对于水稳上基层摊铺质量控制与研究
关于水稳上下层摊铺质量的控制与研究
中铁五局达龙国际分公司
苏武 摘要：本文针对路面下层施工中普遍存在高程、平整度控制难度大，摊铺机摊铺时不敷稳定等缺点，进行深入的研究与探讨，提出一种可借鉴的解决步伐。
要害词：松铺系数
预拱度
自动控制仪 一、 前言：
高速公路路面水稳下层一般采取摊铺机摊铺施工，凭据路面宽窄的差别，有整机全幅摊铺和双机并机摊铺两种形式，按摊铺机种类常见的有:ABG 系列、VOGEL 系列、布鲁诺克斯以及国产 LT1200 等等。路面下层施工中均存在高程控制难度大、责任心要求高等缺点，因此在实际施工中随企业员工的素质差别而存在或多或少的一些问题，这些问题主要体现在以下几个方面：
名称 传统的解决步伐 缺点 松铺系数 将所有测点松铺系数平均所得 1．忽视了质料不均匀性对松铺系数的影响 2．忽视了沿横断面偏向松铺系数的变革 3．忽视了两边压路机挤压作用 摊铺机熨行板拱度 采取增加拉杆和增加预拱度的要领 1．忽视了熨行板拼装的重要性 2．预拱度没有考虑到沿横断面偏向的变革，只考虑到最大预拱度 3．忽视熨行板拱度的正确调试 4．拉杆的调解只能形成 M 和 W 形，不能调成“一”字形 摊铺控制 采取人工挂线或水准仪跟踪丈量查抄标高和摊铺机稳定性 1．人工挂线误差较大，5mm 误差不宜觉察，仍至10mm 以内也不能发明，水准丈量受熟练水平和盘算的影响，不能实时反馈结果。
2．挂线和水准仪查抄一般每5米或10米一个断面，在 5 米或 10 米断面之间出现不稳定，往往不易发明，纵然发明为时已晚。
3．由于检测频率高，要求员工素质好，责任心强。
上面列举了影响路面水稳下层标高控制的主要影响因素，解决上面存在的问题，就能解决路面标面控制问题，就能优质高效的完成路面工程。解决标高控制问题，除了抓好质量切合范例要求外，对付企业来说还能很好的创造经济效益，对付水稳下层能节约质料，对付沥青面层能防备浪费，为向 5mm 要效益创造条件，其意义可想而知。
二．松铺系数的探讨 从理论上讲，如果摊铺出的上下层绝对的“平”，即横坡切合虚铺设计，碾压成形后实际上并不是绝对的平，这主要是松铺系数差别所决定的。为什么会出现松铺系数的差别呢？松铺系数的变革规律怎样的？弄清这两个问题，就能很好的解决摊铺质量问题。
1.松铺系数与摊铺后的初始密度和质料级配有关 松铺系数反应下层殽杂料摊铺后的初始密实度，以及质料级配的均匀性。对付质料级配均匀的殽杂料，初始密度大，可压缩性越小，反之则越大。对付初始密度一致的殽杂料，质料级配越好，则越易压缩，松铺系数越大，反之越小。
质料级配的均匀性主要由质料是否规格、水稳厂拌拌和质量所决定。规格的质料，但是由于厂拌料混装、计量禁绝确、含水量过大等拌和质量较差的原因，也会造成质料级配的不均匀性，影响松铺系数。沿横坡偏向，由于螺旋送料的作用，造成一定的挤压，使密实度沿横坡存在不均匀性，影响松铺系数。
质料级配对最大干密度的影响为±0.2，假设相同重量差别级配的碎石，则体积变革影响
为：19cm(厚)×1m2 ×2.3(干密度)/2.28（干密度）=19.17cm，相差 19.17-19=0.17cm=1.7mm实际施工中由经验可知,质料级配对松铺系数的影响不是很大，压实后一般收支 2∽4mm。
2.下承层不平对松铺系数的影响 下承层不平影响较大，见下表：
下承层高程误差（mm）：
±5 ±10 ±15 ±20 ±25 ±30 ±35 ±40 假设松铺系数为 1.2,压实后误差（mm）：
±1 ±2 ±3 ±4 ±5 ±6 ±7 ±8
摊铺后沿横断面松铺系数变革如下：
平均松铺系数：
1.343
1.329
1.312
1.326
1.394 19cm 厚压实差：-0.0424
0.15726
0.40549
0.2006
-0.736
