路桥施工中沥青路面平整度影响因素及控制措施分析
2024-01-31陈梁
陈梁
(深圳市鲁班建设监理有限公司,广东深圳 518000)
0 引言
路桥工程作业期间,经常会使用沥青混合料,并按照相关标准铺设道路,以增强路桥表面的耐磨性,并使其具有较高的防滑性能,延长路桥使用寿命。为此,进行沥青铺设作业时,需要施工人员遵守施工工艺流程,仔细检查沥青路面的平整度,并采取合理化应对措施对影响沥青路面平整度的潜在因素进行控制,避免施工出现重大质量隐患。
1 沥青路面概述
沥青路面主要指铺筑以矿物材料混合料为主的层状结构物路面,这种路面具有较强的稳定性和强度,同时具有良好的抗滑性、紧实性,能够保障通车的安全性。作为一种广泛运用的高级路面,沥青路面在施工期间,以沥青碎石、水泥混凝土、沥青混凝土为主要原材料,其路面结构层包含垫层、底基层、基层、面层。其中,面层起到承受通行车辆垂直力、动态力的作用;基层分散和传递面层承受力,避免产生翻浆或冻胀问题。合理铺设沥青,能够确保路面的平整度,从而使路面达到经久耐用的效果[1]。
2 路桥施工中沥青路面质量要求
2.1 稳定性
对路桥工程来说,沥青路面会受到车辆行驶动态力的影响,加之长时间裸露在空气中,受温度、水分等外界因素的影响,其稳定性会有所降低,平整度也随之下降。此外,进入夏季,由于温度高、光照时间长,沥青路面会出现软化情况,引发车辙、裂缝问题;冬季阶段,由于温度较低,路面会自主收缩,引发开裂问题。以上情况都会破坏沥青路面的稳定性,最终影响路面平整度[2]。因此,在沥青路面施工过程中需要加强稳定性控制,为沥青路面的平整度提供保障。
2.2 强度与刚度
路桥工程施工时,应重点考量车辆垂直力、水平力对路面的影响,其中水平力分为横向和纵向受力,还包括车辆的冲击力、振动力。为提升沥青路面的平整度,施工人员应参考相关作业方案,深入分析路面结构受力情况,掌握剪应力、压应力、拉应力的大小和变化规律,采取有效措施,提高路面的刚度和强度,减少其他应力的影响,避免沥青路面频繁出现坑槽、沉陷、磨损等病害。
3 影响沥青路面平整度的因素
为更好地分析影响沥青路面平整度的因素,结合实际工程案例展开分析。某工程全长9.64km,主线路基设计宽度31.5m,其中道路拓宽改造段长8.04km,新建道路0.9km,新建桥梁长0.7km,桥梁段为预应力钢筋混凝土现浇箱梁。该工程路面采用沥青混凝土路面,上面层厚度4cm,中面层厚度6cm,下面层厚度8cm,选用水泥稳定碎石作为基层材料。路桥竣工使用一段时间后,出现了坑槽、跳车等路面病害。
3.1 地基不均匀沉降
首先,由于道路拓宽改造过程中需要将原路面上的中分带及路肩等拆除,然后根据不同地质对加宽的路基进行处理。因此新路基与旧路基交接的部位会因路基材质与路面结构厚度、强度不同,在新老路基之间出现强弱临界面,从而造成交接部位的沉降量不同,进而出现路面平整度差异。
其次,路基与构筑物(如桥台、通道等)的不均匀沉降会影响路面平整度,导致出现桥头跳车等现象。
最后,基层平整度会对路面平整度产生影响,如果基层不平整,即便沥青路面摊铺平整,也会因沥青混合料虚铺厚度不同,碾压后产生路面平整度差异。
3.2 材料及配比因素
想提高沥青路面的平整度,需要合理控制沥青原材料。沥青材料的含油量会影响石料与沥青之间的黏合性,含油量不佳容易影响路面刚度、强度、平整度,也会影响铺设厚度。同时,若材料过于潮湿,沥青拌和温度发生改变,易在外界环境作用下形成大面积裂缝。此外,部分工程存在沥青原材料选择不恰当的问题,如采用低强度矿石原料,这会影响路面压实度,路面经过一段时间使用后容易出现异常变形或明显坑洼。
3.3 施工设备和人员因素
在路桥沥青路面施工中,碾压机与摊铺机是常见设备。采用摊铺机作业时,若机械两翼集料超过规定范围,会引发离析问题;机械设备异常振动会导致路面形成裂痕或沥青分布不均匀。施工阶段,人员因素也会影响路面平整度,如缺少专业人才、施工队伍建设不合理、人力资源利用率较低、施工人员缺少工作经验、责任意识较差等。
