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1、瀝青混凝土路面攤鋪與壓實(shí)施工工藝的質(zhì)量監(jiān)控劉洪海徐中富在運(yùn)抵施工現(xiàn)場(chǎng)的瀝青混合料符合要求之后，路面的施工質(zhì)量主要決定于施工設(shè)備的管理和施工過(guò)程的質(zhì)量控制?，F(xiàn)就京滬高速公路山東化臨段的攤鋪、壓實(shí)及施工過(guò)程中的跟蹤檢測(cè)與質(zhì)量控制技術(shù)措施和成功經(jīng)驗(yàn)總結(jié)如下。1瀝青混合料的攤鋪?zhàn)鳂I(yè)在攤鋪?zhàn)鳂I(yè)中，攤鋪機(jī)的選型、調(diào)整和合理操作是確保施工質(zhì)量的關(guān)鍵。對(duì)攤鋪機(jī)的調(diào)整分兩方面：一是結(jié)構(gòu)參數(shù)調(diào)整，如攤鋪寬度、拱度、工作角等，應(yīng)按使用說(shuō)明書的規(guī)定進(jìn)行；二是運(yùn)行參數(shù)的調(diào)整，如工作速度、振動(dòng)頻率、振動(dòng)幅值等，應(yīng)針對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行。1.1帶自動(dòng)找平攤鋪機(jī)工作裝置的工作原理攤鋪機(jī)的工作裝置有兩大功能：一是攤出厚度和平整度滿足2、要求的混合料層；二是對(duì)混合料進(jìn)行初步壓實(shí)。其主要結(jié)構(gòu)包括：找平油缸、牽引臂、熨平板、振搗器和自動(dòng)找平裝置等。其作業(yè)時(shí)的受力分析見圖1。在進(jìn)行受力分析之前作兩點(diǎn)假設(shè)：圖1熨平板工作示意圖(1) 由于自動(dòng)找平傳感器在參考基準(zhǔn)上滑動(dòng)控制牽引臂鉸點(diǎn)油缸，使?fàn)恳c(diǎn)與基準(zhǔn)保持等距離，因此假設(shè)基準(zhǔn)線通過(guò)牽引點(diǎn)O；(2) 由于熨平板的長(zhǎng)度比牽引臂的長(zhǎng)度小很多(約為1/6)，因此假設(shè)在工作過(guò)程中力的作用點(diǎn)A在角發(fā)生變化時(shí)保持不變。圖1中：G等效于A點(diǎn)的工作裝置及附屬裝置重力；N垂直于熨平板的支反力；T混合料對(duì)熨平板的摩擦阻力；S牽引力與牽引臂重力的合力；熨平板與路面夾角，即工作角；線與地面的夾角；與之差，為常數(shù)3、。在攤鋪機(jī)正常工作、勻速運(yùn)行時(shí)，整個(gè)力系處于平衡狀態(tài)，對(duì)O點(diǎn)取力矩得G cos-T sinNcos=0(1)將T=N tg(為混合料與熨平板的摩擦角)代入(1)式得(2)由式(2)可知，當(dāng)參考基準(zhǔn)抬高時(shí)，增大，支承反力減小了N，使平衡發(fā)生破壞。為了恢復(fù)平衡，熨平板應(yīng)升高，使=0。由此可見，熨平板的變化主要受找平基準(zhǔn)的控制。1.2找平基準(zhǔn)的選擇由以上分析可知，熨平板穩(wěn)定可靠地工作，必須有一個(gè)準(zhǔn)確的基準(zhǔn)。在工程施工中有兩種基準(zhǔn)可供選擇：一種是固定基準(zhǔn)，即基準(zhǔn)線，如圖2所示；另一種是行車基準(zhǔn)，即基準(zhǔn)梁或平均梁，如圖3所示。圖2基準(zhǔn)線示意圖圖3浮動(dòng)基準(zhǔn)梁示意圖固定基準(zhǔn)的特點(diǎn)是根據(jù)已鋪筑的下承層表面高程4、和鋪筑層的設(shè)計(jì)標(biāo)高確定拉線高度，滿足設(shè)計(jì)要求或保證鋪層厚度，該基準(zhǔn)線不受下承層平整度的影響，縱坡能很好地符合設(shè)計(jì)要求。橫坡控制一般采用橫向傳感器，若一次鋪筑較寬(6m)，由于熨平板剛度下降，橫向傳感器測(cè)定準(zhǔn)確度降低，最好采用雙掛線，保證橫坡要求。為了保證鋪筑路面的平整度，基準(zhǔn)線的鋪設(shè)必須十分精心，其長(zhǎng)度以150200m為宜，過(guò)長(zhǎng)拉緊度難以保證。拉線應(yīng)采用鋼絲繩，拉緊力不小于1000N，在兩段基準(zhǔn)線銜接處應(yīng)有1m以上的重合段，待找平傳感器滑過(guò)重合段后才能拆除舊線。