提高沥青混凝土路面平整度措施探讨

摘要:在分析引起沥青路面不平整的原因的前提下,提出了对沥青混合料的级配组成、拌合过程、摊铺及碾压过程进行控制的措施,从而有效地提高路面平整度。

关键词:沥青混凝土;路面施工;平整度

1 引言

沥青混凝土路面的平整度是衡量路面工程最为重要的质量指标之一,影响沥青混凝土路面平整度的因素很多,而且施工控制难度最大。从摊铺到碾压、从材料进场到级配碎石设计和石料级配到沥青拌和施工中的每一个环节,都有与平整度有着很密切的关系。只要其中的某个环节出现问题,都会直接或间接影响沥青路面的平整度。

2 沥青混凝土路面不平整的原因

基层的不平整。基层不平,即使面层摊铺平整,压实后也会因松铺厚度不同,产生路面不平整。

沥青混合料配合比对路面平整度的影响。油石比较大,已铺筑的路面会产生壅包和泛油;油石比较小,路面会出现松散;最终影响路面平整度。

沥青混合料拌和对路面平整度的影响。在联合供料过程中,每台拌和机的拌和温度度差异影响到沥青路面平整度。当拌和设备出现意外情况,造成花白料,使路面难以摊铺成型。

路面摊铺机械及施工工艺对路面平整度的影响。摊铺机结构参数不稳定、行走装置打滑、摊铺机摊铺的速度快慢不匀、机械猛烈起步和紧急制动以及供料系统速度忽快忽慢都会造成面层的不平整和波浪。

碾压工艺对路面平整度的影响。温度太高时碾压容易使沥青混合料产生推移、开裂;碾压行进路线不当,会引起路面不平;碾压速度不均匀、急刹车、突然起动、随意停置、掉头转向等都会引起路面推拥。

3 沥青混合料材料控制措施

合理的进行配合比设计。配合比设计遵照下列三个步骤进行:目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段、生产配合比验证阶段。

提高混合料的高温稳定性。可采用提高粘结力和内摩阻力的方法解决。沥青混合料应选用坚硬、安定、表面粗糙、破碎、颗粒接近立方体的集料。在沥青混合料中,增加粗矿料含量,使粗矿料形成空间骨架结构,从而提高沥青混合料的内摩阻力。适当地提高沥青材料的粘稠度,控制油石比,采用最佳沥青用量,采用具有活性矿粉以改善沥青与矿料的相互作用,就能提高沥青混合料的粘结力。

提高混合料低温抗裂性。应选用稠度较低、温度敏感性低、抗老化能力强的沥青,在沥青中掺入橡胶等高聚物,也能大大提高混合料低温抗裂性。

提高混合料的水稳性。选择粘性较大、不含或少含对水敏感的组成成分的沥青,或采用聚合物改性沥青。集料要求表面粗糙,含有较多的钙铁镁等高价阳离子,比表面积大,呈憎水性,且确保表面干净。必要时可掺加适宜的抗剥落剂。

4 沥青混凝土路面施工控制

4.1 沥青混凝拌合质量控制

4.1.1 矿料级配的控制

为了尽可能减小设计级配与实际级配之间的差异,在设计生产配合比时,先要对冷料仓皮带转速与冷料的流量进行了解,测定电机的转速与上料流量之间的关系。根据测出的几组速度-流量关系曲线获得实际需要的皮带转速,生产时就能使拌合料更好的控制在级配范围内,提高冷料之间的配合比精度,有助于设计级配与实际级配相一致,减小偏差。

4.1.2 拌合温度的控制

在混合料拌合中应严格控制拌合温度,间歇式拌合设备每盘拌合时间宜为45-50s,其中干拌时间不少于5-10s,以混合料拌合均匀为标准。集料和矿粉应充分烘干,集料温度应比沥青高10-30℃,贮料仓的储存时间不得超过72h,热拌沥青混合料成品在贮料仓中温度下降不得超过10℃。拌好的沥青混合料应均匀一致,无花白料、无结团成块和严重的集料离析现象,不符合要求时不得使用并应及时调整,所有过度加热、炭化、起泡或含水的混合料必须废弃,加热不宜超过6h,且当天加热当天用完,不宜多次加热以免老化。

