們生活水平的提 高 , 旅游 、貿(mào)易 、相互間的各種交往不斷增加 , 對行車的高速 、安全 、舒適 、經(jīng)濟 、大運量的需求日

3、趨迫切 。隨著高等級公路的不斷建成通 車 , 尤為敏感 。 瀝青混凝土路面平整度是滿足這種需求的重要指標之一 。 交通部頒布的公路工程質(zhì)量檢驗標準中密 、平整 、順直 、無跳車 。這對以前人工攤鋪允許超過 3mm 小于 5 mm 的標準 , 無異是一個提 高 。但面對施工機械化程度的逐步提高 ,人們對 路面平整舒適要求欲望的提升 , 這個標準不僅 要達到 , 而且要實現(xiàn)達標的穩(wěn)定性 , 并在此基礎(chǔ) 上有所提高 。否則 , 滬寧高速公路通車不久 “車子跳 、上海到”對滬寧高速公路上海段不滿 的評價就不會提出了 。然而 , 要實現(xiàn)達標的穩(wěn)定性 , 并在此基 礎(chǔ)上有所提高 。 這不僅是解決 “車子跳

4、 、上 海到”的具體問題 , 它將提高上海整體道路施 工的質(zhì)量水平 , 改變上海道路的形象與國際 大都市面貌相協(xié)調(diào)的大問題 。 為此 , 由上海 市市政工程管理局的領(lǐng)導親自組織主持下 , 在市內(nèi)開展了以提高道路質(zhì)量為目標的科研攻 關(guān)活動 。 對 1998 年在建項目中確定三條攻關(guān) 示范樣板路 , 其中滬杭高速公路 (上海段) 就 是三條中的一條 。當然瀝青混凝土路面平整度 達標的攻關(guān)是必在其中 , 而且提出了 5 、3 、2 的 平整度行業(yè)指標 : 即三渣基層平整度 5 mm , 橋面水泥混凝土鋪裝平整度 3 mm , 最后的瀝 混凝土路面平整度 2 mm。后來又進一步提出1明確規(guī)定 : 高速

5、公路 、一級公路的瀝青混凝土路面平整度在每 200 m2 處 ×10 尺 , 用 3m直尺擱置所處路面后量測尺與路面間的最大間 隙不得超過 3 mm。建設(shè)部市政道路工程質(zhì)量檢驗評定標準 2 和上海市城市道路工程施工及驗收規(guī)程3 中規(guī)定路寬 15 m(大工程) 的瀝青混凝土路面平整度用測平儀或 3 m 直尺 任選一種進行量測 , 其允許值不得超過 2. 6 mm。 同樣在國家標準瀝青路面施工及驗收 規(guī)范4 中高速公路 、一級公路 、城市快速路 、 主干路的熱拌瀝青混凝土路面平整度 , 隨時用3m 直尺在縱橫各方面檢測 , 上面層允許值不 得超過 3 mm , 中下層允許值不得超過 5

6、mm , 接縫處隨時用目測和 3 m 直尺量測質(zhì)量要求緊5瀝青混凝土面層用測平儀實測標準偏差 0. 6 ,也就是用 3 m 直尺量測平整度要在 1 mm 以下 的高要求 。 經(jīng)過方方面面的努力攻關(guān) , 竣 工后受上海質(zhì)監(jiān)站對瀝青混凝土路面上面層(防滑層) 的平整度實測結(jié)果標準偏差平均達到0. 6 , 即相對用 3 m 直尺量測平整度是在 1 mm以下的結(jié)果 。這一成果的取得 , 使 “車子跳 、上海到” 的評價銷聲匿跡 、提高上海道路質(zhì)量形象 、市 政工人真正為建立上海大都市作貢獻奠定基 礎(chǔ) 。 但為了實現(xiàn)瀝青混凝土路面平整度達標 的穩(wěn)定性 , 并在此基礎(chǔ)上有所提高 , 我認為對通車后的表面平

7、整度 , 后者還關(guān)系到道路結(jié)構(gòu)的衰減 。 影響瀝青混凝土路面平整度的因素是多方面的 , 包括土基強度及壓縮性 、橋頭沉降差 、伸 縮縫結(jié)構(gòu)及安裝質(zhì)量 、基層施工質(zhì)量(尤其是密實度和平整度) 、面層的結(jié)構(gòu)形式 、混合料的 規(guī)格 、攤鋪質(zhì)量 、碾壓設(shè)備及工藝 、質(zhì)量控制 等 。3 土基強度及壓縮性按公路自然區(qū)劃, 上海屬于 1 區(qū) , 降 雨量大 , 雨季長 , 地下水位高 , 土壤天然含水量高 。 因此 , 上海地區(qū)過濕土路基決定了含水 量高 、孔隙比大 、壓縮性高 、承載力低的特點 。在這樣的土路基上筑路 , 其土基強度及壓縮 性沒得到處理和改善 , 不僅影響竣工時的表 面平整度 , 而且影響