在攤鋪直線段時(shí)，鐵立桿的間隔距離為10m，但相鄰3個(gè)立桿的掛線高度差不得超過(guò)1.5cm，若超過(guò)該值鐵立桿應(yīng)加密；在彎道攤鋪時(shí)可適當(dāng)放寬5、。浮動(dòng)基準(zhǔn)梁通過(guò)彈簧支承在滑靴上，可上下浮動(dòng)。通過(guò)前部浮動(dòng)梁和后部浮動(dòng)梁將原有路面縱坡與新鋪層的平均高程結(jié)合在一起，可以鋪出理想的平整度和合適的厚度。16m長(zhǎng)的浮動(dòng)基準(zhǔn)梁下部的浮動(dòng)滑靴對(duì)小波浪有濾波作用，長(zhǎng)梁對(duì)大波浪可平滑過(guò)渡，避免了固定基準(zhǔn)的折線和人為誤差的影響，大大提高了路面平整度。經(jīng)在京滬高速公路山東化臨段試驗(yàn)路段上的對(duì)比試驗(yàn)，在下承層平整度標(biāo)準(zhǔn)差2.02.5mm情況下，沿固定基準(zhǔn)鋪筑路面的平整度標(biāo)準(zhǔn)差在1.62.0mm之間，使用浮動(dòng)基準(zhǔn)梁鋪筑的路面平整度標(biāo)準(zhǔn)差在1.31.5mm之間。選擇找平基準(zhǔn)要考慮四個(gè)因素：一是下承層的平整度；二是下承層的橫坡與縱坡；三是鋪層厚度；四是鋪筑路面的平整6、度要求。1.3攤鋪機(jī)的起步攤鋪機(jī)在工作前要進(jìn)行充分預(yù)熱，一般預(yù)熱時(shí)間不少于30min，使熨平板表面溫度大于160。因?yàn)槿綮倨桨鍦囟忍?，熱混合料碰到冷的熨平板后，?huì)立刻粘于底面，在移動(dòng)中拉裂鋪層表面，產(chǎn)生推料，使其變松散，碾壓后接縫平整度下降。攤鋪機(jī)起步前應(yīng)準(zhǔn)備兩種墊木：一種是供初次攤鋪之用，其厚度為鋪層厚度乘以松鋪系數(shù)；另一種是供攤鋪過(guò)程中起步之用，其厚度為松鋪厚度與壓實(shí)厚度之差。準(zhǔn)確確定松鋪系數(shù)十分重要，由于不同的攤鋪機(jī)、不同的攤鋪速度、不同的混合料其初壓密度不同(高密實(shí)攤鋪機(jī)初壓密實(shí)度可達(dá)92%以上，而一般攤鋪機(jī)只達(dá)到85%)，因此松鋪系數(shù)必須實(shí)際測(cè)定。測(cè)定時(shí)應(yīng)在試驗(yàn)路段上進(jìn)行，在測(cè)定相7、關(guān)條件的基礎(chǔ)上，先測(cè)定松鋪厚度，然后在同一點(diǎn)測(cè)定壓實(shí)厚度，測(cè)點(diǎn)數(shù)不少于6處，取均值。攤鋪機(jī)起步時(shí)，由于攤鋪機(jī)后面無(wú)松鋪層，因此建立浮動(dòng)基準(zhǔn)梁基準(zhǔn)有三種方式：一是按松鋪厚度調(diào)整攤鋪工作角進(jìn)行等厚攤鋪，攤鋪距離大約10m，然后浮動(dòng)基準(zhǔn)梁開始工作；二是前10m采用基準(zhǔn)線法，而后轉(zhuǎn)到浮動(dòng)基準(zhǔn)梁上；三是起步時(shí)在滑靴下墊一層長(zhǎng)6m的墊板建立基準(zhǔn)。通過(guò)化臨段的試驗(yàn)，第三種建立基準(zhǔn)的方式方便、可靠，減少了人為因素和中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)帶來(lái)的誤差，鋪筑后接縫的平整度最理想。1.4攤鋪?zhàn)鳂I(yè)速度攤鋪機(jī)作業(yè)速度的調(diào)整范圍較大(010m/min)，施工時(shí)由作業(yè)質(zhì)量要求和攪拌站的生產(chǎn)能力及運(yùn)輸能力等因素決定。為了獲得高標(biāo)準(zhǔn)的平整8、度，攤鋪機(jī)應(yīng)連續(xù)、穩(wěn)定地運(yùn)行，時(shí)快時(shí)慢或時(shí)開時(shí)停都會(huì)使熨平板的受力發(fā)生變化，出現(xiàn)上下波動(dòng)。攤鋪速度應(yīng)按攪拌設(shè)備的供料能力和每部運(yùn)料車載料量的攤鋪時(shí)間不少于4min綜合選取。一般在12m全寬一次攤鋪時(shí)，攤鋪速度不大于3m/min，化臨路12m全寬一次攤鋪，速度為2m/min，鋪筑效果很好。