4.1.3 油石比的控制

油石比的差异会显著影响混合料的性能。沥青含量过大,过多的自由沥青在矿料之间起润滑作用,降低了混合料的强度并易造成泛油病害;油石比过小,混合料难以压实且空隙率过大,造成路面早期破坏。因此根据设计的油石比应严格控制拌合过程中的油石比误差在0.3%以内。沥青的计量秤要经常用标准砝码进行校核和调整,尤其是沥青计量斗、排放阀门的严密性要经常检查,确保沥青用量的准确性。

4.2 沥青混凝摊铺质量控制

摊铺过程应保持连续,否则停顿处就可能不够平整。供料跟不上往往造成摊铺中断,因此拌合能力应与摊铺能力相匹配,尽量做到摊铺过程不停机,如发生短暂断料时,摊铺机应停止振捣并接通熨平板加热器,保证摊铺温度符合要求。

摊铺机熨平板底面磨损或严重变形,摊铺时面层容易产生裂纹和拉沟。轮胎摊铺机车轮气压超限,摊铺机容易打滑,气压过低,机体会因受料质量变化而变化,使铺层出现波浪。履带式摊铺机履带的松紧超限将导致摊铺速度发生脉冲,使铺面形成搓板。

为了减少因张力不足或支承间距太大而产生挠度使面层出现波浪的现象,钢铰线应具有足够的拉力,支撑桩桩距要适中,防止钢铰线因自重松驰下垂,导致基层摊铺出现波浪,宜采用专用紧线器使基准钢丝具有足够的张力,且不管施工段落是否位于直线段上,建议采用每5m打桩的方式。

自卸车与摊铺机的配合是保证路面平整度的重要方面,应在摊铺机前10-20cm处停住并挂空档,由摊铺机推动自卸车同步前进。为保证匀速、不间断的连续摊铺,摊铺速度一般不超过3-4m/min,甚至可放慢到1-2m/min,以保证摊铺机匀速、连续工作,既能保证压实度又能提高平整度。

4.3 沥青混凝碾压质量控制

4.3.1 碾压温度

在实际施工中,要求在摊铺完毕后及时进行碾压。沥青混合料的最佳压实温度为120-140℃之间,SBS沥青混合料最佳压实温度为140-160℃。摊铺机后面的碾压作业段长度,由混合料的种类和压实温度来确定。摊铺后混合料温度是在不断变化的,特别是摊铺后4-15min内,温度损失可达1-5℃/min,因此必须掌握好有效压实时间,适时碾压。

有效压实时间的长短与混合料的冷却速度、压实厚度等因素有密切关系。影响冷却速度的因素有气温、湿度、风力和混合料下承层的温度。凡遇气温低、湿度大、风力大,以及下承层温度低等,都会使有效压实时间缩短,并增加碾压困难。当沥青层厚增大25%时,其有效压实时间将会增加近50%。对薄的沥青层碾压时,反而要比厚的沥青层压实困难些,这主要是因为薄的沥青层温度降低速度要比厚层快得多,从而使其有效压实时间大大缩短。

4.3.2 压实速度与遍数

在施工中,保持适当的恒定碾压速度是非常必要的。一般速度控制在2-4km/h,轮胎压路机可适当提高,但不超过5km/h。速度过低,会使摊铺与压实工序间断,影响压实质量,从而可能需要增加压实遍数来提高压实度。碾压速度过快,会产生推移、横向裂纹等。

选择碾压速度的基本原则是:在保证沥青混合料碾压质量的前提下,最大限度的提高碾压速度,从而减少碾压遍数,提高工作效率。

4.3.3 振频和振幅

振频主要影响沥青面层的表面压实质量。振动压路机的振频比沥青混合料的固有频率高一些,可以获得较好的压实效果。实践证明,对于沥青混合料的碾压,其振频多在40-50Hz范围内。

振幅主要影响沥青面层的压实深度。当碾压层较薄时,宜选用高振频、低振幅;而碾压层较厚时,则可在较低振频下,选取较大的振幅,以达到压实的目的。根据实践,振幅可在0.4-0.8mm内进行选择。

结语

优良的平整度能保证车辆高速、舒适、安全地通行。由于初始平整度的好坏直接决定着平整度长期的保证状况,因此施工阶段的平整度保证就显得非常重要,要充分重视影响到沥青路面平整度的各个施工环节的施工质量,对其进行严格的施工质量控制,才能长期保证路面平整度。

参考文献

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[2]何玲,林惠瑜.提高沥青混凝土路面平整度的方法[J].公路,2004.8.

[3]张琴.沥青路面平整度控制对策[J].公路与汽运,2008.6.

作者简介:韩铁军(1973-)本科,工程师,从事工程施工及管理工作。