8、通車后的表面平整度 。這 在以往高速公路的高路堤和橋頭高填土的范圍內(nèi) , 充分反映了這一事實 。 并且軟土地基的 沉降比填土壓縮來得大 。從姜榮澤提供的不同 天然地質(zhì)條件與工后沉降比較表5 中看出地基瀝青混凝土路面平整度進行一定的剖析 ,非常有必要 , 以供借鑒 。是2 平整度及影響平整度的因素平整度 顧名思義就是平正整齊的程度 。 然而 , 道路上的平整程度是指實際的道路表面或結(jié)構(gòu)層次表面高低狀況與理想設(shè)計面的差 異量 。 如上述規(guī)范 、標準中提到的平整度允 許值 , 就是標志平整度的范圍 。路面平整度是 道路設(shè)計 、施工質(zhì)量 、材料供應 、設(shè)備能力等的 綜合體現(xiàn) 。它將反映在竣工時的表面平

9、整度和條件好 , 地基總沉降量小 ,小 , 見表 1 。工后沉降一般也表 1 不同天然地質(zhì)條件與工后沉陷比較注 : 類地基指淤泥質(zhì)土層厚、常規(guī)地基處理深度不能穿透淤泥質(zhì)土層的地質(zhì)條件;類地基指淤泥質(zhì)土層雖然較厚 , 但暗綠色硬土層分布較淺 , 且具有一定厚度 , 常規(guī)地基處理深度可穿透淤泥質(zhì)軟土層 ,并達到硬土層頂面的地質(zhì)條件 ;類地基指“硬殼層“較厚 ,淤泥質(zhì)土層也較厚 ,但分布較深 ,常規(guī)地基處理深度也無法打穿透淤泥質(zhì)土層的地質(zhì)條件;類地基指淤泥質(zhì)土層厚度較薄的地質(zhì)條件。6地 基 類 型類類類類類工 程 名 稱滬 嘉 延滬嘉滬寧滬杭樁號1 + 1901 + 1001 + 5411 + 48

10、619 + 80020 + 5403 + 05016 + 72027 + 245硬 層 厚 度 ( m)2. 52. 52. 52. 599322淤泥質(zhì)土厚度( m)14141418141431015路 堤 高 度 ( m)4. 54. 233. 84. 46. 74. 34. 644. 6預 壓 方 式超載超載等載等載等載等載等載等載超載預 壓 期 ( 月)99181812128716總 沉 降 量 (cm)1261004074. 762. 61051145. 649工后沉降量(cm)18131610. 57. 77. 5053備注5年5年8年8年2年2年5年5年5年所以 , 滬杭高速公路

11、(上海段) 指揮部為防止路基超量沉降 。 保證道路質(zhì)量 , 實現(xiàn)路面 高標準平整度 , 作了軟土地基處理的設(shè)計和實 踐 。如今對軟土地基處理的方法和手段有多種 。 大致有物理的方法 、化學的方法或二者 結(jié)合的方法 。其中包括 : 強夯法 ,土體等 、超預 壓法 ;排水 、降水固結(jié)法 ,袋裝砂井 、塑料芯板聚 水排水法 ; 各種樁體的密實法 , 如 : 鋼渣樁 、 攪拌樁 、旋噴樁 、粉噴樁 、CFG樁 、砂樁 、土樁 、 二灰樁等 ; 化學劑固結(jié)法 ; 土工織物夾層法 等 。 一般物理處理的方法 , 主要通過外力對 土體的作用 , 創(chuàng)造排水通道 , 迅速減少土體 內(nèi)的含水量 。 又通過擠壓將排

12、出水的孔隙和 原有的孔隙減少 ,使土體的顆粒排列更緊密 ,達 到加固土體的目的 。從而增強土基的強度 、減 小土體的壓縮性 。保證施工中標準的平整度形 成 , 施工后又不遭破壞 ; 至于化學處理方法 , 是通過對土體加入能與土起化學反應的物質(zhì) , 并在化學反應時還將吸收土體內(nèi)的水份 , 形 成新的具有滿足需要強度的土體混合物 ?；蛟?化學反應時 ,不僅吸收土體內(nèi)的水份 ,而且形成 新物體或混合物產(chǎn)生體積膨脹的效果 , 減小土 體內(nèi)的孔隙 , 加密土體 。 同樣達到加固土體 的目的 。從而增強土基的強度 、減小土體的壓 縮性 。保證施工中標準的平整度形成 , 施工后 又不遭破壞 。 當然 , 物

13、理處理和化學處理往 往有其局限性 , 那就采用二者結(jié)合的辦法 。 達到更佳的效果 。從經(jīng)濟技術(shù)角度出發(fā)以及奏效快的考慮 , 根據(jù)滬杭高速公路施工范圍的土質(zhì)狀況 , 結(jié) 合上海地區(qū)多年施工經(jīng)驗積累的借鑒 , 滬杭 高速公路 (上海段) 指揮部選擇了如下方法 :與化學處理相結(jié)合的方法 。 堆載預壓法是根據(jù)地基加固的要求 : 強度 、厚度及固結(jié)形成時 間等 , 選取淺載 、等載 、超載的種類 。將路堤材 料填筑到一定的設(shè)計高度 , 依靠其重量對地基 加壓 。利用天然地基及地面鋪設(shè)的砂墊層作為 排水系統(tǒng) , 達到上述的物理處理的機理 。然而 堆載速度的快慢 , 將直接影響到路堤與地基的 穩(wěn)定 。但太快