在攤鋪時(shí)，螺旋分料器應(yīng)連續(xù)均勻轉(zhuǎn)動(dòng)，其料量高度為螺旋的2/3，泰安公路局工程一處使用的ABG423攤鋪機(jī)帶超聲波料位計(jì)，很好地控制了螺旋的送料量。施工過(guò)程中振動(dòng)頻率和振幅的調(diào)整應(yīng)按攤鋪機(jī)類型、鋪層厚度、作業(yè)速度、材料種類進(jìn)行調(diào)整。研究表明，在厚度小于6cm時(shí)，采用高頻低幅壓實(shí)效果最好。2瀝青混合料的壓實(shí)作業(yè)2.9、1壓路機(jī)的壓實(shí)原理靜碾壓路機(jī)是利用靜載荷克服松散材料中固體顆粒間的摩擦力、粘附力，排出空氣，使各顆粒間相互靠近；振動(dòng)壓路機(jī)是利用動(dòng)載頻率接近于材料固有頻率，發(fā)生共振，使級(jí)配材料間減小阻力，相互移動(dòng)達(dá)到最穩(wěn)定狀態(tài)。2.2壓路機(jī)的合理組合常用壓路機(jī)有靜碾、輪胎和振動(dòng)壓路機(jī)三大類，但品種很多，因此其合理組合就十分重要。在化臨段施工中，采用1臺(tái)英格索蘭DD-110雙鋼輪壓路機(jī)，1臺(tái)CC21雙鋼輪壓路機(jī)或2臺(tái)DD-110雙鋼輪壓路機(jī)和1臺(tái)YL20輪胎壓路機(jī)，在壓實(shí)路面時(shí)取得了很好的效果。DD-110的特點(diǎn)是雙鋼輪驅(qū)動(dòng)，輪子寬且直徑大，輪寬有助于提高路面平整度，輪徑大會(huì)減小材料的隆起和推移。該機(jī)振幅和頻率10、都能進(jìn)行多級(jí)調(diào)整。在作業(yè)中還有先行走再起振、先停機(jī)再停振的互鎖功能，因此很適合瀝青路面的施工。表1列出了化臨路采用的壓路機(jī)組合。表1化臨路壓路機(jī)組合表碾壓流程型號(hào)碾壓遍數(shù)碾壓速度km/h備注初壓DD-110或 CC21振動(dòng)壓路機(jī)134不振動(dòng)復(fù)壓YL20輪胎壓路機(jī)13.54.5DD-110振動(dòng)壓路機(jī)134振動(dòng)終壓DD-110振動(dòng)壓路機(jī)145不振動(dòng)2.3壓實(shí)工藝初壓是為了穩(wěn)定混合料，從而建立較強(qiáng)的承載能力，使大噸位壓路機(jī)進(jìn)行復(fù)壓時(shí)不致產(chǎn)生隆起和推移。在化臨路上采用DD-110雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)不振動(dòng)進(jìn)行初壓，其軸荷與輪寬乘直徑之比(即N系數(shù))0.25，而且無(wú)論前進(jìn)和后退均雙輪驅(qū)動(dòng)，靜壓效果很好。碾壓11、時(shí)應(yīng)注意混合料初壓溫度應(yīng)在130140之間，碾壓速度小于4km/h。每次碾壓以重疊半輪為宜，碾壓長(zhǎng)度4050m。復(fù)壓是混合料密實(shí)、穩(wěn)定、成型的關(guān)鍵工序，采用重型輪胎壓路機(jī)YL20和振動(dòng)壓路機(jī)DD-110聯(lián)合碾壓。輪胎壓路機(jī)在壓實(shí)時(shí)對(duì)混合料有揉搓作用，并隨路面壓實(shí)度的增加，輪胎接觸面積減小、比壓增大，有較好的壓實(shí)效果。跟在輪胎壓路機(jī)之后的是DD-110振動(dòng)壓路機(jī)，其碾壓速度小于4km/h，每次碾壓時(shí)鋼輪應(yīng)重疊2040cm。研究表明，在鋪層小于6cm時(shí)，壓實(shí)瀝青混合料采用高頻低幅效果最佳，故振動(dòng)頻率取4050Hz之間，幅值取0.30.6mm之間。終壓是為了消除輪跡，最后形成平整的表面。采用DD-112、10不振動(dòng)碾壓，碾壓速度小于5km/h。終壓溫度不低于90。橫向接縫的碾壓應(yīng)采用先橫向碾壓，再縱向碾壓，最后再橫向碾壓的方式。橫向碾壓時(shí)，鋼輪應(yīng)支承在已壓實(shí)的路面上，每次增加碾壓寬度150200mm，必要時(shí)可進(jìn)行振動(dòng)壓實(shí)。