摊铺时影响沥青路面平整度的人为因素探讨

摊铺时影响沥青路面平整度的人为因素探讨

王永胜

王永胜（开封通达公路工程有限公司，河南开封475000）

摘要：近年来我单位参与施工及养护的沥青路面不同程度出现了沉陷、碾压车辙、波浪、跳车等路面不平整现象，结合这些现象形成的原因，有必要对沥青路面产生不平整的原因及处理措施给予进一步的研究和讨论。

关键词：沥青路面；平整度；人为因素

中图分类号：U416.217文献标识码：A文章编号：1673-0992（2010）07A-0125-01

随着“温室效应”加剧，使得各国不同程度遭受着因大气变暖导致气候环境变化而带来的灾难。近年来我国沿海地区也不断遭受台风的侵害，海啸洪水给人民群众生活和公路交通设施造成了巨大的破坏。刚刚发生的印度洋海啸造成周边城市近30万人遇难，公路等基础设施也遭到了了颠覆式的毁坏。2008年4月因1号台风“浣熊”的影响，造成我国华南地区遭受了历史最为严重的洪涝灾害，基础设施破坏严重，经济损失巨大。2009年受台风“莫拉克”带来的强降雨影响，福建中北部地区公路交通基础设施损毁严重。据福建省交通运输厅统计，全省公路累计阻车458处，据不完全统计，全省水毁损失共计约5.45亿元。海啸是可怕的，水毁是严重的，水毁后快速抢修是紧迫的，预防水毁也是摆在公路工作者面前的一项重要课题。

一、预防沥青路面水毁要出源头抓起

水毁形成的原因比较多，有质量上的原因，也有因地理位置特殊气候条件造成的。从质量上看高级公路在一般情况下病害很少发生。标准低、质量差、设备不完善的公路则病害往往十分频繁。质量差压实度未能达到标准是沥青路面水毁产生的内因。分析下就可知道开始由于压实度不够造成沥青混凝土的局部空隙率较大；拌合时配比不达标、拌合时间不足或者运输过程、摊铺过程导致沥青与石料的粘结力不足，造成离析；路面设计时忽略有效的防水层，不能很好的阻止水侵入，或者是对路面结构层排水没有关注，导致内部的水又不能很快的排出，这样就为水损害的形成提供了有利条件。总之沥青混凝土的不均匀性是造成水毁的主要内因。水毁常发生在沥青混凝土层空隙率较大和水沉积的位置。当结构层不均匀性愈大时，空隙率较大的位置愈多，水损害现象也就愈严重。

二、公路沥青路面发生水毁的类型和特征

沥青路面的水毁是沥青路面存在水分的条件下，经受荷载和温度的反复作用，使沥青膜逐渐从集料表面剥离，并导致集料之问的粘结力丧失，而发生路面逐渐出现麻面、松散、坑槽等病害。沥青路面水毁的类型有松散、坑槽、脱皮、龟裂、网裂、翻浆等。这些损坏特征比较典型。首先水毁多发生在夏季，因为夏季雨水较多而且比较猛烈，多变的对流天气常常导致局部持续巨大的暴雨，有时一场大雨就造成了沥青路面的严重破坏;其次在路面水毁之前一般在沥青路面上会先发现有局部的小块的网裂，经车辆碾压逐步形成松散的坑槽;第三水毁发生的地方一般位于积水部位，由于透水或排水不畅造成沥青混合料长时间浸泡在雨水里，雨水中的酸性物质对沥青混凝土造成腐蚀和侵蚀，有的挖开甚至可以看见下面有积水或浮浆;第四水毁是局部的，一般不会造成整个路面同时被毁，这显然是由于沥青混合料的离析造成粗集料集中，形成局部区域空隙率过大，使路面渗水。

三、公路沥青路面水毁的预防措施

根据前文分析，公路水毁的成因比较复杂。地理地貌气候环境造成的公路水毁具有突发性、危害大、难预知等特点不好防范，但是通过气象监测、经验总结、加固预防、及时排洪等措施还是可以减小或者减轻海啸或者洪水造成的水毁危害的。

