浅谈沥青路面平整度不良成因及预防
2014-06-22 01:01
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摘要：随着国家对基础设施建设的投资力度逐年加大，高等级公路随之迅猛发展，为了保证行车安全，对路面平整度要求也随之越来越高，由于沥青路面具有表面平整、行车舒适、耐磨抗滑、低噪声、施工周期短、维修简便等特点，而被广泛应用。沥青面层平整度的优劣直接反映了行车舒适程度，也反映了施工建设队伍的水平。近几年，随着交通量的逐年加大，我通过仔细观察，发现部分公路的沥青面层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。影响沥青混凝土路面平整度的因素很多，每一个环节甚至微小失误都会造成平整度指标降低。本人从面层以下及面层两个方面就上述出现的一些现象对沥青路面产生不平整的原因及处理措施进行一些浅显的分析。
关键词：沥青路面 平整度 不良成因 预防
1 从沥青面层以下分析沥青路面产生不平整的原因及预防措施：
沥青面层以下分为路基、垫层、基层几部分，总所周知，沥青道路主要承受荷载的部分为基层、垫层、路基的层层传递。单就沥青面层而讲，其所能承受的荷载非常有限。良好的沥青面层平整度是以路基、垫层、基层的施工质量为基础的。再好的沥青摊铺设备、拌合设备只能保证摊铺完毕一段时间内的路面平整度。如果路基、垫层、基层出现问题，良好的路面平整度不可能长时间保持。根据我单位近几年所修建的公路来看，面层以下部分影响道路平整度的主要有以下几个潜在原因：
1.1 道路面层有大坑洼及路面严重龟裂的地段，基本上该处路基部分即有较严重的质量隐患：
2003年我到固-白公路考察，因当年修建完后次年出现路面局部塌陷、龟裂、越来越严重的桥头跳车等病害，后来经破除路面检查发现的确是路基出现了质量问题，具体为：①、路基填料控制不好，因公路路线较长，全线填料不可能完全一致，在填料发生变化的地方，由于材料长时间的沉降不一致，路面形成小错台并出现了较严重的裂缝；而当时由于工期要求紧张，局部路段路基内含有建筑垃圾、工业垃圾。还有一段路面网裂严重的段落，究其原因，路基土采用了高液限粘土填筑，致使路基出现不均匀沉降导致路面网裂。②、半挖半填路基的接合部处理不当，填方区压实度控制的不是很好，路基的压实度不均匀，如公路改建项目的固百公路，半挖半填路基较多，当路面完成后，经过一至两年的通车局部即出现了沉陷、裂缝等病害，是由于路基填料的含水量大，施工单位组织不力，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，使填方区路基土的密实度偏低，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。③、特殊地基路段、路基防护排水不完善，如固白公路部分段落路基沉陷，是由于原路基修筑在黄粘土地段，实际上为软土地基，由于路基的排水系统不完善，造成黄粘土路基的不均匀沉降，引起路基变形。④、预防路基上述病害现象的出现无外乎采取以下措施: a不得混杂乱填，每一层应尽量填筑同一种土；b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；c合理安排不同土质的层位，采用不因潮湿及冰融而改变其体积的优良土填上层，强度较小的应填在下层；d软土地基进行处理时必须严格按照规范及设计要求实施。
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1.2 台背及涵洞的回填材料或工艺控制有质量隐患，导致桥梁、涵洞两端的跳车严重影响路面整体平整度：通过认真分析发现，道路的平整度不良在桥梁、涵洞两端的反映也较为严重，一般来说桥头跳车是一个比较普遍的现象，也是最常见的公路病害之一，分析原因主要表现在：①、桥梁、涵洞的台背填土，由于压实机械的作业面狭小或人工使用夯锤责任心不强，致使压实不到位，通车后，引起路基的压缩沉降。②、台背填料与台身的刚度差别大，造成沉降不均匀，一般来讲，台背回填的材料为掺一定量石灰或水泥的稳定土，而上述两段公路桥头跳车严重的地方相当多数为未换填半刚性材料而导致的。③、在桥梁、涵洞与路基结合处，产生细小缩裂缝，雨水的浸入导致路基软化，随着荷载的逐步加大形成沉陷，使路基产生病害，导致该处路基发生沉陷，导致跳车严重。④、预防桥头跳车主要有：a台背回填材料的控制，严格对台背回填的材料进行换填，材料中的胶结材料既不要太多又不要太少，不能因为节约一点点的工程费用导致严重的桥头跳车。b提高工人的质量意识，让操作工人能够认识到只有严格按照程序操作，才能创造出优良的道路工程和好的经济效益。