振動(dòng)壓路機(jī)在進(jìn)行碾壓作業(yè)時(shí)，應(yīng)遵循先起步后起振，先停振后停機(jī)；沿直線碾壓，在已壓實(shí)鋪層上變線或停車；碾壓過(guò)程中不突然剎車，并緩慢起步；在攤鋪機(jī)一邊換向時(shí)，停機(jī)位應(yīng)形成階梯狀等原則。3施工過(guò)程的質(zhì)量控制施工過(guò)程的跟蹤檢測(cè)對(duì)控制路面修筑質(zhì)量是十分重要的，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工中存在的問(wèn)題，盡快處理，否則碾壓成型后，其缺陷一般很難處治，嚴(yán)重缺陷則必須返工，將會(huì)造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。施工中隨13、時(shí)檢測(cè)壓實(shí)度、厚度和路面平整度，根據(jù)路面平整度傳遞理論，修筑高標(biāo)準(zhǔn)路面時(shí)，平整度應(yīng)從上基層開始控制。在鋪筑面層之前應(yīng)使用八輪平整度測(cè)量?jī)x對(duì)上基層的平整度進(jìn)行檢測(cè)，一般平整度標(biāo)準(zhǔn)差控制在2.0mm以內(nèi)，最大不超過(guò)2.5mm。對(duì)個(gè)別點(diǎn)或接縫處的擁包、波浪應(yīng)采取磨的辦法進(jìn)行處理。京滬高速公路化臨段路面攤鋪中，使用了自制滑靴式平整度跟蹤測(cè)量?jī)x，如圖4所示，在控制路面平整度方面起了很大作用。圖5為下面層采用基準(zhǔn)線作為參考基準(zhǔn)，施工初期在攤鋪機(jī)后面跟蹤檢測(cè)的結(jié)果。從圖中可以發(fā)現(xiàn)兩個(gè)問(wèn)題：一是基準(zhǔn)線過(guò)長(zhǎng)(400m)，拉緊度不夠，造成曲線在兩鐵立桿之間形成凹谷；二是有些鐵立桿標(biāo)高誤差太大，曲線在個(gè)別鐵立桿處形14、成高峰。針對(duì)以上問(wèn)題采取了如下措施：一是基準(zhǔn)線長(zhǎng)度縮短到200m；二是采用深度卡尺進(jìn)行標(biāo)樁測(cè)量，可精確到1mm。路面成型后經(jīng)檢測(cè)，采取措施前下面層平整度標(biāo)準(zhǔn)差為1.41.6mm，采取措施后平整度標(biāo)準(zhǔn)差降為1.01.2mm。圖4滑靴式平整度測(cè)量?jī)x圖5施工初期攤鋪機(jī)后面跟蹤檢測(cè)結(jié)果在進(jìn)行碾壓之前，應(yīng)測(cè)定混合料溫度是否在130140之間。研究表明，碾壓初溫每提高10，碾壓效率提高16%；但溫度太高會(huì)引起路面推移、擁包等缺陷，影響路面平整度。碾壓完成、路面未冷卻之前，應(yīng)有專人用3m直尺逐尺對(duì)路面進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)有特別高點(diǎn)，用壓路機(jī)進(jìn)行橫向碾壓。這種方法在化臨路施工中被證明是行之有效的。在山東化臨段高速公15、路施工中，下面層采用固定基準(zhǔn)，中面層、上面層均采用浮動(dòng)基準(zhǔn)梁，加之在施工中探索、整理了一套行之有效的攤鋪、壓實(shí)施工工藝及質(zhì)量監(jiān)控措施，使鋪筑的路面平整度達(dá)到了很高水平。其各層平整度指標(biāo)實(shí)測(cè)結(jié)果如下：下面層標(biāo)準(zhǔn)差實(shí)測(cè)0.81.0mm；中面層標(biāo)準(zhǔn)差實(shí)測(cè)0.60.7mm；上面層標(biāo)準(zhǔn)差實(shí)測(cè)小于0.55mm。作者單位：劉洪海西安公路交通大學(xué)徐中富山東泰安市公路局參考文獻(xiàn)1美國(guó)瀝青學(xué)會(huì).熱拌瀝青混凝土路面施工原則.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，19862張世英，陳元基.筑路機(jī)械工程.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19983漢斯*享利奇.柔性路面壓實(shí)施工工藝.北京：人民交通出版社，19894胡長(zhǎng)順，黃輝華.高等級(jí)公路路基路面施工技術(shù).北京：人民交通出版社，1995