14、會使地基失穩(wěn) , 太慢將受工期的 局限 , 造成預壓時間的不足 , 影響預壓效 果 。從滬杭高速公路的實踐得知 , 采用超載預 壓既能相對縮短預壓期 , 又能達到較好的效 果 ; 塑料芯板排水固結(jié)堆載預壓是集排水與 加壓為一體 。 尤其排水通暢 、質(zhì)量輕 、強度 高 、施工方便的塑料芯板的采用 ,使原先已具有 水平排水的情況下 , 增加了豎向排水通道 , 加快了排水速度 , 從而增強加壓的效果 。 一 旦加壓效果的增強 , 又促進了孔隙水的壓差 形成 , 更促進排水速度 , 如此以良性循環(huán)周 而復始 。使達到軟基固結(jié)的目的 ; 粉噴樁或鋼 渣樁形成復合地基 , 主要是提高軟土的整體 性 、穩(wěn)定

15、性 , 增強土體的剛度與強度 , 提高地基 的承載力 。通過以上的地基處理 , 固結(jié)度普遍提高 , 至工程竣工時 , 總沉降量達到 88 %97 % , 基 本符合設(shè)計要求 。6 顯然土基強度及壓縮性的 問題在滬杭高速公路中得到了解決 , 保證了瀝 青混凝土路面平整度實現(xiàn)的可能 。4 橋頭沉陷差橋頭沉降差是橋頭跳車的首要原因 。 當 然 , 橋頭伸縮縫結(jié)構(gòu)及安裝質(zhì)量也將引起橋頭跳車 。 橋頭沉降差是由于橋臺與橋臺后填土路堤的沉降不一致所造成的 。 正如滬嘉高 速公路通車后 , 日本公路專家工學博士武部 鍵一先生 , 參觀了滬嘉高速公路回國后 , 來函 指出的“橋梁結(jié)合部附近的沉降是以橋臺與填

16、土段的沉下之差發(fā)生的?！?由此而產(chǎn)生“對車 輛振動很大”7 , 看來橋頭沉降差引起跳車 , 使 瀝青混凝土路面平整度嚴重超標 , 是國內(nèi)外工( 1)堆載預壓法 (包括淺載 、等載 、超載預壓) ;塑料芯板排水固結(jié)堆載預壓 , 加速軟( 2)基固結(jié) ;( 3) 粉噴樁或鋼渣樁形成復合地基 , 提高地基的承載力 。上述 ( 1) 、( 2) 是物理處理方法 , ( 3) 是物理7程界 、社會各界共同關(guān)注的問題 。由于一般橋臺采用樁基 , 竣工后 , 因樁 周土體的緊固和樁端支承而受較大的摩阻力和 支承力 , 其工后沉降很小 。在橋臺后填土 路 堤中 , 受到地基壓縮沉降和路堤的固結(jié)沉降 , 上海過

17、濕軟土使這兩部分沉降量相當大 。這就 造成橋頭沉降差的所在 。 一旦橋頭沉降差出 現(xiàn) , 就發(fā)生橋臺與路堤結(jié)合部的錯臺 、縱橫坡 無規(guī)律的變化 , 平整度無法得到保證 。解決這 沉降差的關(guān)鍵 , 是通過各種方法將地基的壓縮 和路堤固結(jié)不發(fā)生在工后的沉降 , 或發(fā)生沉降 量很小 , 接近橋臺樁基的沉降 , 或者控制工后 沉降差形成的時間 ,越長越好 ,盡量達到設(shè)計年 限 。滬杭高速公路(上海段) 工程中就是這么考 慮的 。 首先 , 地基壓縮的沉降控制 , 如上述 的地基處理方法 ,取得了很好的效果 ,基本符合 設(shè)計要求 。其次 ,著手路堤固結(jié)沉降的控制 。盡 管填土壓縮或固結(jié)壓縮相對軟土地基沉

18、降要小 得多 (武部鍵一先生也這么認為) , 卻不能掉以 輕心 。 尤其要達到高標平整度的工程 , 更不 能輕視 。 因為任何一個沉降量的出現(xiàn) , 都將 對平整度產(chǎn)生影響 。有數(shù)據(jù)反映 , 8 縱坡變化 超過 3 6 , 就會使駕駛員或乘車人有不 舒感 , 出現(xiàn)“橋頭跳車”。 因此 , 一方面 , 滬 杭高速公路 (上海段) 指揮部列題對上海地區(qū)常 用路堤材料承載比 CBR 值的研究 , 提出了提 高路基土的壓實度和進行外摻材料處理來提高 承載比 CBR 值 。 這在一定意義上講 , 它將 減少了填土的工后沉降 , 穩(wěn)定竣工后的平整 度 。 這一點國內(nèi)外已趨向或正趨向輕質(zhì)高強 材料進行填筑 。

19、 另一方面 , 采用鋼筋混凝土 搭板的設(shè)置 , 避免橋臺與路堤結(jié)合部的錯臺 , 以及延長工后沉降差形成的時間 , 達到橋頭不 發(fā)生跳車和穩(wěn)定竣工后的平整度 。 自滬嘉高 速公路試探性地采用鋼筋混凝土搭板以來 , 基 本上按照填土高度 、軟土厚度和橋梁等級 , 選 用其長度 。并搭板的一頭擱置在枕梁上 , 增強 支點的整體性及擴大受力面 。但也暴露了它的 弱點 , 其一 、從板端看是擴大了受力面 , 可就枕梁而言 , 還是應力集中于路堤上 , 對沉降相當不利 , 往往有可能使縱坡變化超過 3 6 ; 其二 、基層結(jié)構(gòu)的潛力沒完全發(fā)揮到鋼筋混凝 土搭板上來 。 為了克服該弱點 , 滬杭高速公 路

