CN111455762B - 试验场沥青混凝土盆式曲面的施工方法 - Google Patents

Abstract

一种试验场沥青混凝土盆式曲面的施工方法，包括以下步骤：第一步，设计图纸的摊铺分幅处理；第二步，埋设基准控制桩(1)；第三步，安装基准导轨；第四步，检测数据准备；第五步，下承层准备；第六步，测量放样；第七步，沥青混合料拌合；第八步，沥青混合料运输；第九步，沥青混凝土摊铺；第十步，松铺高程检测；第十一步，松铺厚度检测；第十二步，碾压成型；第十三步，成品保护；第十四步，压实度检测；第十五步，平整度检测。本发明针对汽车试验场盆式曲面建设，以严密的测量控制系统对盆式曲面进行全面监测，保证曲面的施工质量。

Description

试验场沥青混凝土盆式曲面的施工方法

技术领域

本发明涉及试验场高速环道建设的技术领域，具体地，涉及一种试验场沥青混凝土盆式曲面的施工方法。

背景技术

随着我国汽车、轮胎等行业的蓬勃发展，汽车试验场的建设亦是紧随其后。汽车试验场高速环道主要检测汽车在持续高速行驶下的一般耐久性、传动性、舒适性等；盆式曲面为高速环道的最重要组成部分，该段的施工工艺复杂，高程、平整度等要求苛刻。

目前沥青混凝土盆式曲面施工过程中，多采用日式单板摊铺机进行施工，这种摊铺施工方法存在盆式曲面纵向接缝，线形不美观，接缝处平整度、高程等指标难以达到控制要求，并且施工效率低、成本较高、质量合格率低。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种试验场沥青混凝土盆式曲面的施工方法。本发明针对汽车试验场盆式曲面建设，以严密的测量控制系统对盆式曲面进行全面监测，保证曲面的施工质量。

为实现上述目的，本发明提供了一种试验场沥青混凝土盆式曲面的施工方法，包括以下步骤：

第一步，设计图纸的摊铺分幅处理；应用三维建模技术，将曲面立体图简化到二维图中，便于施工；

第二步，埋设基准控制桩；将基准控制桩根据不同位置的地质条件埋置一定深度；所述基准控制桩由不锈钢套筒、铜质规心圆盘、不锈钢螺栓式隐蔽沉降观测点所组成，将基准控制桩埋置1-3m的深度并用C30混凝土浇筑，外露高度1-1.5m，基准控制桩的直径为90-110mm，每40-60m安装一个基准控制桩1，相邻两桩之间要求通视、无隔挡；

第三步，安装基准导轨；基准导轨分为上部基准导轨和下部基准导轨；上部基准导轨安装于曲面上端维修车道的外侧,下部基准导轨安装于曲面下端测试车道外侧；通过精准测量放样，所述上、下基准导轨的位置均需设置在沥青路面边向外50-70cm处，导轨顶高距水稳面层达30-50cm；上部基准轨由角钢、Φ25钢钎和和螺栓组成，每2米埋设一根钢钎，将角钢轨道按一定高程位置用螺栓固定在打入地面的钢钎上，每根钢钎埋设在偶数桩号位置，并在钢钎对应位置的钢轨上记录对应的偶数桩号；下部基准轨由工字钢、槽钢，垫片和螺栓组成，每2米竖向埋设一根工字钢，将垫片平放在工字钢上边缘，用螺栓将垫片与工字钢固定，再用螺栓将工字钢导轨固定于垫片之上，工字钢埋设位置在偶数桩号上，并在工字钢对应位置的钢轨上记录相应的偶数桩号；

第四步，检测数据准备；利用设计松铺高程与实际松铺高程比较复核，检测出摊铺过程中是否存在质量问题；根据设计图纸各结构层的设计厚度乘以松铺系数得到曲面松铺厚度，根据在摊铺前的采集曲面高程数据加上松铺厚度得到沥青混合料松铺高程；利用设计松铺高程与实际松铺高程比较复核，检测出摊铺过程中是否存在质量问题；

