关于提高公路路面摊铺平整度质量的几点思考
2009-06-17韩辉
韩 辉
摘要:文章分析了公路路面摊铺施工中平整度问题的原因,并针对存在的平整度问题提出了提高沥青路面摊铺平整度质量的办法,探讨了控制摊铺平整度的措施,提高大家对沥青路面摊铺质量控制的认识。
关键词:公路路面;摊铺平整度;摊铺施工
中图分类号:U418文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)05-0152-03
进行路面摊铺施工,除所用路面材料本身质量及拌合质量、环境气候、摊铺施工运行状况、运输状况等现场多种多变影响因素以外,针对基层不可避免地会存在一些平整度问题的实际情况,就沥青摊铺操作方面,应从以下几个方面进一步做好平整度质量控制:(1)针对路基工程交接中存在的问题,结合路面工程设计对平整度质量的要求,根据施工现场地形、使用摊铺设备情况和环境因素,分析路面施工中可能出现的平整度质量问题;(2)研究提高路面摊铺平整度可以采取的对策和技术措施;(3)针对所采取质量控制措施的路段,收集路面工程交验检测数据,检查平整度质量控制效果;(4)进一步研究改进路面摊铺施工技术、方法,做到持续改进、稳定提高路面施工平整度质量控制水平,创造一流工程。
一、路基施工对路面摊铺质量的影响和控制
当路基工程完成或交验后,还会发现存在有一定的质量问题,其对路面施工质量的影响有时是很大的。在路面施工前,要对路基施工质量进行认真验收、交接,尤其是对路面施工质量有影响的主要指标进行检测和记录。路基表面平整度和标高对路面施工平整度影响较大。还有弯道超高、加宽、缓和段控制标高误差大,偏差不均匀等,都会在路面施工后反射到道路表面上来。
为了说明上述几种因素对路面摊铺平整度质量带来的影响,我们从摊铺机、电子调平系统、平衡梁系统说起。
普通摊铺机是利用人工操作调整熨平板调平梁的仰角,靠沥青混合料的托举使浮动的熨平板保持在相对于地面一定的高度,也就是保持一定的摊铺厚度。其摊铺的平整度完全受到人工操作水平的控制。在摊铺过程中,摊铺机履带行走部位地面的凹凸不平和物料会使摊铺机发生摆动,造成熨平板调平梁的仰角发生变化,因此熨平板跟着出现一定幅度的升降,摊铺出的路面随之产生波动。为减少基层不平度对摊铺出路面平整度带来的影响,操作人员必须根据基层的情况作出相应的调整。不作摊铺参数调整或调整不到位,都无法防止底基层不平度对路面施工质量的影响。因此普通摊铺机施工作业要求摊铺操作人员具有较高的技术素质。
安装电子调平仪的摊铺机,能检测出摊铺机熨平板相对于施工点路面标高基准的误差,也就是摊铺出路面的平整度偏差,通过微电脑处理器,变为熨平板调平梁的仰角控制命令,通过液压系统使熨平板调平梁的仰角按照需要进行变化,达到保持摊铺出的路面符合平整度要求的目的。所以安装电子调平仪的摊铺机,能在一定范围内自动消除基层不平度对路面平整度的影响。由于是利用摊铺出路面的平整度偏差反馈到微电脑系统后进行的控制参数调整,因为从熨平板调平梁的仰角变化到摊铺出满足要求的路面,需要在摊铺机行走一段距离后才能实现,还存在着微量的、略大于当时检测出的不平度。这个不平度在电子调平仪设计性能时已能够满足使用要求。使用中能够自动的把摊铺出路面的不平度控制在一定的范围内。但对严重不平整的情况,因摊铺中检测信号与成型路面同步,调整效果滞后,上述不平度会增大,不能完全根除对路面施工质量的影响。在必要时配合人工及时调整摊铺运行参数,能进一步减少摊铺出路面的不平度。由此可见,使用安装电子调平仪的摊铺机,能在很大程度上减少对人工操作技术水平的要求。同时,稳定和提高了路面平整度的质量。
