高速公路长大纵坡沥青路面施工技术研究

'高速公路长大纵坡沥青路面施工技术研究第3期(总第198期)山西交通科技2009年6月SHANXISCIENCE&TECHNOLOGYofCOMMUNICATIONSNO.3June高速公路长大纵坡沥青路面施工技术研究丁延欣(太原路桥建设有限公司,山西太原030006)摘要:在山区修建高速公路,将面临较平原区更严格的要求.结合当前山区高速公路施工的现状,就山区高速公路长大纵坡路段的施工技术进行了探讨.关键词:高速公路;长大纵坡;施工;技术中图分类号:U416.217文献标识码:A文章编号:1006--3528(2009)03--0029-02随着我省高速公路网的联通加密,我省的高速公路建设已逐渐由平原区转向山区.在山区修建高速公路,将面临较平原区更严格的要求.在这里笔者根据当前山区高速公路施工的现状,就山区高速公路长大纵坡路段的施工技术谈谈自己的一些看法.1长大纵坡路段的特点1.1路线特点山西省属山地型高原,境内多山,太行山,吕梁山,中条山,五台山等逶迤起伏,新建公路项目大多处于山岭重丘区,资金投入和施工难度大,对公路的设计和建设提出了更高的要求.由于山区地形复杂,使得线形设计受限,往往会出现一些技术指标接近极限的路段,特别是连续的长大纵坡路段,经常是事故多发点和交通瓶颈点.例如,运城一三门峡高速公 路是山西省南部晋煤外运的重要出口,为典型的山区高速公路,地质条件复杂,特别是K18+000---K28+000长大纵坡路段,海拔高差达400m,路线平均纵坡按4.2%控制,最大纵坡4.9%的设计极限.1.2交通组成特点长大纵坡路段多出现的山区高速公路,其交通组成往往以货车等大型车辆为主,且绝大多数货车存在超载现象.在持续上坡,纵坡较大(最大5.O%)时虽然设计车速为80km/h或100km/h,但路上实际车速远远达不到设计速度.根据调查发现,山区高速公路主车道上坡路段运行的货车速度基本上是10～20km/h,超车道运行的的货车大部分车速在20～30km/h,爬坡车道运行的货车车速基本上是15km/h以下.车速慢,则车辆对路面的作用时间长,在荷载的作用下,会加速路面的破坏.如汾离高速公路自2005年12月通车以来,作为晋煤外运的重要通道,交通量迅猛增加,其中2007年~2006年交通量增加了78%,且货车比例大(货车比例达到67.1%).仅货车在行驶过程中的抢道,变道等不规范行为造成的事故高峰时就达到3起,d.1.3长大纵坡沥青路面的破坏形式我国沥青路面的破坏形式主要有:车辙,裂缝以及由水损坏引起的松散剥落,翻浆,唧浆等.但据调查显示,在长大纵坡路段,沥青路面出现的最主要的破坏形式为车辙破坏,且陡坡的上坡一侧的车辙比下坡要严重,超,重载车多的方向车辙严重.在长大纵坡路段,由于纵坡大,重载车多,荷载作用时间长,路面结构受到水平剪应力会较水平路段增大3—5倍,这将造成沥青层出现剪切破坏,易出现结构性车 辙.而在高温时,长大纵坡路段由于车辆的频繁变重,使得沥青层产生永久变形和塑性流动,从而形成沥青混凝土的侧向流动变形,出现失稳性车辙.如运三公路上行半幅行车道是重载车辆通行的主车道,由于道路纵坡大,车体重,车辆行驶速度非常缓慢,在夏季高温季节里,这条车道被车辆轮胎反复作用后,便出现了两条明显的车辙病害,车辙沿行车方向延伸达1O多km,平均变形深度达到5cm,最大的变形深度达到30cm以上,严重影响行车安全.同时,汽车在雨雪天行驶于长大纵坡路段时,由于防滑链,防滑钉的使用,使得轮迹处出现磨损性车辙.再者,长大纵坡路段在混合料施工时,不易压实,路面残留空隙率过大,而在气候的行车作用下,混合料进一步地压密,面层会出现压密性车辙.收稿日期:2009—03—30;修回日期:2009—05—21作者简介:丁赠欣(1972一),女,天津人,工程师,1993年毕业于太原工业大学.?3O?山西交通科技2009年第3期2长大纵坡路段沥青混合料施工2.1混合料施工前准备长大纵坡路段施工前与其他路段基本相同,应加强材料控制并保持下承层的清洁,干燥,坚实,无松散石料,尘土与杂质,不容许有油污,表面平整.2.2施工过程中混合料离析的防治2.2.1纵向离析的防治实际摊铺过程中主要通过摊铺机的机械控制来防止沥青混合料产生离析.