第五步，下承层准备；在曲面沥青摊铺施工前，先对沥青摊铺的下承层进行凿毛处理，并将凿毛后的路面清扫干净；凿毛区域一般为测试车道曲率较大、易存在滑料的区域，凿毛深度为0.3-1cm；

第六步，测量放样；对维修车道+安全带、第一车道+硬路肩进行宽度、桩号放样；使用GPS进行放样，曲线段放样间距为4-6m一个点；

第七步，沥青混合料拌合；在沥青混合料拌和前试验室需书面提供生产配合比，检查沥青与集料的质量是否满足规范要求，检查拌和站各生产设备是否正常运转；

第八步，沥青混合料运输；装料时多次挪动运料车的位置，平衡装料，装车之后检测沥青混合料出厂温度；运料车每次使用前后须清扫干净，温度合格的沥青混合料用苫布覆盖沥青混合料保温；

第九步，沥青混凝土摊铺；在摊铺沥青混合料前，堤顶路+第一车道使用智能同步洒布车进行铺设透层、封层及粘层，透层、封层及粘层洒布时要均匀，且保证洒布厚度；在摊铺上料之前，检查沥青混合料到场温度，温度合格的沥青混合料倒入转运车，使用转运车进行上料，完成松铺后对个别局部边缘区域适当采取人工修补，修补后使用平板夯进行夯实；沥青混合料由桥式曲面摊铺机的传送带由下往上运输，向前移动的桥式曲面摊铺机熨平板在夯锤的作用下，对沥青混合料进行加压，完成松铺；

第十步，松铺高程检测；曲面沥青混合料松铺完成之后，对曲面松铺高程进行检测，并调节松铺高程；使用全站仪进行检测，8-12米测一个断面，将测得曲面高程数据及时反映到曲面摊铺机的中央控制室，通过调整曲面摊铺机液压缸的上升高度来调节松铺高程；

第十一步，松铺厚度检测；摊铺施工中对曲面曲率较大车道的松铺厚度进行检测；

第十二步，碾压成型；完成曲面碾压作业，通过多次碾压达到平整度、压实度的指标控制；

第十三步，成品保护；在沥青混合料未冷却成型之前，禁止人员、车辆在摊铺施工区域随意行走；

第十四步，压实度检测；对冷却成型后的沥青路面进行取芯，将取得的芯样送至试验室进行压实度检测试验；曲面压实度检测使用取芯机对冷却成型后的沥青路面进行取芯；

第十五步，平整度检测；对曲面沥青混凝土的面层平整度进行检测；通过模拟3米曲线规，比较在同一条线上的3个高程点的高差，是否在2mm范围内；计算方法：Δ＝(Z12-H12)-((Z11-H11)+(Z13-H13))/2，如果Δ的绝对值小于等于2mm，表示平整度偏差在允许范围内；模拟3米曲线规是指每25米作为一个检测面，在这个检测面上检测3组，每组以1.5米作为间距测得在同一条线上左中右3个高程点，连成线；其中Z11、Z12和Z13代表3组中的任意一组的在同一条线上左中右的3个高程点值，H11、H12和H13代表3组中的任意另一组的在同一条线上左中右的3个高程点值，Δ表示计算公式的结果差值。

优选的，在所述第十一步中，检测厚度数据与高程数据同时反映到桥式曲面摊铺机的中央控制室；在所述第十二步中，由胶轮压路机和曲面专用的鼓式压路机组成的拉拽系统共同完成曲面碾压作业。

本发明是根据多年的实际应用实践和经验所得，采用最佳的技术手段和措施来进行组合优化，获得了最优的技术效果，并非是技术特征的简单叠加和拼凑，因此本发明具有显著的意义。

本发明的有益效果为：

1.本发明采用数字化三维建模技术对施工版图进行划分，精准化测量控制系统对摊铺过程进行实时监测，对标准化施工过程进行质量控制，形成了一套完整的曲面施工工艺，实现了曲面测试车道的无缝摊铺和美观的线形质量；提高了曲面的平整度、高程等各项质量检验的整体合格率；加快了施工进度、缩短工期、降低了施工成本。