20、(上海段) 長度取 10m , 取消了枕梁 , 形成搭板 、板下二渣與路面三渣一體化 , 既增強了 橋頭部位的整體剛度 , 又有利于工后沉降的 均勻性 , 不使縱坡變化超過 3 6 。 當然 , 這次同時考慮工后沉降的殘余量 , 通過一定的 預拋高給予適當?shù)牡咒N 。讓橋頭處的平整度達到測平儀實測標準偏差 0. 6 , 用 3 m 直尺量 測平整度在 1 mm 以下的高要求 。包括竣工后 沉降的殘余量發(fā)生時 ,平整度保持穩(wěn)定 。5 伸縮縫結(jié)構(gòu)及安裝質(zhì)量橋梁伸縮縫雖然在整個橋梁結(jié)構(gòu)中是一小 部分 , 在橋梁施工中和伸縮縫啟用后卻一直 倍受人們的關(guān)注 。 因為它對橋面 (路面) 行車舒適和平穩(wěn)起著十

21、分重要的作用 。 除了它本 身需要滿足橋梁正常的伸縮位移量 , 不使雨 水 、塵埃 、石塊 、垃圾等進入裝置內(nèi)支座和墩 臺上外 , 還必須滿足結(jié)構(gòu)可靠 、能緩沖車輛對 本身的沖擊又不致遭到破壞以及本身與橋梁混凝土連接牢固平順等 。 尤其要滿足瀝青混凝 土路面 (橋面) 的平整度 。伸縮縫的存在 , 要滿足瀝青混凝土路面(橋面) 平整度 , 必須從伸縮縫結(jié)構(gòu)性能及安 裝質(zhì)量方面來實現(xiàn) 。國內(nèi)橋梁上常用的伸縮縫 結(jié)構(gòu)有板式型橡膠伸縮裝置 、UG 型橡膠伸縮 裝置 、SD 型橡膠伸縮裝置 、SEJ 改進型橡膠伸 縮裝置 、CD 型橡膠伸縮裝置 、BSL 型橡膠伸縮 裝置 、TS 型橡膠伸縮裝置 、S

22、G 型橡膠伸縮裝置 、DSZ - M 型橡膠伸縮裝置 、RG型橡膠伸 縮裝置以及 GQF - MZL 、GQF - C 型橡膠伸縮 裝置等 。 這些結(jié)構(gòu)屬于早期產(chǎn)品 , 多般采用 錨固螺栓進行錨固 ,經(jīng)車輛反復荷載沖擊作用 ,螺栓松動造成伸縮縫裝置跳動以致結(jié)構(gòu)破壞 ; 有的受車輛單向行駛的作用 , 其結(jié)構(gòu)易產(chǎn)生 變形 , 造成跳車等 。 因此 , 橡膠伸縮裝置除 了它必須滿足橋梁伸縮需要外 , 其自身剛度8強 、錨固系統(tǒng)可靠 、耐久性能好等是我們對橡膠伸縮裝置選擇時衡量結(jié)構(gòu)性能優(yōu)劣的必要條 件 。 目前從發(fā)展趨勢看 , 型鋼伸縮裝置是發(fā) 展方向 。這里型鋼的生產(chǎn)質(zhì)量是結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵 , 國內(nèi)基本有

23、熱軋型鋼 、擠壓式型鋼和焊接拼裝 型鋼 , 應該說熱軋型鋼質(zhì)量穩(wěn)定 、加工精度可 靠性強 。 滬杭高速公路 (上海段) 即采用異型 鋼橡膠伸縮裝置 。伸縮裝置的安裝質(zhì)量直接影響其耐久性和 平整度 。 而它的安裝又具有與其他工藝的相 關(guān)性和整體性之特點 , 必須從制梁時預埋件的 安置 、架梁時縫的大小和整齊 、澆灌鋪裝層時預 留區(qū)域的設(shè)置直至瀝青攤鋪時的預留區(qū)域填充 料的密實穩(wěn)定和攤鋪的平整全過程加以質(zhì)量的 保證 。包括預留區(qū)域最后形成所采用的澆灌混 凝土必須是低收縮量的 。從以往的安裝過程存在的問題 , 影響平整 度的缺陷主要是預埋件的遺漏 , 錨固鋼筋焊 接為假焊引起錨固強度不足 , 伸縮縫

24、裝置定位 標高不準造成平整度差等 。這次在滬杭高速公 路 (上海段) 工地上又出現(xiàn)填充預留區(qū)域的填充 料不密實 、不穩(wěn)定 , 出現(xiàn)施工車輛壓碎 、跑 翻現(xiàn)象 , 嚴重威脅著預埋鋼筋的完好 。這些問 題得不到徹底解決 , 伸縮縫的平整度很難給予 保證 , 尤其是填充料問題 。 最后采用下部填 筑級配砂石料或砂填塞壓實 , 頂部用水泥混 凝土填充 , 才得以保證預留區(qū)域的效果 , 有 利于瀝青混凝土連續(xù)攤鋪 。 當然 , 為防止填 料堵塞 , 臺與梁 ( 或梁與梁) 預留伸縮縫隙 , 將泡沫板填塞此縫隙 。為了確保安裝質(zhì)量 , 安排專業(yè)隊伍進行 安裝是很有必要的 。 在滬杭高速公路 ( 上海 段)