主要通过选用高性能的摊铺机,调整超声波料位器及随机适度调整螺旋前导料板并在螺旋分料器两端改装反向叶片等途径来 防治.2.2.2横向离析的控制解决横向离析的有效措施有以下几种:一是混合料应采用大吨位卡车运输;二是自卸卡车在装料时应移动装料,并按车厢前后中的装料顺序;三是从储料仓卸料时,不要每次都将卸料舱里的料卸光,应留适量的余料,以防止形成同心圆形的离析.如在祁临高速公路施工中运料车的数量根据运距的远近适当增减.设定最远运距为7km,运输车辆保持在1215辆.到达指定位置或运输车辆缓慢接近摊铺机,并在距离摊铺机l0～20em的范围内停下,摊铺机接触上车辆后轮时,方可起升料斗,使混合料缓慢地喂人摊铺机.2.2.3温度离析的控制目前主要采取两种方式来控制温度离析,一是使用重搅拌螺旋机构来减轻或消除温度离析,如设计成变径变螺旋输送器,仅当宽螺距时混合料才能进入摊铺;窄螺距时混合料重新搅拌,该过程将冷粗料和热料彻底重新拌合,消除了运输过程中产生的温度离析和级配离析;二是在美国等发达国家,运料车运来的沥青混合料先倒在一台接传机上,这台接传机实际上是一台专门伺侯摊铺机的喂料机,接传机利用一台皮带运输机将混合料均匀地输送给摊铺机,避免了运料汽车对摊铺机的碰撞,消除运输过程中产生的级配离析和温度离析.2.2.4纵坡路段混合料施工离析控制建议施工中应控制混合料的摊铺宽度和速度.摊铺速度的变化会导致摊铺厚度的变化,从而产生粗细集料出现离析.祁临高速公路K25+542.8--K38+890 段施工中把摊铺机的摊铺速度控制在2.5～3m/min.较采用全路幅一次摊铺,采用两台摊铺机并机梯形作业的方式要好;但分路幅多次摊铺时,纵向接缝处两侧粗料较多,且难以压实,平整度也不好.应注意控制.2.3沥青混合料施工质量控制为了保证修筑出高质量的沥青路面,施工过程中应从以下方面对混合料生产,摊铺,碾压进行控制:a】经过目标配合比设计,生产配合比设计,生产配合比验证阶段,确定的标准配合比在施工过程中不得随意变更.稳定合理的配合比是长大纵坡路段沥青混凝土质量保证的重要前提.为保证混合料配合比不出现较大的偏差,应严格控制冷料仓的进料比例与速度.通过雨季对细集料的遮盖,以及根据材料的变化和热料仓中不同规格热料的充盈量,及时合理调整冷料仓的进出料比例,尽量稳定混合料的产量.b)Jm强对成品料的检测和控制.在生产加工过程中,应随机进行抽提试验,检查沥青混合料的级配,取料位置为料车.检测成品料时,应严格执行成品料秤质量的例行监控测试要求.改善成品料组成分析实验的技术,定期检查沥青抽提仪的误差是否走出允许范围,仔细,正确地进行混合料采样并分析料样的代表性,纠正可能出现的偏差细节,以精确的试验数据为依据来指导日常生产.c)碾压过程中合理提高沥青混凝土的压实度,适当减少空隙率.沥青混凝土的压实度控制标准上面层可提高到98%,中,下面层可提高到97%,同时为降低实测空隙率,马歇尔设计目标空隙率的范围 可控制在3.0%～5.0%,路面的实测空隙率不得超过7%,一般应在6%左右.沥青混凝土路面施工过程中实际空隙率测定时,应采用实测密度与相对理论密度双控的方法,保证沥青上面层相对理论密度不低于最大理论相对密度的94%,中,下面层相对理论密度不低于最大理论相对密度的93%.d)碾压过程中应加强沥青混凝土施工温度及碾压方式的控制,严格按照"紧跟,慢压,高频,低幅"的压实方针,即压路机必须紧跟在摊铺机后面碾压,确保在高温条件下碾压,以求取得良好效果.同时高频和低幅的碾压对提高沥青混凝土的压实度,防止石料损伤,保持石料良好的棱角性和嵌挤作用很重要.临侯高速公路施工中规定沥青混合料的拌和温度为175～180cI=,压实温度为120—165℃,应紧跟摊铺机碾压,所有施工在100℃以前必须完成.3小结沥青混合料施工是个系统工程,长大纵坡路段沥青路面设计施工更是个系统工程,不仅是路面的施工技术,还应针对性地加强路线的设计,路面结构设计,混合料设计.按照性能要求设计施工,才能实现路面的长寿命.