2.本发明引入桥式曲面摊铺机，实现了曲面无缝摊铺，保证了良好的外观质量；建立测量控制系统，实时监测曲面高程，加强了过程质量控制；应用曲面三维建模技术对曲面设计图纸进行简化分解，解决了盆式曲面沥青摊铺施工难、过程控制复杂等问题；控制沥青混合料温度和配合比，有效提升了盆式曲面各项控制指标的合格率；通过合理的配合比设计和机械、材料配套、摊铺过程严格控制，行成了一套标准化的施工工艺，大大的提高了施工进度、缩短了工期、节约了施工成本。

3.本发明的技术质量控制措施具有极强的规范性、技术性和创新性，控制措施条理清晰，重点把握明确，可有效提高施工质量。

附图简要说明

图1是根据本发明的试验场沥青混凝土盆式曲面的施工方法的曲面测试车道的摊铺大样图；

图2是根据本发明的试验场沥青混凝土盆式曲面的施工方法的基准控制桩的示意图；

图3是根据本发明的试验场沥青混凝土盆式曲面的施工方法的沥青混合料装车示意图；

图4是根据本发明的试验场沥青混凝土盆式曲面的施工方法的沥青混合料碾压分幅示意图；

图5是根据本发明的试验场沥青混凝土盆式曲面的施工方法的平整度检测的示意图。

其中，1.基准控制桩、2.不锈钢套筒、3.铜质规心圆盘、4.不锈钢螺栓式隐蔽沉降观测点、5.C30混凝土、6.维修车道、7.安全带、8.第一车道、9.超宽摊铺区、10.曲面测试车道、11.摊铺搭接顺序、12.分区碾压分界线、A.B.C.不同的装料设备。

具体实施方式

下面将结合本申请的附图和具体实施方式，对本申请的技术方案进行详细的说明，但如下实施例仅是用以理解本发明，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，本申请可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

中亚轮胎试验场项目高速跑道路面结构工程的高速环道平面线型是由缓和曲线段、圆曲线段、直线段组成，全长5301.828m，其中曲线段为盆式曲面，长度为1155.414m；缓和曲线采用麦克康奈尔曲线，长度为280m；圆曲线半径为275m，侧摆加速度变化率J值为6°/S3；高速环道共有由4条测试跑道，其中2/3/4车道为曲面测试车道10，另外还由维修车道6、停车区、安全带7、硬路肩、路缘石组成，参见图1。

1、基准控制桩1埋设

参见图2，盆式曲面的基准控制桩1主要由铜质规心圆盘3、不锈钢螺栓式隐蔽沉降观测点4、不锈钢套筒2、C30混凝土5基底组成，将基准控制桩1埋置2m深度并用C30混凝土5浇筑，外露高度1.2m，直径100mm，每50m安装一个基准控制桩1，相邻两桩之间要求通视、无隔挡。

2、基准导轨安装

基准导轨分为上部基准导轨和下部基准导轨，基准导轨上各点高程在每次摊铺之前都须复核。

(1)上部基准轨由角钢、Φ25钢钎和和螺栓组成，每2米埋设一根钢钎，将角钢轨道按一定高程位置用螺栓固定在打入地面的钢钎上，上部基准轨安装于维修车道外侧边缘60cm处，距水稳基层高约40cm。通过GPS测量放样，每根钢钎埋设在偶数桩号位置，并在钢钎对应位置的钢轨上记录对应的偶数桩号；

(2)下部基准轨由工字钢、槽钢，垫片和螺栓组成，每2米竖向埋设一根工字钢，将垫片平放在工字钢上边缘，用螺栓将垫片与工字钢固定，再用螺栓将工字钢导轨固定于垫片之上，下部基准轨安置于测试第一车道8的缘石外侧边缘60cm处，距水稳基层高约40cm。通过GPS测量放样，工字钢埋设位置在偶数桩号上，并在工字钢对应位置的钢轨上记录相应的偶数桩号。