安装平衡梁的摊铺机可以把基于熨平板和调平梁仰角的、在平衡梁长度范围内多点的高度误差,相当于不平度误差,进行平均后再通过微电脑处理,变为熨平板调平梁的仰角控制命令,由电磁换向阀控制液压系统使熨平板调平梁的仰角按照需要进行变化,达到保持摊铺出的路面平整的目的。平衡梁上探测到的信号具有一定的超前性,等于预先知道了将要摊铺路面的基层不平度,进行了超前控制,又经过平衡梁长度内的平均,减少了熨平板的波动,同时,检测信号与控制机构同步,减少了控制传递环节,提高了反应速度,进一步提高了路面摊铺的平整度。由此可见,使用安装平衡梁的摊铺机,能够达到较好的平整度要求。缺点是无法与道牙较好地保持一致。
上述原理中说明,摊铺路面平整度控制的基准很重要,目前路面摊铺施工中基本上都是利用检测到相对与控制基准的偏差,通过人或电脑识别、处理、发出控制指令,由液压系统及调平机构执行。达到防止误差扩大的目的,并保持在工艺规范标准的范围内。由于基层的不平度、设备的性能特别是人员的操作技术水平相差很大,要保证或是进一步提高路面摊铺平整度,不是一件容易的事。由于横向平整度是由熨平板组装质量所决定,这里主要针对摊铺作业时,基层存在的纵向不平度和参考基准的调整对路面施工的影响进行探讨。
(一)路基表面平整度的影响
大家知道,在进行路面摊铺作业时,根据路面的宽度和摊铺工艺要求,摊铺机应行驶在特定的路线上。在履带经过的路线上,如果出现凸起、凹坑或大的波浪,当摊铺机经过时机身会随着上升或下降,造成熨平板调平梁仰角跟着变化,自然形成上升和下降变化,使路面出现波浪。即使应用电子调平梁系统,也不能彻底消除其影响。在格尔木市政道路施工中,由于路基施工平整度和标高控制较差,个别地方摊铺水稳层时造成摊铺机一边严重向下倾斜,致使方向导引杆插入地下,无法引导方向。由于是使用钢丝绳作为标高控制基准,此处实际摊铺厚度非常大,现场我简单测量了地面高度误差,竟然比要求低了差不多十几厘米。该地段比原要求厚度多摊铺的水稳料,压实后比其它正常地段低很多。实际上由于摊铺厚度过大,分料螺旋供不上足够的水稳料,摊铺后的密实度会比正常摊铺时降低,其松铺系数会更大。因为参照设计标高设定了钢丝绳基准高度,施工中行人踩蹋钢绳、社会车辆碾压钢绳,路基施工作业中本身就铺低了,水稳层压实后的实际下降数值达到三厘米以上,严重时估计达到了五厘米。这样的误差会带来什么样的后果,大家是可以想象的。既浪费了水稳料,又浪费沥青料,还给控制路面平整度和标高带来困难,结果是路面与道牙结合部出问题,影响外观质量,造成道牙和部分路面的返工处理。
(二)标高、弯道超高、弯道加宽、缓和段控制的影响
由于对弯道采取加宽和超高措施,施工中主要靠标高来控制。施工中上述项目控制不好,轻者质量上扣分,重者需返工处理。施工实践中发现,单靠摊铺机性能不能满足质量要求。摊铺机的性能也是要靠在适当的条件下,合理的控制参数与必要的参数调整达到完美的结合,才能得到发挥。
使用电子调平梁系统,只能部分消除由于变坡控制不当造成的平顺性差的问题。过大的变坡角度或过小的转弯半径时,不易采用钢绳控制电子调平仪,也不易使用平衡梁。如果是机械接触式平衡梁容易损坏仪器本身。如果是非接触式平衡梁,容易超出仪器控制范围,使调平控制系统仪器失灵。
二、针对路基存在的问题应采取的对策
在路基工序交接验收中,必须详细记录质量情况。分析并确定是否有需要返工整改的问题。严重的问题必须及时进行整改。在经济技术上可以用下一道工序消除的问题,列出对应采取措施大表,提供给施工管理人员,进行现场技术交底。为进一步控制好路面施工质量,质量管理人员应向操作人员提供关键控制点,施工中提前完成参数调整操作,更好地保证路面的平整度。另外,在道牙安装施工中,经常发现把道牙安装到了地面以下或者高于路面很多也不做调整,检查结果发现是施工放线时错用了变坡交点,而没有设竖曲线造成的。即使一个小小的变坡,这样的道牙安装以后,摊铺面层与道牙将不能吻合。使用道牙作摊铺基准时,必须把握好缓和段曲线的施工放线的控制,保持变坡和转弯平顺变化。