3.4 摊铺、碾压工艺因素
进行路面摊铺作业时,摊铺工艺不规范,整体作业效果差,也将影响沥青路面的平整度。分析摊铺机作业原理可知,其主要是利用热沥青材料与浮动熨平板之间的相互作用进行施工。熨平板受到四种外力作用,分别为垂直摊铺阻力、牵引力、熨平板重力、推移阻力,外力相互平衡时摊铺作业质量好,若外力不平衡,则会破坏沥青路面的平整度。
在沥青路面碾压过程中,碾压速度、温度等都会影响路面平整度。选择压路机时,若设备频率低、振幅高,会产生跳动夯击的情况;设备自身重量大,则会导致挤压变形;若设备作业速度突然增大或减小、随便转向,则难以保障碾压质量;碾压路线错误,会出现错轮碾压的情况;若机械碾压温度超过标准范围,压路机将严重挤压沥青路面,影响路面平整度[3]。
3.5 施工缝工艺因素
施工缝主要有纵缝与横缝,如果接缝处的技术处理不恰当,会使接缝处出现凹凸现象进而导致路面不平整,如果接缝处的密实度与结合强度不达标,会使该部位路面产生裂纹,造成沥青路面平整度差异。
4 路桥施工中沥青路面平整度控制措施
4.1 强化路桥基层施工质量
为避免地基不均匀沉降带来的影响,施工人员需严格遵守作业要求,注重对施工方案和设计图纸的分析与解读,做好地基处理工作,推动基层施工有序开展。具体作业期间,对新旧路基结合部,应将草皮等松散物清理干净、旧路基挖好台阶、分层回填并碾压密实,若有条件可铺设土工格栅进行加筋处理;对于路基和构筑物结合部,重点在于台背回填料的回填、碾压质量;对于路基和路面基层,路基应分层碾压密实,并按设计图纸及规范要求处理地基,水泥稳定碎石基层应采用摊铺机铺筑,同时严控标高精度,完善排水设施,并对影响路基稳定性的地下水进行截流处理,以确保路基及路面基层处于干燥、稳定的状态。
4.2 严格管理材料
由于材料质量和配比质量严重影响沥青路面的平整度,因此施工人员应从材料运输、搅拌、作业等多个环节入手,全面控制材料质量。
首先,参考国家相关标准和规定,严格管控沥青混合料原材料质量,并科学确定各材料的投入比,确保沥青含油量满足标准要求,提高路面强度。同时,尽可能减少粗石料的投入比例,避免影响混合料质量。
其次,拌和沥青混合料时,应选择合适的设备,并使其保持均匀运动,确保拌和机具有持续化生产能力,同时确保计量系统正常运行,以便获得准确数据。此外,需利用专业仪器反复检测和计算混合料配比,避免配比不科学导致沥青路面渗油严重。
最后,应依据设计指标要求,有序完成各层沥青铺设作业,保障路面结构的稳定性,使路面平整度达到相应标准[4]。
此外,在施工准备前期,应根据混合料性能采取相关管理措施,优化并调整施工方案,确定材料消耗量,并购买充足的施工材料,再将施工材料存储至通风干燥位置,实行均衡处理,以确保材料稳定性和强度不受影响。管理沥青等施工材料时,负责人需制订可行性较高的管理制度,并委派专门人员进行管理,记录每天的材料消耗情况等,并做好反馈工作。
4.3 提高施工团队的技术水平,加强设备管理
第一,为有效提高施工团队的技术水平,应按照施工方案和标准展开作业。负责人应根据现有人才储备情况,组织建设一支能力强、职业素质高的队伍。队伍成员应相互配合,根据具体施工情况灵活调整作业方式。施工前期准备阶段,应对施工人员开展专业技能培训,邀请专业人员进行实践讲解,在帮助施工人员充实理论知识的同时,提高其责任意识与安全意识,能够自主规范施工行为。同时,应结合沥青路面的施工要求,选择规格、性能适合的机械设备,如碾压机、摊铺机等,并定期由技术人员进行维修和保养,使其处于安全运行状态。
第二,沥青路面施工期间,施工人员应遵守操作规范。机械设备操作人员应持证上岗,且具有丰富的工作经验,可以安全、准确地操控设备。在机械设备管理方面,相关人员应了解各种设备的运行原理、规格等,并根据沥青路面的平整度要求,合理调整设备参数,进而高质量地完成沥青路面施工。