(下转第35页)2009年第3期郭河,等:基于全站仪对边测量功能的公路横断面测量方法.35.3结语通过传统道路横断面测量方法与利用全站仪对边测量功能进行横断面测量方法的比较和精度分析,体现出利用现代全站仪对边测量功能进行横断面测量新方法有以下优点:a1通过对边测量数据精度分析,完全满足规范关于横断面测量互差限差要求,且精度均匀. b)基于全站仪对边测量的横断面测量新方法,可不测设中桩,减少工作程序,避免了传统测量方法中因中桩丢失而进行的额外重复劳动;且前站中桩横断面处只需1人,节约劳动力.c)横断面测量新方法,可自由设站,大大降低外业迁站架站的劳动强度和时间,一站多测,提高了野外作业效率.d)使用全站仪横断面测量的数据精度更高,且精度均匀,使后续工作的横断面图精确绘制及土石方量的准确计算得以可靠保证.e)可充分利用全站仪的存贮功能和计算机通信功能记录并传输横断面点数据,提高后续工作采用数据的可靠性和工作效率.参考文献:[1】1胡伍生,沙月进.交通土建施工测量[M].北京:人民交通出版社,2002.[2】交通部第一公路勘测设计院.JTGC10—2007公路勘测规范[s】.北京:人民交通出版社,2007.【3】周俭清.全站仪对边测量原理及精度分析【J】.北京测绘,2005(3):50-52.[4]刘庆金.无中桩线路横断面测绘法[J】.测绘通报,2007(11):40--42.[5】高勤.无需线路中桩测绘横断面图叨.江苏测绘,2001,24(3):41—42.[6]李雪刚,赵建三.全站仪免棱镜测绘线路横断面【J].测绘工程,2007,16(1):70—72.[7】张军智,张凤银.高等级公路测量的坐标控制体系[J】.中南公路工程,2000,25(2):8-9.RoadCross.SectionMeasurementMethodwithRDMFunctionGUOHeI,SHANGYun?dong~ (1.BridgeTechnologyCo.,Ltd,MinistryofCommunications,Beijing100029,China;2.Road&BridgeEngineeringDepartment,HenanVocational&TechnicalCollegeofCommunications,Zhengzhou,Henan45伽105,China)Abstract:Forthedisadvantageofbiglabourintensity,lowworkefficiencyandlowmeasurementaccuracyofcross—sectionmeasurementmethodfortraditionalroad,thepaperdiscussedthenewmethodwithSCMandRDMfunctionforreference.Keywords:engineering;measurement;cross?section;accuracy(上接第30页)参考文献:[1】交通部公路司.JTGB01--2003公路工程技术标准[s]北京:人民交通出版社,2004.TheConstructionTechniqueofBituminousPavementforExpresswayLongandLargeVerticalSlopeDINGNai?xin(TaiyuanRoad&BridgeConstructionCo.,Ltd,Taiyuan,Shanxi03伽Io6,China)Abstract:CombinedwiththecurrentsituationsintheconstructionofMountainousExpressway,thepaperdiscussedtheconstructiontechniqueofbituminouspavementforexpresswaylongandlargeverticalslope.Keywords:expressway;longandlargeverticalslope;construction;technique'