松 铺 系 数1 . 2 61 . 2 81 . 31 . 3 21 . 3 41 . 3 61 . 3 81 . 41 . 4 2 与设计高差-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.6 三．熨行板预拱度的调试
造成摊铺机熨行板不平的主要有：重力作用向下的挠度 f1,拉杆 1 向上的挠度 f2，拉杆 2 向上的挠度 f3,以及熨行板在拼装时由于螺丝没拧紧引起的向下挠度 f4。
由于熨行板在摊铺时，重力 G 和殽杂料对其的上浮力 N 相等，因此重力挠度 f1=0。其受力情况如图：
摩擦力 f 混合料上浮力 N 摊铺机牵引力 F 重力 G
由上可知，熨行板的横向挠度 f=f4-f2-f3,要想使熨行板“绝对”的平，有两种要领，一种是使 f4=0，即在拼装时熨行板放在一个近似平的地面上进行拼装，并包管螺丝拧紧，从而使 f4 近似为 0；另一种是使 f4=f2+f3,即采取拉杆调平，由于受力情况和 f4 挠度漫衍的无规律性，因此无法绝对的调平，举例如下：
拼装地面高差
地面距离 左 4.75 左 4 米 左 3 米 左 2 米 左 1 米 中 0 米 右1米 右2米 右3米 右 4 米 右 4.75 地面高度 -10 -8.5 -6 -4 -2 0 -2 -4 -6 -8.5 -10
摊铺机熨行板拱度盘算阐发 右幅 重力荷载 q 拉杆 F1 拉杆 F2 螺丝Ф1 螺丝Ф2 螺丝Ф3 螺丝Ф4 螺丝Ф5
初始数量 0 17 7 -2 0 -0.5 -0.5 40.5
单位 t/m kn kn
左幅 重力荷载 q 拉杆 F1 拉杆 F2 螺丝Ф1 螺丝Ф2 螺丝Ф3 螺丝Ф4 螺丝Ф5
初始数量 0 17 7 -2 0 -0.5 -0.5 40.5
单位 t/m kn kn
地面距离 左 4.75 左 4 米 左 3 米 左 2 米 左 1 米 中 0 米 右1米 右2米 右3米 右 4 米 右4.75米 重力挠度 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 拉杆 1 挠度 3.06 2.448 1.632 0.847 0.238 0 0.238 0.85 1.63 2.45 3.06 拉杆 2 挠度 2.037 1.592 1.008 0.497 0.1365 0 0.137 0.5 1.01 1.59 2.037 螺丝挠度 -0.625 -8.5 -6 -4 -2 0 -2 -4 -6 -8.5 -0.625 合计 4.472 -4.46 -3.36 -2.656 -1.6255 0 -1.625 -2.65 -3.36 -4.46 4.472 预 拱 度- 6- 4- 202461 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1悬空状态下挠度 f=f1-f2-f3+f4,其中所用到的公式有：
f1=qx2 (x 2 +6L 2 -4Lx)/24EI
f2=f1x2 (9-x)/6EI
0≤x≤3 或=9F1（3x-3）/6EI
3≤x≤4.75
f3=f2x2 (12-x)/6EI
0≤X≤4 或=16f2（3X-4）/6EI
4≤X≤4.75 如果在山东泰曲高速公路 K49+625 右幅上下层上拼装，上下层与设计高差为：
右 1.5m 右 4.5m 右 7.5m 右 10.5m 右 13.25m +20mm +5mm +14mm +16mm +21mm 悬空时挠度如图：
拼装地面高差
地面距离
左 4.75m
左 4m
左 3m
左 2m
左 1m
中 0m
右 1m
右 2m
右 3m
右 4m
右 4.75m
地面高差
-6
-7.3
-8
-9
-4.5
0
-1.1
-2
-3.5
-5.2
-7
预拱度 摊铺机摊铺时拉杆最佳调平情况如图：
预拱度-10-8-6-4-202468101 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 熨行板
左 4.75