3、测量数据准备

根据设计图纸沥青路面各结构层的设计厚度乘以各层松铺系数得到曲面松铺厚度，根据在摊铺前的采集曲面高程数据加上松铺厚度得到沥青混合料松铺高程，利用设计松铺高程与实际松铺高程比较复核，检测出摊铺过程中是否存在质量问题。

4、下承层的准备

在盆式曲面沥青摊铺施工前，先进行沥青曲面摊铺对的下承层进行凿毛，凿毛范围为安全带+3/4车道，凿毛深度为0.5cm，然后进行沥青下承层清扫工作，清扫时使用空压机进行吹扫，做到基层表面无杂土、浮料、废弃物，验收合格后方可进行沥青摊铺施工。在摊铺沥青混合料前，堤顶路+第一车道8使用智能同步洒布车进行铺设透层、封层及粘层。透层、封层及粘层洒布时要均匀，且保证洒布厚度。

5、测量放样

使用GPS测量系统对维修车道6+安全带7、第一车道8+硬路肩进行宽度放样，曲线段放样间距5m一个点，并用白灰画出曲面2/3/4车道与第一车道8的摊铺分界线。

6、混合料拌合

在混合料拌和前试验室须书面提供生产配合比。拌和站拌料前检查好各个部件运转情况是否正常，沥青加热温度是否合适，冷料斗里是否已上好料，机械操作手和工人是否已就位。沥青混合料拌和时间以混合料拌和均匀及所有矿料颗粒全部裹覆沥青胶结料为度，拌制的混合料应均匀一致，无花白料，无结团或严重的粗细料分离现象，不符合要求不得使用。间歇式拌和机每盘的普通沥青混合料生产周期不宜少于45s。

7、混合料运输

参见图3运料车每次使用前后必须清扫干净，才能再次装料；装料时，应多次挪动运料车位置，平衡装料，以减少混合料离析；装车之后立即派专人检测沥青混合料出厂温度，温度合格的沥青混合料用苫布覆盖沥青混合料保温，温度不满足施工要求的沥青混合料运输至指定地点集中存放；运输前须用苫布覆盖保温，进入施工现场后，按指定路线行驶，在摊铺地点设专人对混合料质量进行检测，混合料不符合施工要求时不得接收。

8、沥青混凝土摊铺

在沥青混合料上料之前，设专人对到场沥青混合料进行温度检测，合格的混合料倒入转运车中，使用转运车进行上料，并存放在桥式曲面摊铺机的料斗中，由桥式曲面摊铺机的传送带将沥青混合料由下往上运输，由摊铺机的夯锤通过击打压实熨平板，达到压实混合料的效果；摊铺机前进过程中不能停歇，沥青混合料供给应持续，不可出现断料。

个别局部边缘区域适当采取人工修补，对于维修车道6、安全带7和曲面相交的位置20cm范围内使用人工辅助处理，摊铺后使用平板夯进行夯实。

摊铺起点以直缓点后30m为起步点，摊铺终点为缓直点前30m的位置，桥式曲面摊铺机的前进速度约为0.4m-0.5m/min。

9、松铺高程检测

曲面沥青混合料松铺之后，使用高尔夫杆架设棱镜，由棱镜配合电子全站仪检测曲面摊铺后的高程，10米测量一个断面，一个断面测量19个点位，测得曲面高程数据同设计高程数据对比，对于高程误差超过3mm的高程点，通过桥式摊铺机的中央控制室及时调整相应位置的液压缸高度，以此来调整曲面松铺高程。

10、松铺厚度检测

摊铺施工中，对刚摊铺的曲面用改锥插入沥青混合料中，用20cm钢尺量取插入深度并记录在表格中，其间主要对曲面3/4车道及安全带的松铺厚度进行检测，2m检测一个断面，一个断面检测5个点位，检测数据及时反映到桥式摊铺机的中央控制室以便做出调整。

11、碾压成型

参见图4，胶轮压路机和大曲率鼓式压路机组成的拉拽系统完成曲面3/4车道的碾压作业，小曲率压路机完成2车道的碾压作业；16吨重的胶轮压路机在维修车道上用钢丝绳拉住8吨重的鼓式压路机进行曲面碾压，两压路机要求行驶速度都大致相同，禁止在新铺混合料上急刹、停留、转弯