可能出现的、在经济技术上可以用下一道工序消除的质量问题及应对措施有以下内容:
(一)路基、水稳层平整度差和标高控制差的应对措施
消除路基、水稳层平整度差对沥青路面施工造成影响的最简单的方法,是在摊铺机履带经过的路线上,用适当的物料垫平,保证摊铺机在摊铺作业中保持平稳状态,可以保证摊铺后物料表面的标高和平顺。这样,摊铺作业不受地面平整度差的影响。但压实后路基存在的问题还会部分地反射到路面结构层来。
1.双边钢绳控制摊铺机调平仪。根据前方地面高度的状况,再参考摊铺机性能,确定提前多少米升高或降低钢绳高度,升高或降低的量由前方地面需要调整的量并考虑松铺系数来确定。这样一来,摊铺出来的可能会是一条波浪式的路面,但是,经过压路机的正确碾压后,自然形成一段标高合理、较为平整、平顺的面层。
2.经验施工法。就是根据施工经验,判断需要调整的参数。人为地调整摊铺机调平梁系统参数,使之能够满足施工要求。这种方法需要管理人员的经验丰富,技术素质相当高才能做到。而且,应在摊铺机的两边各安排一人,否则,一个人无法顾及两边的控制参数调整,控制效果会受到影响。
3.灵活调整熨平板夯锤频率和振动器频率,在高位置处减低夯锤频率和振动器频率;在低位置处增加夯锤频率和振动器频率。可达到利用增减密实度的方法调整压实系数,最后达到面层平整、标高合适的目的。
另外,合理选择摊铺机的组装宽度和夯锤、振动器配置,都会影响摊铺质量。特别是在路面较宽时,需要多道摊铺才能完成的路面施工。对较好的路基情况,使用固定的工作参数。对较差的路基情况时,应当小心调整夯锤频率和振动器频率,防止出现调整错误而扩大误差。
必要时,还可以使用人工提前处理严重不平整的个别部位,给机械化作业提供一个均匀施工的条件,最大限度地发挥设备的先进性能,提高路面施工平整度质量。这种情况就类似于桥涵顶面、台背施工作业。
(二)标高、弯道超高、弯道加宽、缓和段路基超差的修正措施
由于修筑道牙、弯道加宽、超高、缓和段实际高程主要靠人工配合施工,其测量放线的水平、操作技术的熟练程度都严重影响到实际的标高和平顺。解决此处平整度问题最好的方法是使用电子调平梁系统,利用摊铺机自动调平的性能减少上述项目超差对路面施工质量造成的影响,减少行车跳车的可能性。弯道上如能够采用平衡梁系统效果最好。这时不能利用道牙石作调平参考标准,很可能由于此时误差较大无法消除其对路面平顺性的影响。这里也不易采用钢绳法控制,因为弯道处或平曲线、或竖曲线在各点不方便架设钢绳和控制标高,容易出现错误。由于弯道施工不便,摊铺机工作时,最好把料车开出摊铺机以减少外部影响,需要时再进入摊铺机向料斗倒料。
(三)在施工中可考虑单独进行弯道特殊施工
采取的措施是一定要让摊铺机走在弯道的外圆一边,因为弯道处经常设计为内加宽,而对我们所拥有的摊铺机此时调整摊铺机的宽度是不合适并且是不可能的。只有人工进行加宽上料。外圈比内圈周长大用料多还伴有超高,人工劳动强度大,影响足够上料和施工时间,容易造成标高偏低。摊铺机走外圈就可以缓解这个问题,人工在内圈上料周长短、标高低,因此用料少,劳动强度小,工作时间短,有利于充足上料保证标高。
三、结语
经过上面的分析可知,在公路建设工程施工中,不出现质量问题几乎是不可能的。科学对待存在的问题,积极采取应对措施,大多数问题是可以避免或削减其有害作用的。在努力做好施工质量控制的前提下,应根据现场实际情况,详细分析和编制提高路面摊铺平整度控制计划,并进行跟踪验证,总结经验,不断改进,努力提高路面摊铺平整度,尽量做到不返工或少返工,降低生产成本,提高施工质量。
参考文献
[1]周爱军.道路工程施工实用手册[M].北京:机械工业出版社,2008,(5).
[2]杨文渊,徐犇.简明公路施工手册[M].北京:人民交通出版社,2006,(12).