25、 工地上 , 專業(yè)隊伍在設(shè)計和業(yè)主的同意 下 , 對澆灌預留區(qū)域結(jié)構(gòu)形成 , 采用鋼纖維 混凝土 。這對克服混凝土的收縮產(chǎn)生裂縫 , 增 強耐磨性和耐久性有很大保證 。這里應該指出 , 在伸縮縫處產(chǎn)生跳車 , 除與裝置安裝平整性 有關(guān)外 , 澆灌預留區(qū)的頂面平整 , 與橋的縱 橫向高差 , 及與伸縮裝置頂面高差的控制是 關(guān)鍵 , 只能控制在 01mm 范圍內(nèi) 。 為考慮水泥混凝土的磨耗 , 預留區(qū)的頂面標高比伸縮裝置頂面略高于 01mm 范圍 。6 基層施工質(zhì)量道路斷面呈層狀結(jié)構(gòu) , 各層間既有區(qū)別 ,又有聯(lián)系 。就平整度而言 , 基層平整度的優(yōu)劣 將直接影響瀝青面層的平整度 , 是密切相關(guān)

26、的 。所以必須特別強調(diào)基層施工的質(zhì)量 , 確保 平整度和強度 。上海地區(qū)基層結(jié)構(gòu)普遍采用以石灰粉煤灰穩(wěn)定級配碎石 , 俗稱三渣 。 對它的研究 , 包 括設(shè)計 、材料 、拌和 、施工等方面 ,從七十年代以 來從未間斷過 。 然而 , 隨著高等級道路建造 量的增加 , 先進施工設(shè)備的應用等 , 又不斷 提出保證基層施工質(zhì)量 , 尤其是平整度提高 的課題 。 三渣在基層的收縮率大 , 反射裂縫 嚴重 , 機械攤鋪無法進行 , 平整度控制困難 等 , 在繼滬嘉 、莘松 、滬寧高速公路 ( 上海 段) 后 , 實施滬杭高速公路 (上海段) 中成為矛 盾的焦點 。經(jīng)專家審核批準 , 滬杭高速公路 ( 上

27、海 段) 使用密實式石灰粉煤灰穩(wěn)定級配碎石取代 原懸浮式三渣 。這里主要改變了原粒徑不要求 級配的狀況 。這對三渣密實的形成 , 機械攤鋪 的應用 , 平整度的達標 , 以及提高基層施工質(zhì) 量創(chuàng)造了有利條件 , 從而為實現(xiàn)瀝青混凝土面 層的平整度有一個良好的保證 。 選用級配組 成如表 2 :表 2 密實式石灰粉煤灰穩(wěn)定級配碎石的級配組成從上表看出粒料含量達 80 %85 % , 比以往采用含量在 82 %83 %有所提高 , 并保 持一定的細集料含量 。 這一點很重要 , 細料含量控制可以減少三渣的收縮 , 但細料太少和沒有 , 不利于早期強度和設(shè)計強度的達到 以及機攤時的平整度達到 。9混

28、合料 組成(重量比)碎石通過下列篩孔的質(zhì)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 由于三渣板塊的形成 , 其早期水份的需要量應給予最佳狀態(tài)的保證 , 否則產(chǎn)生干 縮 。 實際上產(chǎn)生三渣的收縮 , 主要是失水造 成干縮引起的 , 而且是隨著齡期的增大 , 干 縮應變和干縮系數(shù)會減小 。9 為此 , 在三渣養(yǎng)護中采用了乳化瀝青封層 , 既有利于失水 率的控制 , 也為后續(xù)撒布石屑增加了一定的最佳含水量的控制外 , 與碾壓設(shè)備的選用和碾壓工藝的有效密切相關(guān)

29、。 滬杭高速公路( 上海段) 基本采用重型振動式壓路機 , 一般1215 t 壓路機碾壓 68 遍 ,局部 810 遍 ,完 全能滿足密實度要求 。 其松鋪系數(shù)大致是下層平地機攤鋪為 1. 051. 15 , 上層攤鋪機攤 鋪為 1. 151. 25 。這里要指出的是接縫處的碾 壓 , 一般不留縱向縫 , 即及時攤捕 , 及時碾 壓 ; 橫向施工縫一般第一段留 58m 不碾壓 , 與第二段施工時一起碾壓成型 , 使其密實平整 。 分段間隔時間太長 , 則應作施工縫處 理 , 因為間隔時間過長 , 混合料先后攤鋪的 結(jié)硬程度不一 , 易造成斷縫 。我們在提高平整度同時不能忽視強度 ,更不能有了平

