高速公路沥青路面平整度综合提升措施分析
2024-01-12张秋婷
张秋婷
(福建省高速公路集团有限公司福州管理分公司,福建福州 350000)
0 引言
我国高速公路建设三十余年,部分高速公路运营已接近或超出设计使用寿命,沥青路面使用性能受到严重影响,存在路面病害多、老化严重等问题,导致养护成本及建设资金持续增加,服务水平和通行能力不断下降。为此,推进高速公路沥青路面提升改造工程,改造处治路面病害缺陷、整体提升路面性能成为一项重要的任务。而高速公路沥青路面提升改造工程中,路面平整度扮演着关键的角色。
平整度作为衡量高速公路沥青路面质量的主要技术指标之一,对于保障行车安全、使用寿命和提供良好的行车舒适性等具有重要意义。平整度会直接影响行车的稳定性和安全性,一方面,良好的平整度能够减少车辆行驶过程中产生的颠簸和抖动,降低驾驶员的疲劳程度,增强驾驶员对道路情况的感知能力;另一方面,良好的平整度能够有效减少车辆行驶时产生的阻力,减少车辆的燃油消耗和尾气排放。而不平整的路面容易导致道路结构破损、滞积雨水、加速水毁破坏,从而出现沉陷、龟裂和坑槽等问题,需要更频繁地维修和养护,进而增加维护成本[1]。影响高速公路沥青路面平整度的原因包括施工工艺、施工材料、施工设备、自然因素等多个方面。施工工艺选择失误、混合料配合比不合理、摊铺与压实工艺控制不当等,都可能导致路面平整度下降。本文将重点针对罗长高速公路路面提升改造工程的施工措施进行探讨,以期提出一些科学有效的措施和建议。
1 工程概况
罗长高速公路改造路段为连江互通至长乐营前互通(K2041+361—K2076+319)。其中,A 道长24.19km,B 道长23.01km,匝道改造里程为0.84km,全长34.958km。为双向4 车道高速公路,设计速度为80km/h。罗长高速公路运营已超过16 年,超出路面设计使用寿命。其中,部分路段已进行了5cm 罩面,效果良好。项目主要针对未罩面路段,以不降低原有公路技术标准为原则,维持现有路线线形,彻底处治路面病害,并在路基段路面加铺40mm 厚面SMA-13细粒式沥青混凝土。
2 高速公路沥青路面平整度综合提升的技术措施
2.1 施工前的准备工作
在高速公路沥青路面施工前的准备工作中,运输车卸料与料足的控制是确保施工质量和路面平整度的重要环节[2]。首先,运输车的卸料控制。在卸料过程中,需要注意控制卸料速度和卸料位置,避免运输车向摊铺机料斗卸料时大颗粒骨料滚向料斗四周而造成的混合料离析问题。采取在运料车的尾侧增加挡板,并多级顶升卸料,或增设沥青混合料运转车及在摊铺机料斗前侧增加翻料板等措施,能较好地解决该问题。其次,料足的控制。在施工过程中合理计算和控制沥青混合料的配料量,确保运输车上的沥青混合料能够满足施工的需求。同时,设立料足检测机制,严格把控沥青、集料等原材料的质量关,监测材料的储存量,及时补充材料,确保施工的连续性和一致性。控制料足能够避免因料量不足导致的施工中断或沥青路面厚度不均匀等问题。最后,施工现场管理是施工前准备工作中不可忽视的一环,罗长高速公路作为已通行的高速公路,在进行封道施工时,制订合理的交通控制管理方案,可以确保交通流畅和安全。为管理施工车辆的进出路径,在合理的位置设置临时施工通道或减速通道,以便施工车辆能够便捷、安全地进出施工区域,避免与正常行驶车辆发生冲突。在制订双向车辆行驶路径时,应根据实际情况和施工需求进行规划。设置临时交通线路或调整车道分布,分隔施工区域和正常行驶区域,保证车辆能够顺利通行。同时,指派具有相应的专业知识和经验的管理人员对交通控制方案进行监督和执行,确保能够迅速处理突发状况,及时调整和协调各项措施,适应实际交通情况的变化。综上所述,相应准备措施需要在施工前得到充分考虑和实施,以保证施工顺利进行。
2.2 摊铺工艺优化
2.2.1 摊铺机操作技术与参数控制
摊铺机操作技术与参数控制是提升摊铺质量和沥青路面平整度的关键因素之一。摊铺机开工前,在摊铺机的喂料斗上涂刷一层薄层隔离剂或防黏结剂,并提前0.5h 进行预热,使平板温度达到不低于100℃。在铺筑过程中,应使用具有适宜振动频率和振幅的压实装置,以提高路面的初始压实度。对熨平板进行加宽连接,并仔细调节,确保摊铺的沥青混合料没有明显的离析痕迹。在病害处治时,摊铺机采用自动找平方式,以相邻车道的旧路面为高程控制点,采用厚度传感器找平的方式控制高程。施工人员根据沥青混合料的特性和现场施工要求,调整摊铺机的振动频率、振动幅度和摊铺厚度等参数[3]。
2.2.2 施工速度与温度控制