此外沥青混合料空隙率过大、压实度不足、路面渗水、路面厚度偏薄、沥青混合料抗水损害能力不足、排水设施不完善等都可能是造成沥青路面水毁的内因。因此水损害的预防和治理是一项非常复杂的工作，应该从沥青路面结构层的设计，沥青混凝土骨料的级配，施工及摊铺的工艺水平以及通车后的长期有效养护等方面综合考虑。只有通盘考虑有可能造成水毁的复杂原因，采取多种防治措施，才能有效预防水损害现象的产生。具体如下：

1.提升沥青混合料质量，提高沥青与矿料的粘结力，防止沥青混合料离析。沥青路面由于使用了粘结力较强的沥青材料作结合料，因而增加了集料之间的粘结力，提高了混合料的强度和稳定性，使路面的使用质量和使用寿命都得到提高。当水进人沥青混合料后，在快速重载车辆作用下容易产生沥青剥落现象。为减轻沥青剥落，改善沥青混凝土的水稳定性和耐久性，需要增强沥青与矿料的粘结力。沥青混合料的粘结力取决于许多因素，其中最主要的是沥青的粘滞度，沥青含量与矿粉含量的比值，以及沥青与集料相互作用的特性。通过实验总结中面层和底面层的粘结力不小于4级，表面层的粘结力不小于5级较好。

2.严格控制沥青混合料的压实标准。压实度是衡量沥青混凝土路面的一项重要指标，它不仅对沥青混凝土的力学性质有着重要的影响，而且是决定现场空隙率的主要因素。配合比设计空隙率相同的同一种沥青混凝土，在不同压实度下的现场空隙率有明显差别。压实度为96%-98%，现场空隙率的变化是8%-6%，前者的渗透系数明显大于后者。我们知道当结构层不均匀性愈大时，空隙率较大的位置愈多，水损害现象也就愈严重。

所以在实际施工中，要严格保证压实度达到设计标准，表面层压实度不小于98%，中面层和底面层不小于97%。

3.采取多种有效的排水措施。首先应该在路面结构层中设置排水层和防水层，使表面水还没有渗透到中面层或下面层时就被迅速排掉。另外应该探索一些简而易行的防排措施：不直接在中央分隔带植草植树，以防止浇水后水侵人路面，可以采用摆放大盆盆栽植物的办法，起到绿化效果;采取动态养护和预防性养护，小洞不补大洞吃苦，不能等到路面出现大的灾害再去养护，这样一是非常被动，二是增加了养护成本另外也影响养护质量。一旦公路出现微小横向或纵向裂缝时应该及时封闭，尽快安排灌缝养护，防止水沿裂缝侵人结构层，及时修补避免水毁灾害出现，防范于未然。

公路水毁对公路的危害极大，并严重地威胁着国家财产和人民的生命安全，各级公路部门都应引起足够的重视，并根据水毁类型及其成因采取相应的防治措施，不断探索设计、施工、养护各环节的预防对策，提高公路的抗灾能力，确保公路安全畅通。

近年来随着我国经济的迅猛发展，国民经济对交通运输及公路建设发展的要求也越来越高。我们知道基础设施建设包括公路和市政道路两个重要组成部分。近年来我单位参与施工及养护的沥青路面不同程度出现了沉陷、碾压车辙、波浪、跳车等路面不平整现象，结合这些现象形成的原因，有必要对沥青路面产生不平整的原因及处理措施给予进一步的研究和讨论。

一、路面施工机械对路面平整度的影响

沥青路面施工机械有沥青摊铺机、双钢轮压路机、胶轮压路机等主要施工设备。其中沥青摊铺机是对沥青路面平整度影响最大的，一种沥青路面面层施工的设备。目前国内使用的沥青摊铺机有国产的还有进口的，国产的以徐工的和天津鼎盛的为主，进口的则以德纳派克和ABG为主，由于摊铺机在本身质量和性能上的差距，以及操作手驾驭摊铺机的熟练程度和摊铺经验，因此对沥青路面平整度影响很大。沥青摊铺机的行走装置、摊铺机摊铺的速度、操作的稳定性和紧急制动性以及油料供给的速率都会造成面层的不平整和波浪。