30、整度卻不要強度 。 整個三渣攤 鋪質(zhì)量突出發(fā)生在上下層的結(jié)合 , 過早進行 上層攤鋪 , 則會由于下層強度沒有形成 , 攤 鋪機的履帶會產(chǎn)生痕跡 , 影響厚度和平整度 ;過晚進行上層攤鋪 , 上下層間會產(chǎn)生間隔 , 形不成板塊整體 。滬杭高速公路(上海段) 工地 是加強灑水養(yǎng)護七天后攤鋪第二層 , 當然也 有養(yǎng)護二天的 , 原則是無履帶痕跡 。 芯樣取 出后 , 發(fā)生上下層分離 。 雖經(jīng)設(shè)計計算認可 , 但畢竟是施工手段不夠完善的反映 。 造 成分離的根本原因是結(jié)硬程度的差異所致 。 與水泥混凝土超過初凝(初步結(jié)硬) 時間 。再澆 上層混凝土 ,就產(chǎn)生結(jié)硬的差異而形成施工縫 ,有同樣的含義 。

31、就目前機械攤鋪狀況 , 避免上 下層分離 , 是很困難 。 出于本人的設(shè)想 , 設(shè)計 方面是否根據(jù)攤鋪機厚度的攤鋪能力 , 基層厚 度考慮成疊合性板塊 。 當然 , 隨著攤鋪機厚 度攤鋪能力的提高 , 厚度可繼續(xù)增加 ; 另外從材料研究中采用薄形高強三渣基層 , 使之形 成設(shè)計 、材料 、施工之間保證質(zhì)量的統(tǒng)一 。粘結(jié)度 、進一步改善平整度 。 當然 ,化瀝青灑布必須均勻和全覆蓋狀態(tài) ,布必須在乳液破乳之前 , 撒后即壓 。要求乳石屑撤對于拌和施工質(zhì)量的確保 , 要求控制原材料質(zhì)量 、拌和時間 、含水量等 , 這就要求計量 的正確 , 管理的嚴格 。這就不加剖析了 。從施工實踐的反映 , 基層

32、施工質(zhì)量很大程度取決于攤鋪 、碾壓及養(yǎng)護的質(zhì)量 。 以往 的攤鋪多半是人工攤鋪或半機械 采用斗鏟車 加人工等 , 配上壓路機成型 。這種工藝和手段 明顯存在施工速度慢 、平整度水平提不高的局限 。 滬杭高速公路 (上海段) 則采用了攤鋪 、 碾壓 、噴灑乳化瀝青養(yǎng)護機械化施工一條龍 。攤鋪 40cm、50cm 厚的 ( 共為二種厚度形 式) 二灰級配碎石混合料是分二層進行 , 下層 為 25 cm 或 30 cm 用平地機攤鋪 , 上層 15 cm用瀝青攤鋪機攤鋪 。 主要考慮機械性能特 點 , 瀝青攤鋪機超過一定厚度 ( 1820 cm) 就 無法進行攤鋪或攤鋪質(zhì)量無法保證 。 因此 , 平

33、地機下層攤鋪厚度就明顯大于上層 。 為了讓上層的平整度明顯提高 , 要求下層攤鋪嚴 格控制標高 , 上層要求等厚攤鋪 。 下層攤鋪 的關(guān)鍵 , 在于平地機的操作手和倒料間距及 分堆量 ?？磥砟壳斑€未能盡快造就出高超的平 地機手的情況下 ,配合人工適時鏟高補低 ,局部用人工精平 , 還是必須的 。但它畢竟比全部人 工要來得優(yōu)越 。 三個標段的駐地監(jiān)理用三米 直尺對基層進行了全面檢測 , 平整度均小于10 mm ,平均值 8 mm ,達到 5 mm 的占 60 % , 中心試驗室用拖平儀對三個標段的 8700m 基層進 行抽檢 , 平均 = 3. 36 , > 4 的占 23 % 。三渣密實

34、度的高低反映了三渣強度的強 弱 , 但密實度的取得 , 除了原材料級配合理 、7 面層結(jié)構(gòu)形式和混合料規(guī)格面層結(jié)構(gòu)形式和混合料規(guī)格與路面平整度 關(guān)系 , 往往不被人們所重視 。其實它有著一發(fā) 千鉤之效 。 滬杭高速公路 (上海段) 主線瀝青 面層的結(jié)構(gòu)變化見表 3 、表 4 :10碾壓的結(jié)果 , 將進一步減緩或彌補下一層的不平整度 。因為不平整的低洼處經(jīng)攤鋪填滿料碾 壓后 , 在松鋪系數(shù)作用下 , 低洼的殘余量為 原低洼高度減去填料密實厚 , 這樣每鋪一層 減小一次低洼高度 , 多層以后趨近平整 。表 3滬杭高速公路(上海段) 主線瀝青面層結(jié)構(gòu)的變化表 4瀝青混合料配合比8 瀝青混凝土攤鋪質(zhì)量

35、影響瀝青混凝土攤鋪質(zhì)量的其他因素 , 如伸縮縫結(jié)構(gòu)及安裝質(zhì)量 、基層施工質(zhì)量(尤其 是密實度和平整度) 、面層的結(jié)構(gòu)形式 、混合料的規(guī)格等已有上述剖析 , 這里主要剖析攤 鋪本身的質(zhì)量 。 除了一般嚴格測量放樣 , 進 行充分的攤鋪準備 , 保證機械完好率 , 制訂 必要的攤鋪方案 , 加強材料 、勞動力組織協(xié)調(diào)外 , 應該說確立精確可靠的基準線 (面) 、科學 合理的松鋪系數(shù) 、受系統(tǒng)需要的速度控制以及 正確應用攤鋪機的自動調(diào)平系統(tǒng)等是確保攤鋪 平整度質(zhì)量的關(guān)鍵 。基準線 (面) 確立精確與否決定了攤鋪的質(zhì) 量水平 , 因為它在方向 、標高以及平穩(wěn)性上作 了基本定型 。 由于攤鋪機應用了現(xiàn)代