施工速度是影响沥青路面平整度的重要因素之一。在进行摊铺作业时,施工速度需要根据沥青混合料的性质和环境条件进行合理控制,施工人员应根据实际情况调整施工速度,以确保沥青混合料能够均匀地覆盖整个施工区域,从而提高路面的平整度。路面提升改造工程中,应综合考虑拌和、运输、碾压等各种能力的匹配来确定摊铺速度,通常将改性沥青混合料摊铺速度控制在1~3m/min,SMA 混合料摊铺速度控制在2~3m/min,做到缓慢、均匀、不间断地摊铺。施工人员在摊铺过程中应时刻注意摊铺机接料斗,确保摊铺机接料斗在刮板尚未露出且尚有约10cm 厚的热料时,下一辆运料车即开始卸料,做到连续供料,并避免粗料集中。积极采取相应措施,尽量做到摊铺机不拢料,以减少面层离析现象。温度控制是另一个关键因素。沥青混合料的温度对其流动性、黏附性、均匀性以及摊铺、压实质量有着重要影响。过高的温度容易导致沥青老化,形成波浪状路面或凹凸不平等车辙病害,降低路面使用寿命;而过低的温度则易使沥青混合料的均匀性变差,影响摊铺和压实质量。因此,在施工过程中严格控制混合料的拌和温度及拌和时间。同时,根据不同施工场景,加强运输及等候卸料过程中温度的控制,确保混合料能够均匀地铺设在路面上。在摊铺过程中,施工速度和温度之间存在一定的影响关系。适宜的施工速度有助于控制沥青混合料的温度,从而提高摊铺质量和平整度。如果施工速度过快,沥青混合料可能无法充分散热,导致温度过高;而施工速度过慢,则可能导致沥青混合料过度冷却。因此,施工人员需要根据实际情况综合考虑施工速度和温度的控制,以达到最佳的摊铺效果。
2.3 压实工艺优化
2.3.1 压路机操作技术与参数控制
在高速公路沥青路面平整度综合提升的技术措施中,压实工艺优化是一个关键方面。其中,压路机操作技术与参数控制是尤为重要的因素。施工人员在使用压路机进行沥青路面压实时,需要掌握正确的操作技术和参数控制方法,且操作技术和参数随着不同施工场景应适时调整。在路面提升改造施工现场,严禁压路机在未碾压成型的路段上掉头、刹车、转向和中途停顿、制动。振动压路机进行碾压时,加速、减速或停顿需停振,待压路机恢复到正常速度时再加振,且应严格遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则,即压路机必须紧跟在摊铺机后面,碾压速度要慢而均匀,并采取高频率、低振幅的方式进行碾压。同时,根据不同施工阶段适时调整压路机的行驶速度,以确保最佳的压实效果。操作人员定期检查和维护压路机的状态,确保压路机的轮胎或履带、振动部件、液压系统等均处于良好的工作状态,以保证压路机的正常运行和良好的压实效果[4]。
2.3.2 压实质量控制措施
为了提高高速公路沥青路面的平整度,采取一系列的压实质量控制措施是非常重要的。压实质量控制的关键是合理选择和配置压路机[5]。路面提升改造工程中,施工人员应根据工程要求、沥青混合料的性质和厚度等因素,选择适合的压路机进行作业。不同类型的压路机具有不同的压实能力,施工人员要根据实际情况及试验效果选定最佳的压路机及碾压方式。初压采用钢轮压路机静压1~2 遍,从外侧向中心、由低向高进行碾压,相邻部位碾压重复100~200mm,初压温度控制在155℃以上,碾压速度控制在2~3km/h;复压采用双钢轮压路机振压4 遍,且应在碾压层内部温度降到130℃前完成;终压采用钢轮压路机静压、收光各2 遍,碾压速度控制在4~6km/h,且应在碾压层内部温度降到110℃前完成。对压路机无法碾压的拐弯死角、加宽部分及边缘地区可采用小型压实机具进行压实。
2.4 路面监测
路面监测是提高高速公路沥青路面平整度的关键步骤之一。在施工期间,利用先进的测量设备(如LXBP-6 便捷式路面平整度检测仪)和技术手段进行实时监测,及时发现并解决存在的问题,保证施工质量的稳定性和一致性。通过目视观察路面的情况及对平整度测量数据进行分析和处理,可有效地指导后续的养护和维修工作。而养护与维修是保持高速公路沥青路面平整度的重要手段。例如,对于出现的裂缝、坑槽等问题,及时进行填充、修补,恢复路面的平整度,防止其进一步扩大和损坏;定期对老化严重的沥青面层进行刨铣和重铺,去除路面上的凹凸不平,提高路面的平整度和耐久性。
3 应用效果分析
经过路面提升改造以后,高速公路沥青路面平整度得到了有效改善,具体改善情况如图1、表1 所示。
图1 路面平整度的改善情况图
表1 路面平整度的改善情况表
由表1 可知,测量点1 的IRI 从改造前的2.3 降低到改造后的0.9,降幅达到了61.74%;测量点2 的IRI从改造前的2.0 降低到改造后的1.2,虽然有所下降但幅度相对较小;测量点3 的IRI 从改造前的2.7 降低到改造后的1.4,降幅达到48.15%;测量点4 的IRI 从改造前的1.9 降低到改造后的0.7,降幅为63.16%;测量点5 的IRI 从改造前的2.2 降低到改造后的1.0,降幅达到54.55%。通过路面提升改造,可以有效地提高路面的平整度。改造后的IRI 数值普遍低于改造前,表明道路的均匀性和光滑度得到明显改善。这将为车辆行驶提供更加平稳舒适的环境,同时也能大幅度提升行车的安全性。在未来的道路改造工程中,应继续注重路面平整度提升措施和技术的研究,以保持道路的良好状态,为驾驶员和乘客提供更好的出行体验。
4 结语
从高速公路沥青路面提升改造工程的实际效果中可以看出,通过沥青路面施工前的准备、施工过程中摊铺工艺和压实工艺优化措施的实施,有效提高了路面的平整度。未来,应继续注重此类措施和技术的应用及研究,寻求更多更好的解决和优化方案。同时,加强定期监测和养护力度,确保高速公路路面平整度持续良好,从而提升行车安全性、舒适性和减少车辆燃油消耗,满足人们日益增长的交通需求。