平整度是評(píng)價(jià)高等級(jí)公路使用質(zhì)量的一個(gè)重要參數(shù),因此平整度控制也是路面施工控制中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。良好的平整度水平,來(lái)自于:①基底和各結(jié)構(gòu)層的穩(wěn)定性,無(wú)突變的、不均勻的沉降;②各結(jié)構(gòu)層本身連續(xù)、均衡的壓實(shí)度和平整度水平,較小的變異性;③施工工藝中,基準(zhǔn)面的設(shè)定,瀝青混凝土的拌和、攤鋪、碾壓,以及接縫處理等,各個(gè)環(huán)節(jié)的精細(xì)操作。其中,如何在路面施工過(guò)程中,為攤鋪機(jī)行走提供一個(gè)準(zhǔn)確的平整度參照系,是達(dá)到良好的平整度水平的先決條件之一。
1 規(guī)范要求及施工中規(guī)定
(1)根據(jù)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ032-94)規(guī)定,“用于鋪筑高速公路和一級(jí)公路的瀝青混凝土攤鋪機(jī)應(yīng)……:具有自動(dòng)或者半自動(dòng)方式調(diào)節(jié)攤鋪厚度及找平的裝置……”。“攤鋪機(jī)自動(dòng)找平時(shí),中、下面層宜采用一側(cè)鋼絲繩引導(dǎo)的高程控制方式。表面層宜采用攤鋪層前后保持相同高差的雪橇式攤鋪厚度控制方式……”。沈大和京津塘等高速公路也正是按此程序控制的。
(2)美國(guó)瀝青協(xié)會(huì)《路面鋪裝手冊(cè)》中提出,如果下面層已經(jīng)非常接近容許誤差,走雪撬也可以提供出光滑的面層。在滬寧高速公路的路面施工實(shí)踐中,通過(guò)詳盡的調(diào)查分析和比較后,認(rèn)為:在高等級(jí)公路施工中,及采用進(jìn)口攤鋪機(jī)械的情況下,攤最度較為容易控制;而高程誤差經(jīng)底基層、基層、下面層施工,已相對(duì)消除,對(duì)于中、上面層,平整度要求成為主要控制因素,高程要求相對(duì)次要;再之,一側(cè)鋼絲繩的引導(dǎo)對(duì)于靈敏度相對(duì)較高的進(jìn)口攤鋪機(jī)械來(lái)說(shuō),當(dāng)然是不夠的。
(3)因此建議各路面施工單位:一般情況下,對(duì)于全幅攤鋪的攤鋪機(jī),只在基層上層和下面層攤鋪時(shí)采用兩側(cè)鋼絲繩引導(dǎo)控制方式,而中、上面層均可采用懸浮式基準(zhǔn)梁的等厚度控制方式(即走雪撬)。這樣的施工控制方法,不僅來(lái)源于實(shí)踐,而且基于以下分析。
2 原理分析
(1)采用鋼絲繩引導(dǎo)的高程控制方式,按有關(guān)規(guī)定,應(yīng)采用直徑2~2.5mm的鋼絲繩,200m為一段,立桿間距10m,張緊力需800~1000N。假設(shè)鋼絲繩的張緊力無(wú)限大,測(cè)量設(shè)定的鐵立桿上標(biāo)高絕對(duì)準(zhǔn)確,則由路線兩側(cè)鋼絲繩提供的基準(zhǔn)面將是上一面層的絕對(duì)標(biāo)準(zhǔn)面。但是,實(shí)際施工過(guò)程中,鋼絲繩上所受的張緊力不可能無(wú)限大,而且因兩側(cè)路緣帶上底基層、基層已硬化成型,承受張緊力的拉力支撐桿難以設(shè)置,規(guī)定800~1000N的張緊力也不能保證;再加上路面攤鋪一天的工作量在1~2km甚至更多,其每天兩條鋼絲繩的測(cè)設(shè)任務(wù)相當(dāng)艱巨;另外攤鋪機(jī)行走過(guò)程中引發(fā)的鋼絲繩振動(dòng)難以消除,人為的觸、碰及破壞更是難以避免,甚至可能發(fā)生因攤鋪機(jī)方向走偏,熨平板刮擠拉線樁的情況,使以鋼絲繩引導(dǎo)的高程控制方式的準(zhǔn)確性大打折扣。
(2)采用以雪撬式控制攤鋪厚度的方式,是以下一面層為基準(zhǔn)面,在攤鋪機(jī)行走過(guò)程中,盡力減小其傳遞到上一面層的波動(dòng)及突變誤差,以達(dá)到上一面層良好的平整度的目的。其原理類似于杠桿,即將杠桿的支點(diǎn)安置于受外界因素影響較小的新攤鋪層上,而下一層次的許多不平整因素被梁體結(jié)構(gòu)分解、縮小若干倍,使傳感器得到一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定或波動(dòng)幅度較小的控制信號(hào)。與上一方法比較,在下一層次的平整度良好的前提下,走雪撬的方法顯然優(yōu)于鋼絲繩控制方法。
(3)國(guó)外產(chǎn)的攤鋪機(jī)均配有自動(dòng)找平梁這一配件,但是因其價(jià)格高(約人民幣35萬(wàn)元左右,如美國(guó)BLOWKNOX公司的浮動(dòng)找平裝置,售價(jià)34萬(wàn)元),且原理簡(jiǎn)單,所以滬寧高速公路路面施工單位大都采用自己加工生產(chǎn)的自動(dòng)找平梁。