36、先進技 術(shù)和手段 液壓技術(shù)和信息電子傳感 , 所以 , 它對來自外界信息及參數(shù)是十分敏感和能動的 。以往多般采用鋼絲基準法 。拉力不足 、鋼絲 松馳 、鋼絲產(chǎn)生繞度 、鋼絲使用過久滑絲不佳 、 樁頭上鋼絲支點存在高差等是它固有的缺陷 。 無法勝任高標準的平整度 (三米直尺量測僅為1 mm) 。 它只能在無其他依托照準和平整 度一般標準的情況下使用 。兩邊設(shè)有平石或緣石的道路 , 以及相對 有其他依托的道路 , 只要做準平石 、緣石 、依托物的標高和方向 , 采用不銹鋼或鋁合金空心 方框條作為攤鋪機基準線 (面) 的平尺基準法 , 是十分有效和可行的方法 。 由于它建筑在已 完成的平石 、緣石

37、、依托物基礎(chǔ)上 , 只要平石 、緣石 、依托物的質(zhì)量保證 , 平尺的質(zhì)量穩(wěn)定也 有保證 。使用時只要適當調(diào)整平尺底部 , 其精 度完全能得到控制 。 平尺長度以 6 m 為宜 。這 種方法有平石 、緣石 、依托物隨基層沉降而走從上表看出 , 原下層的 6cm 粗粒式瀝青混凝土用 AC - 30 型 , 其集料的最大粒徑與厚 度比值太大就會出現(xiàn)個別大粒徑骨料無法被壓 入結(jié)構(gòu)層內(nèi) , 導致浮動在混合料熱料面上的熨平板作顛簸式晃動 , 惡化攤鋪的平整度 。 改 成 7cm 粗粒式瀝青混凝土用 AC - 30 型作為 下層結(jié)構(gòu) , 最大粒徑含量明顯下降 , 大粒徑骨 料無法壓入結(jié)構(gòu)層內(nèi)將不可能出現(xiàn) ,

38、 保證了 熨平板的穩(wěn)定 ,提高了平整度的達標率 。另外 , 從總厚度一定的情況下 , 分二層式 還是三層式攤鋪 , 將對路面平整度有很大影 響 。原先滬杭高速公路(上海段) 地質(zhì)條件最差 的 HH03 標范圍內(nèi) , 用 12 cm 厚的兩層式瀝青混凝土作為沉降過渡 。 其組合底層為 8 cm 粗 粒式瀝青混凝土用 AC 30 型 , 上層為 4 cm 粗粒式瀝青混凝土用 A K13A 型 。 經(jīng)施工實 際反映 , 由于兩層式攤鋪后 , 平整度穩(wěn)定不夠 , 其標準偏差平均僅為 0. 73 。后將 8 cm 粗粒 式瀝青混凝土用 AC 30 型 , 改為 4 cm 粗粒 式瀝青混凝土兩層 ,用 A

39、C 20 型 。形成三層 式結(jié)構(gòu)層 , 經(jīng)過三層次攤鋪竣工平整度普遍達 到 1 mm 的要求 。從層層攤鋪的機理剖析 , 在不影響設(shè)計 總原則下 , 層次增多對頂面平整度的精平越 有利 。這里我認為有著漸近原理 。 即每層攤鋪11混 合 料 類 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金蓋山石料( 4。7513。2mm)58石粉4424最佳用油量 %5. 14. 23. 25. 3混合料 組成(重量比

40、)碎石通過下列篩孔的質(zhì)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 動 、平尺使用時間久后有變形以及平尺與平尺接頭處操作不當有誤差存在的現(xiàn)象 。應該說 它比鋼絲基準法提高了一步 。針對平尺基準法的不足 , 要達到高標準 的平整度 ( 三米直尺量測僅為 1 mm) , 施工 中又尋找了經(jīng)過專門加工裝有 20 個彈簧浮動 觸地式滑靴的 , 利用移動式平均梁調(diào)平的找 平儀基準法 。 由于它隨車安裝 , 通過平均梁 將地面高差進行平差 , 使基準線上的誤差經(jīng) 過平

41、均 (差) 成為穩(wěn)定的基準點 , 提供給攤鋪 機 , 這樣使有波動的高差 (當然要限制在一定 范圍內(nèi)) 先由找平儀調(diào)整一部分 , 而后由攤鋪 機消化 , 真正消化不了的極小部分 , 即微量 殘余留在路面上 , 這部分微量殘余完全能達到 高標準的平整度 。找平儀的 20 個彈簧浮動觸地 式滑靴要經(jīng)常檢查 ,保持它浮動自如 。因此 , 滬杭高速公路 (上海段) 放棄了鋼 絲基準法 , 中 、下層采用平尺基準法 , 上層 則采用找平儀基準法 , 起到了理想的效果 。攤鋪的松鋪系數(shù)主要是使松鋪高度經(jīng)壓實 達到密實后滿足既定標高(設(shè)計標高) 要求 ?？?來似乎與平整度無關(guān) , 其實不然 。松鋪系數(shù)過 大