第三,应根据各环节作业要点和机械性能,实行精准化质量控制。在摊铺施工中,摊铺机是关键设备,操作人员应掌握设备原理和操作流程,制订可靠的应对方案和预防措施,确保摊铺机匀速作业。摊铺作业期间,可选用两台摊铺机,设备保持10~20m 左右的距离,以防止摊铺不均匀,提高路面的平整度。结合最新规范要求,路桥摊铺宽度不应大于6~7.5m,最佳摊铺速度为2~6m/min。车辆卸料过程中,应与摊铺机保持10~30cm 的距离。
第四,选择压路机时,可依据沥青路面的厚度和等级,初步确定机械的吨位和型号,再通过一系列试验检验压路机配置的合理性,以免设备重量过大影响压实效果。此外,为规避路面鼓包等不良现象,需严格管控碾压温度,初次碾压时温度应在130~150℃之间,并按照由内到外、由低到高的碾压顺序,同时要求相邻碾道重合面积超过碾压宽度的1/3。为有效提升压实效果,可利用钢轮压路机进行初次碾压,再利用重型轮胎压路机碾压,终压可选择双钢轮压路机。碾压次数可参考相关技术规范和试验段数据,碾压阶段需严格管控压路机的方向,禁止随意改变路线、突然加速、停止等,加入燃油时需离开作业区域,避免对路面造成损坏。
4.4 严格控制施工缝施工质量
在沥青路面摊铺施工中,应尽量使用全幅型摊铺设备,以减少纵向冷接缝。若需要两台摊铺设备阶梯作业,应先铺筑沥青混凝土的一侧,在压实过程中预留一定宽度,形成30~60mm 的搭接宽度,待后面的摊铺机铺筑完成后一起压实。热接缝碾压应在错轮碾压的最后进行,并由一台压路机完成,同时应避开车道轮迹带。对于横向施工缝,应在沥青路面碾压结束冷却后,在已铺层用3m 直尺确定横向施工缝断面位置,要求将平整度偏差控制在2mm 以下,沿切割断面线垂直切割并清除沥青混合料。下次摊铺前应在断面处涂抹黏层沥青,摊铺碾压后如果新旧铺层存在高低不平现象,新铺层较高时可铲松表层沥青混合料,清扫多余料后通过人工方式用细料找平,新铺层局部较低时可通过人工撒细料进行找平处理。上下面层横向施工缝应错开2m 以上。
5 其他管控措施
路桥路面经过一段时间使用后,在车辆行驶作用和支撑刚性反弹作用下,极易形成大小不一的裂缝,具体可分为网状型、横向型、纵向型。进行旧有路基加固作业时,若处理效果不佳,铺设沥青路面时会削弱路面的抗裂能力,产生不同深度的裂缝[5]。为降低裂缝对路面平整度的影响,施工人员需根据路桥作业方案,采取适当的方法修补裂缝,同时应重视细节处的修补,保持严谨的工作态度。若裂缝宽度在3~5mm,应先清理裂缝周边杂物,再借助空压机清除内部颗粒、杂物等,机械压力需超过0.5MPa,之后填充适量的热沥青。修补宽度大于5mm 的裂缝,需借助工具清除裂缝上部、中部区域杂物,再填充沥青。若裂缝不明显,可采用玻璃纤维处理。
此外,在路桥工程施工中,土壤结构直接影响施工质量。若施工地点存在软土,应对其进行有效的加固处理,可采取换填处理方式,填充符合施工标准的石料、土料,以达到提高路面稳定性的效果。在填筑施工中,可采用分层作业方式,严格控制每层的压实度。沥青路面作业结束后,技术人员还需进行压实度、透水性检测,重点观察空隙率、油石比、稳定度等数据的变化规律,其中空隙率较高路面容易形成车辙,进而导致沥青严重老化,耐久性和压实度下降,因此施工人员应根据检测结果制订有效的质量管控措施。
6 结语
路桥工程质量关系着城市化建设速度,影响区域经济发展水平。沥青路面因具有稳定性良好、使用寿命长等显著优势,被广泛应用在各种规模的路桥工程之中,但沥青路面平整度受到多种因素的影响,包括基层施工质量、碾压工艺、摊铺工艺、材料质量、施工人员技术水平等。为此,在沥青路面施工中,应从路桥工程的基本情况出发,充分考虑多种影响因素,制订多样化的控制措施,如严格控制摊铺、碾压施工工艺质量、加强材料和混合料配比管理等,以提高沥青路面的平整度,进而保障路桥工程的整体质量。