碾压时，初压采用静压封面的形式，初压2遍，复压采用鼓式压路机进行振动碾压，碾压遍数为4-6遍，终压采用静压的方式，碾压至表面无车辙印为止。

曲面碾压时钢轮曲率大的压路机位于倾角大的位置，钢轮曲率小的压路机位于倾角小的位置。

12、成品保护

在沥青混合料冷却成型之前，禁止无关人员、车辆在沥青路面上随意行走。

13、压实度检测

曲面压实度检测采用水钻取芯机对冷却成型后的沥青路面进行取芯，并将取得的芯样送至试验室压实度检测试验。

14、平整度检测

参见图5，曲面沥青混凝土面层平整度检测，每25米作为一个检测面，在这个检测面上检测3组，每组以1.5米作为间距测得在同一条线上左中右3个高程点，连成线，模拟3米曲线规。比较这3个高程点的高差，是否在2mm范围内。

计算方法：

Δ＝(Z12-H12)-((Z11-H11)+(Z13-H13))/2

如果Δ的绝对值小于等于2mm，表示平整度偏差在允许范围内。

由上述实施例可知，本发明采用数字化三维建模技术对施工版图进行划分，精准化测量控制系统对摊铺过程进行实时监测，对标准化施工过程进行质量控制，形成了一套完整的曲面施工工艺，实现了曲面测试车道的无缝摊铺和美观的线形质量；提高了曲面的平整度、高程等各项质量检验的整体合格率；加快了施工进度、缩短工期、降低了施工成本。

本发明引入桥式曲面摊铺机，实现了曲面无缝摊铺，保证了良好的外观质量；建立测量控制系统，实时监测曲面高程，加强了过程质量控制；应用曲面三维建模技术对曲面设计图纸进行简化分解，解决了盆式曲面沥青摊铺施工难、过程控制复杂等问题；控制沥青混合料温度和配合比，有效提升了盆式曲面各项控制指标的合格率；通过合理的配合比设计和机械、材料配套、摊铺过程严格控制，行成了一套标准化的施工工艺，大大的提高了施工进度、缩短了工期、节约了施工成本。

本发明的技术质量控制措施具有极强的规范性、技术性和创新性，控制措施条理清晰，重点把握明确，可有效提高施工质量。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (2)

1.一种试验场沥青混凝土盆式曲面的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，设计图纸的摊铺分幅处理；应用三维建模技术，将曲面立体图简化到二维图中，便于施工；

第二步，埋设基准控制桩(1)；将基准控制桩根据不同位置的地质条件埋置一定深度；所述基准控制桩(1)由不锈钢套筒(2)、铜质规心圆盘(3)、不锈钢螺栓式隐蔽沉降观测点(4)所组成，将基准控制桩(1)埋置1-3m的深度并用C30混凝土(5)浇筑，外露高度1-1.5m，基准控制桩(1)的直径为90-110mm，每40-60m安装一个基准控制桩1，相邻两桩之间要求通视、无隔挡；

第三步，安装基准导轨；基准导轨分为上部基准导轨和下部基准导轨；上部基准导轨安装于曲面上端维修车道的外侧,下部基准导轨安装于曲面下端测试车道外侧；通过精准测量放样，所述上、下基准导轨的位置均需设置在沥青路面边向外50-70cm处，导轨顶高距水稳面层达30-50cm；上部基准轨由角钢、Φ25钢钎和和螺栓组成，每2米埋设一根钢钎，将角钢轨道按一定高程位置用螺栓固定在打入地面的钢钎上，每根钢钎埋设在偶数桩号位置，并在钢钎对应位置的钢轨上记录对应的偶数桩号；下部基准轨由工字钢、槽钢，垫片和螺栓组成，每2米竖向埋设一根工字钢，将垫片平放在工字钢上边缘，用螺栓将垫片与工字钢固定，再用螺栓将工字钢导轨固定于垫片之上，工字钢埋设位置在偶数桩号上，并在工字钢对应位置的钢轨上记录相应的偶数桩号；