42、 , 其攤鋪機壓實后的厚度與松鋪厚度之高差就大 , 對處于浮動在瀝青混合料熱面上的熨 平板 , 仰角變化幅度就增大 , 無異增加了推 平初振的不穩(wěn)定 。反之穩(wěn)定性好 。 因此 ,在壓 實度同樣可達到的前提下 ,經(jīng)試驗后 ,應取松鋪系數(shù)低值 。另外 , 在松鋪系數(shù)取值不當時 , 還 會造成接縫處的高差 , 影響平整度 。這是因為 瀝青材料在密實時 , 對溫度依賴性強 , 先后 攤鋪材料的溫差導致熨平板壓實的差異 。松鋪 系數(shù)取值將會對平整度有影響的觀念必須建立 。攤鋪速度的確定是整個攤鋪作業(yè)的系統(tǒng)要 素之一 。 它取決于供料能力 、碾壓能力和攤 鋪本身要求 。 因此 , 攤鋪速度是在攤鋪質(zhì)量 許

43、可范圍內(nèi)的有限可變量 。從保證平整度角度 講 , 勻速 、不停頓是關(guān)鍵 。 速度的變化會導致 攤鋪料的推移和空疏 。 給平整度帶來直接危 害 。產(chǎn)生停頓 , 除因熨平板自重引起在熱料上下沉造成壓痕而不平整外 , 停頓后的重新啟動會使攤鋪機對材料產(chǎn)生臨時沖擊 , 即使是不 被人感覺的沖擊 , 還是造成在攤鋪面上的不 平整 。 我們要盡量避免和克服供料車造成對 攤鋪速度不勻 、臨時停頓的現(xiàn)象 。攤鋪機上的自動調(diào)平系統(tǒng)是集信息電子傳 感和液壓技術(shù)的先進部件 , 但必須在正確應 用范圍內(nèi) , 才會取得對攤鋪平整度產(chǎn)生事半 功倍的效果 。 因為自動調(diào)平系統(tǒng)受傳感信號 的變化 , 促使熨平板液壓升降系統(tǒng)進

44、行仰角變化 , 而造成爬高爬低地調(diào)正攤鋪面層的標 高 、攤鋪厚度的變化 。而從另外角度看 ,熨平板 又受混合料對其產(chǎn)生浮動 ,混合料多了 ,浮力增 加 , 熨平板上升 , 料少了 , 浮力減少 , 熨平板下移 。 這就說明 , 盡管自動調(diào)平系統(tǒng)先進到 能自動調(diào)平 , 但還是受混合料變化趨勢的局 限 , 有一個過渡過程 。這樣看來 , 在長距離范 圍內(nèi) , 調(diào)平幅度小 , 攤鋪面的平整度容易確保 ; 距離短 , 調(diào)平幅度大 , 尤其要使熨平板 下移 , 勢必有一個滯后過程 , 就無法使攤鋪 達到滿意的平整度 。 因此 , 下層結(jié)構(gòu)面相對 平整 , 供料勻 , 基準線平穩(wěn)是正確應用自動調(diào) 平系統(tǒng)

45、,為平整度實現(xiàn)發(fā)揮作用的必要條件 。9 碾壓設(shè)備及工藝瀝青混凝土路面施工中的壓路機碾壓是達 到密實 、平整的必要手段 。 在以往人工攤鋪中 , 存在著初壓 、復壓 、終壓 (包括成型) 三個階 段 。 如今機械攤鋪中 , 攤鋪機的熨平板振動 已能達到 80 %以上的密實 , 此時的壓路機碾壓 僅局限于相當復壓 、終壓階段 、它將對路面平整 度起很大作用 。 而且碾壓密實的程度還會對工后平整度有影響 。在某種意義上講 , 瀝青混 凝土面層的平整度是建立在密實度達到規(guī)定而 呈均勻的基礎(chǔ)上 。與攤鋪機配套的碾壓設(shè)備選擇是直接決定碾壓密實和平整的狀況 。 由于機械攤鋪中 , 瀝青混凝土的初期密實由攤鋪

46、機承擔了 , 因 此 , 選用自重大 、帶振動的鋼輪式壓路機為 好 。 因為自重不大的壓路機不可能在已密實12市場經(jīng)濟有很大的適應性。所謂動態(tài)控制 , 是針對變化著的人員組織 、 材料供應、設(shè)備的進出場甚至施工工藝的完善等 所采取相應的控制方法 。 也就是施工中的變化 不受限制 , 而變化中的質(zhì)量管理始終處于有效 的受控制狀態(tài)。所謂過程控制 , 是對路面平整度有影響的施 工全過程進行質(zhì)量控制 。 事實上 , 過程中的任 何一個環(huán)節(jié)有失誤 , 就會對路面平整度產(chǎn)生危 害。所以對平整度形成的整個途徑實行有效質(zhì)量 控制狀態(tài) , 確保萬無一失 ,是十分必要。所謂科學控制 , 是為了提高質(zhì)量檢測的精確 度 , 達到數(shù)據(jù)說話的目的 ,