徐高鵬 王曉東
摘要:高附著系數(shù)路、拱形路、瀝青擠壓變形路都是具有代表性的汽車試驗場特種路面。汽車試驗場特種路面要將汽車使用過程中的使用條件和道路條件呈現(xiàn)出來,通過濃縮和集中各種實際路面來形成典型化道路。因此汽車試驗場特種路的路面質量具有非常重要的意義,影響到了汽車的研發(fā)和性能改進?;诖?,本文主要對汽車試驗場特種路面質量控制進行分析探討。
關鍵詞:汽車試驗場;特種路面;質量控制
1、前言
汽車試驗場是重現(xiàn)汽車使用過程中遇到的各種道路條件和使用條件,進行汽車整車道路試驗的場所,其主要試驗設施之一就是集中修建的各種試驗道路。特種道路又是其中十分重要的一個組成部分,它是將實際存在的各種道路經(jīng)過集中、濃縮、不失真地強化形成的各種典型化道路。其路面的質量\\好壞直接影響到為汽車的各項性能改進和研發(fā)提供的各項試驗數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。
2、汽車試驗場特種路面質量控制
2.1瀝青擠壓變形路
瀝青擠壓變形路是模仿瀝青路面在經(jīng)過長期使用而產(chǎn)生的路面推移、擁包等外觀變形較大的路面結構形式。與普通路面幾百米出現(xiàn)一個類似擁包的質量缺陷相比,瀝青擠壓變形路一般幾十厘米即設置一個特征點。某試車場瀝青擠壓路斷面寬度只有3.8m,但由于左右兩幅設計的特征并不相同,因此只能分成兩次攤鋪,施工時必須要使用窄幅攤鋪機以及小型壓路機。但在現(xiàn)場試驗時,發(fā)現(xiàn)窄幅攤鋪機的反應時間較長,實際鋪設出的特征點距設計位置延后約30cm~40cm。因此,瀝青擠壓變形路的質量控制要點主要有兩個:①窄幅攤鋪機攤鋪延遲控制;②特征點放樣精度控制。解決攤鋪延遲問題主要有兩種方法:①人為將起點特征前移30cm~40cm;②直接按照錯位攤鋪。采用第1種方式時,需要大量現(xiàn)場試驗以精確求出不同攤鋪機的延遲時間;第2種方式的弊端為整條線路整體偏移設計,但由于每一條特種道路均為單體結構,對相鄰道路基本沒有影響,在征得建設方、設計方的同意后也可采用。
由于特征點距離短,放樣時必須根據(jù)以直代曲的原則,按正矢值小于驗收標準的要求計算出樁位間的距離。在某試車場施工時,道路長300m,但放樣樁位達到1920個。在攤鋪過程中,還必須進行跟蹤測量,隨時調整松鋪系數(shù)。攤鋪過程中來料應及時,保證一次性平穩(wěn)攤鋪,瀝青接頭盡可能的減少為0。整個路面采用3t的壓路機,輪直徑80cm,輪寬120cm,在換道時,應駛出路面外,以免破壞特征造型。碾壓4遍成型,壓實度達到90%。
2.2拱形路
拱形路的質量控制要點除了預制件的強度外,主要有兩點:①模板的設計及加工;②預制件拼裝精度。設計單位提供了一組控制點的相對標高數(shù)據(jù)及板塊尺寸,但由于國內設計單位對不平整路的設計標準不統(tǒng)一,對于控制點之間的線型僅指出要用圓順曲線連接,曲線要素并未給出,只能根據(jù)初步的設計圖紙及施工經(jīng)驗細化整個不平整路的拱形線形。
施工時,根據(jù)設計上給出的0.5m×1m的四邊形角點與基準面的高差,應用計算機程序預先設計出縱、橫斷面的連續(xù)拱形形狀。在已設計成形的連續(xù)拱形圖形上定出0.5m×0.5m的四邊形角點與基準面的高差,以此來加密控制連續(xù)拱形在現(xiàn)場施工中的成型。綜合考慮縱橫斷面的拱形形狀在具體某一點上的凹凸,根據(jù)最終成型形的面板設計圖考慮鏡像關系確定底模拱形不平整線形。
2.3高附著系數(shù)路面
汽車試驗場高附著系數(shù)路面設計長370m、寬7m,設計主要要求路面附著系數(shù)均勻保持0.9以上、誤差+2%。磨耗層厚度為35mm,誤差±1.5ram。施工前未見關于附著系數(shù)大于0.9以上路面施工的公開報道,施工時無可借鑒經(jīng)驗和數(shù)據(jù)。施工前對該路面的質量控制要點進行了認真分析,主要存在以下難點:
①磨耗層材料設計時未明確材料技術指標;
②附著系數(shù)與面層構造深度聯(lián)系緊密,施工時如何控制構造深度。
③磨耗層設計僅3.5cm,無法直接作為承重層直接受力,如何確保其與混凝土面層結合緊密。
2.3.1高附著系數(shù)路面配合比設計
采用正交試驗設計方法來確定影響路面附著系數(shù)高低的因素和水平,然后綜合考慮強度、耐磨性能等指標,優(yōu)選高附著路面混合料配合比的方案。高附著系數(shù)混合料配合比水泥采用P·042.5R硅酸鹽水泥,用水符合混凝土工程用水要求,骨料原則上選用高強、堅硬、耐磨的材料。初步選定棕剛玉砂、玄武巖、石英砂為骨料,選定骨料的最大粒徑不大于9.5ram,并根據(jù)需要進行適當4級配分別采購,以確定配比所需合適的顆粒級配,找到不同的材料和不同粒徑骨料的合理組合,形成混合料。
將選定的2#棕剛玉砂、1#石英砂、2#石英砂按1:3:1比例混合成細骨料,將3#棕剛玉砂和3#石英砂按1:1混合成中骨料,粗骨料采用4#玄武巖。各材料的合成級配見表1。配合比設計試驗采用正交試驗,試驗目標衡量指標為摩擦系數(shù)(擺值)、構造深度、附著系數(shù)。綜合考慮影響衡量指標的因素,以及灰比、細混合骨料用量、中混合骨料用量、玄武巖用量作為因素A、B、C、D進行4因素正交試驗,不考慮交互作用。
2.3.2磨耗層的施工
磨耗層混合料必須在普通混凝土初凝前攤鋪,避免結構分層影響其結合。磨耗層緊接著普通鋼筋混凝土層后1h~2h施工,必須保證在普通混凝土成型后和初凝之前攤鋪。兩層之間的澆筑時間間隔要嚴格控制,且兩層之間不留施工縫,以保證混凝土路面有很好的完整性。
磨耗層混合料攤鋪整平后,人工收光一次,待混合料接近初凝時,人工再收光一次。現(xiàn)場按試驗確定的比例配置好毛面劑溶液,待二次收光后采用噴霧器噴灑毛面劑溶液。噴灑時采用兩人沿兩側同時噴灑,均勻噴灑保證不留死角,噴灑完后整個混凝土面層的毛面劑溶液表觀應均勻一致。噴灑毛面劑時間應嚴格控制,噴灑過早毛面劑溶液嵌入較深,磋磨后表面構造深度過大,影響混凝土路面的耐久性。如初凝后噴灑毛面劑,毛面劑溶液對混凝土路面表面影響不夠,導致混凝土路面表層構造深度不夠。
高附著磨耗層噴灑毛面劑后,把握好磋磨時間。磋磨時采用電動磨光機均勻磋磨一遍,磋磨過程可去除表面水泥漿液及少數(shù)脫落的細小顆粒骨料。磋磨后即時用水沖洗路面,對磋磨中遺漏部分采用人工磋磨。磋磨后整個路面骨料外露均勻、凹凸面明顯。
3、結語
眾所周知,在汽車試驗場問世以前,幾乎所有的汽車道路試驗都是在實際公路上完成的。但是,在實際公路上進行汽車道路試驗存在著許多缺陷。首先,由于實際道路路況的變異性及不可重復性,必然導致試驗數(shù)據(jù)可靠性差,可比性不強,其試驗結果難以指導汽車新產(chǎn)品的開發(fā);其次,在實際道路上進行試驗,成本大,周期長,無法為企業(yè)的長遠發(fā)展形成必要的技術貯備。隨著汽車工業(yè)和公路交通的飛速發(fā)展,特別是隨著高速公路路網(wǎng)的逐步形成,實際道路上的交通流越來越大,汽車行駛車速越來越高,以至在實際公路上進行汽車道路試驗的傳統(tǒng)作法早已變得很不現(xiàn)實。
從以上幾種特種路面來看,每一種特種路面的質量控制要點均有所不同,瀝青擠壓變形路側重于特征點的精確放樣,拱形不平整路則側重于底模的制作,而高附著系數(shù)路面更側重于配合比設計及各種工序時間的合理掌握。因此,特種路面實施前應重點分析每種路面的作用、特點以及現(xiàn)有技術能否完成建設任務等,施工時才能有效把握質量控制點并采取針對性措施保證質量。當然,特種路面的施工質量仍有很大的提升空間,如瀝青擠壓變形路施工中引進智能攤鋪系統(tǒng),利用GPS控制攤鋪機在特征點上的精確走行,提高成型精度。拱形不平整路面安裝時可采用CA砂漿、多向千斤頂?shù)臒o砟軌道板鋪設,提高面板鋪設質量。因此,為了保證特種路面的施工質量,還需拓展思路做更多方面的深入研究。
(作者單位:中國汽車技術研究中心)