二、钢丝放样是找平的基础

现在不管进口还是国产的沥青摊铺机均设计和安装有自动找平装置,自动找平装置在摊铺机工作前按照预先设定的基准值进行摊铺控制。此时基准控制是摊铺的一个关键环节，影响着整个路面的平整度。如果基准失控,那么摊铺出来的路面就一定不会平整或者出现波浪。要避免施工放样测量精度的误差影响应注意选择精密的水准仪器。一般施工放样均为等外测量(闭合差均按±30L(mm)控制),所用仪器绝大部分均为DS30水准仪,质量差的测量仪器会导致测量精度不够,使得钢丝基准面误差较大。水准点沉降是地质条件等各种因素引起的，由于路基施工时间较长，待到路面施工时地质的变化造成水准点之间不均匀的沉降产生，不均匀沉降的各水准点导致程高之间有较大的误差,从而影响路面平整度。

三、操作人员的熟练程度是平整的要素

在实际摊铺中无论是采用进口摊铺机或者国产摊铺机，也无论使用哪一种型号的摊铺机都要求操作手有较强的施工经验和操作技术。若摊铺机操作手不能够熟练驾驶摊铺机，就会导致摊铺机在摊铺过程中曲线前进或者起伏晃动造成平整失控。摊铺机摊铺有四个要点需要格外注意：一是缓慢、二是连续、三是均匀、四是不间断地摊铺是提高路面平整度最主要的措施。因此摊铺机在操作过程中应注意以下几个影响因素:摊铺机要选用熟练的摊铺机操作手；在摊铺过程中，运料车应在摊铺机10-30M处停住，依靠摊铺机推动缓慢前进，并应有专人指挥卸料车进行卸料；摊铺时要缓慢速度要保持均匀,一般摊铺速度控制在每分钟2~4m比较合适，但这不是一个硬性规定，应随时根据油料的供应情况保持一个适中的速度，一般以不停机为原则。如果摊铺速度的不稳定,会导致摊铺层初始密度不均匀,尽管摊铺后进行碾压，仍然会导致局部厚度不均而影响平整度。摊铺时应保持连续。摊铺前应该充分考虑出料量、运输车密度以及运距等，必须配足与摊铺能力相匹配的混合料,尽量做到摊铺过程中连续不停机。很多进口摊铺机设计有“自锁”装置,但热混合料在熨平板装置自重的作用下会产生下沉,摊铺机的重新启动会导致局部产生微小不平整。料车卸料时不慎撒落的混合料应及时清除干净,如果熟料堆积,两侧履带或轮胎因撒落料影响而产生接地标高与横坡不一致时,会影响摊铺后的横坡,使坡面产生波浪,影响平整度。

其次摊铺机的熨平板未充分预热，造成混合料粘结和熨不平。熨平板在摊铺前应进行加热，熨平板温度以不低于80℃为佳，底板上粘附的沥青料要清除干净，否则会造成摊铺路面粗糙且降低路面平整度。即使在炎热的夏季进行施工，也必须对熨平板进行预热和保温，这是保证摊铺质量的一项重要措施不容忽视。熨平板在摊铺作业中断时仍要继续保温，熨平板与混合料接触的部件间在停滞是会出现温差，附近沥青料局部温差不至于过低而粘附在熨平板底部和其他机件上。在摊铺机操作过程中,摊铺机螺旋送料器应均匀不停顿的转动,两侧的混合料应保持有至少高于送料器高度23,这样才能确保在摊铺全宽断面上不发生离析。

第三是运料车在卸料时撞击摊铺机引起的震荡造成的路面不平，这就要求运料车司机有着熟练的驾驶技术和丰富的卸料经验。有时由于油料供应不及时或者运料车卸车时出现停顿，造成摊铺机不能连续行走工作或在行走过程中短时暂停，都会使路面形成波浪或搓板。有时运料车驾驶员缺乏经验，在卸料时与摊铺机配合不紧密造成熟料大量撒落，撒落在下层的混合料如果不及时清除会影响摊铺层的横坡及平整度。因此在摊铺作业时不仅要选择经过正规培训的操作人员，运料车最好也选择有经验的车队，有经验的料车司机能够与摊铺机熟练配合，不仅不会造成摊铺机的停顿，也很少会撒落大量孰料。近些年很多通过关系进入施工的车队，没有与摊铺机协作的经验，随随便便选择的料车不仅配合不好，而且造成孰料的浪费，有的甚至需要返工严重影响施工效率和施工进度。

路面平整度要达到行车舒适这一要求，要从施工的各个方面加强管理视。不管是在公路工程建设中，还是公路日常养护中，强化施工工艺和施工方法，提高施工质量，才能从根本上解决问题，从而保证路况质量。