1.3 垫层材料不合格可能导致路面的龟裂及裂缝严重：公路垫层一般为透水性柔性材料如天然级配砂砾，其作用主要为阻断路基的毛细水上升和使面层雨水顺利渗透下去。垫层中如果不透水的材料含量较多诸如粘性颗粒含量多，将使垫层起不到应有的作用，随道路的荷载逐步加大将导致道路的塌陷或网裂。由于公路战线长，使用各种填筑材料的可能性都有，这就要求管理人员加强责任心，对材料多做检测并随机加大检测频率，不合格的材料坚决不能用，不能有凑合的观念。
1.4 半刚性基层的沥青面层次年出现的横纵温缩裂纹，其严重程度影响道路整体平整度：半刚性基层沥青面层的温缩反射裂缝是由半刚性基层的特性所决定的，是不可避免的，小的温缩裂缝如小于5mm的并均匀分布的对平整度的影响不大；但是大的温缩反射裂缝如大于5mm的并横纵裂缝不规则的，随行车荷载的加大将严重影响道路整体平整度。从基层材料及摊铺工艺上控制，也能使温缩裂缝得到一定的控制：a对基层进行5—10米的横向切缝，这样可使基层的温缩裂缝均匀分布，并可使裂缝相对宽度降低；b在基层原材料的选取上，适度增大砂粒以上颗粒的含量，因其温度收缩性较小，适度减少粉粒以下的颗粒，因其温度收缩性较大，这样也可有效降低温缩反射裂缝的严重性。
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2 从沥青面层分析产生不平整原因及预防措施：
现今沥青面层的生产及摊铺工艺已经成熟，在各项较大工程中建设单位一般都要求施工单位使用生产能力强的拌和机、摊铺机、压路机，这些机械设备的成品质量较稳定。如存在平整度不良的现象，则是在生产及摊铺过程中的细节控制不好。根据我个人在几个工程中的经验，以下就几个小的细节谈谈沥青面层材料及摊铺中影响道路平整度的因素及预防：
2.1 拌和站生产能力与摊铺机摊铺能力必须配合：总所周知，沥青摊铺机连续行走的段落越长，成型后道路的平整度就越好，因为摊铺机每起步停顿一次将不可避免形成一处小错台，而摊铺机的连续行走与拌和站的生产能力休戚相关。这要求我们必须对拌和站的正常生产能力进行准确的评估，并制订与之相匹配的摊铺机、压路机机械组合，使摊铺机能够正常连续行走，过程中基本不停机。
2.2 接缝处理：在道路的摊铺中不可避免的存在横纵缝的搭接，搭接质量严重影响道路的平整度。以下就纵横缝分别进行摊铺工艺中的分析：①、纵向接缝：现今一般道路工程纵向接缝都要求热接，即施工使用两台以上摊铺机梯队作业，此时两条毗邻摊铺带的混合料都还处于压实前的热状态，所以纵向接茬易于处理。控制好碾压步骤即可。但在施工过程中不可避免有冷缝存在，冷接茬施工是指新摊铺层与经过压实后的已铺层进行搭接。半幅施工不能采用热接缝时采用切缝机切齐。铺另半幅前必须将缝边缘清扫干净，并涂洒少量粘层沥青。摊铺时应重叠在已铺层5-10cm，摊铺后用人工将摊铺在前半幅上面的混合料铲走，然后进行碾压。应注意新摊铺带必须与前一条摊铺带的松铺厚度要相同。压路机初压后用三米直尺量平整度，对平整度不佳处，人工填补细料直至平整度良好为止。②、横向接缝，相邻的两幅和上下层的横向接缝均应错位1m以上。在接缝前将接缝处用切缝机切齐。铺筑接缝时，可以在已压实部分上面铺一些热混合料使之预热软化，以加强新旧混合料的粘结。但在开始碾压前应将预热用的混合料铲除，搭接处应清扫干净并洒粘层油。当搭接处混合料中的粗集料颗粒超过压实层厚时应予剔除，并补上细料。碾压时，应先用双轮压路机进行横向(即垂直于路面中心线)碾压，碾压时压路机应主要位于已压实的混合料层上，伸入新铺混合料的宽度不超过20cm。接着每碾压一遍向新铺混合料移动约20cm，直到压路机全部在新铺面层上碾压为止。然后进行正常的纵向碾压。
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2.3 摊铺时间：根据我在几个工程中的实践经验发现。北方地区沥青层的摊铺时间如果较晚，其次年产生的温缩裂缝也较大，加上半刚性基层的温缩产生的应力，很可能使面层来年的反射裂缝加大，这将严重影响路面的整体平整度。我认为沥青摊铺的季节应尽量控制在气候稳定的良好季节，在气温不利的条件下，尽量不要强行摊铺，这样可在一定程度上保证路面平整度的长久性。
2.4 面层最后一层的摊铺基准：依据规范要求的平整度，从上面层到路基的要求是逐层递减的，机械设备的配备也有所不同，但是良好的平整度不是由最终的面层铺筑决定的，而是一层一层改善而累计起来的，即路基较差的平整度经过垫层、基层的不断改善最终达到面层的优良平整度。在摊铺最后面层前是以保证道路的设计高程为首要条件，故均应以高程控制为准，由于各种测量误差的原因，平整度不可能非常好，故而在最后一层摊铺时应使用长度为10m左右的移动式基准梁，现今好的摊铺设备均有配备，其摊铺精度高，可消除下层局部不平整，将原有路面纵坡(通过前基准梁获得)和新铺层(通过后基准梁获得)的平均高程结合在一起，与“走钢丝”相比，摊铺精度明显提高，从而提高了路面平整度。
综上所述，道路工程持久良好的平整度与路基、路面施工的全过程都有关系，只有抓好施工中的每一细小环节。全面提高施工管理水平及操作人员的素质才能保证路面平整度的良好和持久。