左 4m
左 3m
左 2m
左 1m
中 0m
右 1m
右 2m
右 3m
右 4m
右 4.75
重力挠度
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
拉杆 1 挠度
5.4
4.32
2.88
1.494
0.42
0
0.14
0.498
0.96
1.44
1.8
拉杆 2 挠度
3.492
2.729
1.728
0.852
0.234
0
0.098
0.355
0.72
1.137
1.455
螺丝挠度
-0.38
-7.3
-13.5
-9
-4.5
0
-1.1
-2.2
-3.2
-5.2
-0.44
合计挠度
8.517
-0.25
-8.89
-6.65
-3.85
0
-0.86
-1.35
-1.52
-2.62
2.818
很显然单纯的拉杆调解不切合要求，第一种 F4=0 的要领才是最佳方案。
四．摊铺控制 传统的人工挂线摊铺控制存在误差大，摊铺不稳定且不易觉察，觉察时往往为时已晚，由于检测频率高，因此要求员工素质好、责任心强。采取传统的摊铺控制往往摊不出高质量高水平的下层，为了提高质量水平，搞好摊铺质量，必须进行工艺改造，创建摊铺自动反馈系统，其逻辑图如下：
检查 传感器 传感器 摊铺 判断 摊薄 摊厚
本文设计了一种摊铺自动控制仪，见“附图：自动控制仪”,其事情原理如下：
当摊铺机摊厚Δh(或摊薄Δh)，由相对运动，铝合金管 1 的端点 1 产生一向下的Δh1，
Δh1=Δh，铝合金 1 绕钢轴 2 的 o2 点旋转，则端点 2 产生一个向上Δh2，Δh2=1.0115/2.998×Δh=0.3374×Δh。又由铝合金 2 与铝合金 1 铰接，并绕钢轴 1 的 O2 点旋转，则产生一个向下的Δh3，Δh3=569.52/192.15×Δh2≈Δh。见附图，铝合金管 3 打仗钢丝绳上（用于高程控制的挂线钢丝绳），铝合金 2 和 3 之间用钢丝绳连接，摊铺机传感器放于此钢丝绳上，因此产生一个摊薄Δh 的信号，从而到达自动控制的目的。
五．总结 为了包管能摊铺出高质量高水平的上下层，必须做到以下几点：
（一）熨行板调解 1. 熨行板拼装时，其园地应用六米直尺查抄，间隙控制在 2mm 以内。尽量使熨行板沿路基线路纵向摆放，这个偏向较横向平整，拼装时采取查抄没变形的两块 6 米槽钢作为垫块。拼装熨行板时，螺丝应严格按规定拧紧，确保熨行板拼装平整。
2. 采取拉杆调解前，应先悬空每米查抄熨行板自然下坠拱度，然后利用挠度公式
y=Fx2 (3a-x)/6EI
0≤x≤a 或=≤Fa 2 (3x-a)/EI
a≤x≤L
其中 E=1.86×1011 pa
I=5.043×10 -4 m 4
,使其挠度叠加得合挠度，然后利用 excel 电子表格的图形成果，很形象的显示其挠度情况。当改变拉杆力 F，使其得到最佳调解，查出拉杆改变的挠度 y,现场按值调解拉杆是非。
（二）松铺系数）
1．淘汰下承层的高误程差，控制在 1.0cm 以内 2．现场沿横断面每两米检测松铺系数，弄清规律，并定期检测，防备松铺系数改变。
3．当松铺系数沿横断面有明显规律时，可采取调解熨行板预拱度的步伐，抵消这种影响。
（三）设置自动控制仪的标准状态，使其能正常事情，由于没考虑到种种异外情况，在实际施工中可能需要改造。
以上施工总结，仅供参考，不对之处，欢迎批评指正。
a L 拉杆力 F
28mm钢轴128mm钢轴21011.5 2988.5192.13钢丝28mm铝合金管328mm铝合金管228mm铝合金管1钢丝28mm铝合金管328mm铝合金管225 25100501502528mm钢轴2528mm钢轴228mm钢轴1自动控制仪平面图自动控制仪剖面图569.52附图：自动控制仪Δh1 1 Δ h2 2 Δ h3 3 o1 O2
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