第四步，检测数据准备；利用设计松铺高程与实际松铺高程比较复核，检测出摊铺过程中是否存在质量问题；根据设计图纸各结构层的设计厚度乘以松铺系数得到曲面松铺厚度，根据在摊铺前的采集曲面高程数据加上松铺厚度得到沥青混合料松铺高程；利用设计松铺高程与实际松铺高程比较复核，检测出摊铺过程中是否存在质量问题；

第五步，下承层准备；在曲面沥青摊铺施工前，先对沥青摊铺的下承层进行凿毛处理，并将凿毛后的路面清扫干净；凿毛区域一般为测试车道曲率较大、易存在滑料的区域，凿毛深度为0.3-1cm；

第六步，测量放样；对维修车道(6)+安全带(7)、第一车道(8)+硬路肩进行宽度、桩号放样；使用GPS进行放样，曲线段放样间距为4-6m一个点；

第七步，沥青混合料拌合；在沥青混合料拌和前试验室需书面提供生产配合比，检查沥青与集料的质量是否满足规范要求，检查拌和站各生产设备是否正常运转；

第八步，沥青混合料运输；装料时多次挪动运料车的位置，平衡装料，装车之后检测沥青混合料出厂温度；运料车每次使用前后须清扫干净，温度合格的沥青混合料用苫布覆盖沥青混合料保温；

第九步，沥青混凝土摊铺；在摊铺沥青混合料前，堤顶路+第一车道(8)使用智能同步洒布车进行铺设透层、封层及粘层，透层、封层及粘层洒布时要均匀，且保证洒布厚度；在摊铺上料之前，检查沥青混合料到场温度，温度合格的沥青混合料倒入转运车，使用转运车进行上料，完成松铺后对个别局部边缘区域适当采取人工修补，修补后使用平板夯进行夯实；沥青混合料由桥式曲面摊铺机的传送带由下往上运输，向前移动的桥式曲面摊铺机熨平板在夯锤的作用下，对沥青混合料进行加压，完成松铺；

第十步，松铺高程检测；曲面沥青混合料松铺完成之后，对曲面松铺高程进行检测，并调节松铺高程；使用全站仪进行检测，8-12米测一个断面，将测得曲面高程数据及时反映到曲面摊铺机的中央控制室，通过调整曲面摊铺机液压缸的上升高度来调节松铺高程；

第十一步，松铺厚度检测；摊铺施工中对曲面曲率较大车道的松铺厚度进行检测；

第十二步，碾压成型；完成曲面碾压作业，通过多次碾压达到平整度、压实度的指标控制；

第十三步，成品保护；在沥青混合料未冷却成型之前，禁止人员、车辆在摊铺施工区域随意行走；

第十四步，压实度检测；对冷却成型后的沥青路面进行取芯，将取得的芯样送至试验室进行压实度检测试验；曲面压实度检测使用取芯机对冷却成型后的沥青路面进行取芯；

第十五步，平整度检测；对曲面沥青混凝土的面层平整度进行检测；通过模拟3米曲线规，比较在同一条线上的3个高程点的高差，是否在2mm范围内；计算方法：Δ＝(Z12-H12)-((Z11-H11)+(Z13-H13))/2，如果Δ的绝对值小于等于2mm，表示平整度偏差在允许范围内；模拟3米曲线规是指每25米作为一个检测面，在这个检测面上检测3组，每组以1.5米作为间距测得在同一条线上左中右3个高程点，连成线；其中Z11、Z12和Z13代表3组中的任意一组的在同一条线上左中右的3个高程点值，H11、H12和H13代表3组中的任意另一组的在同一条线上左中右的3个高程点值，Δ表示计算公式的结果差值。

2.根据权利要求1所述的试验场沥青混凝土盆式曲面的施工方法，其特征在于，在所述第十一步中，检测厚度数据与高程数据同时反映到桥式曲面摊铺机的中央控制室；在所述第十二步中，由胶轮压路机和曲面专用的鼓式压路机组成的拉拽系统共同完成曲面碾压作业。

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