摘 要:结合湖南省某高速公路的工程实例,分析了路面水泥混凝土面层滑模摊铺厚度单点控制结果与部颁评定标准板厚要求之间的关系,介绍了板厚单点控制施工措施。结果表明,高速公路面板单点控制厚度达到或超过了设计要求,路面质量优良,并能适应交通流量和车辆轴载日益增加的需要。
关键词:水泥混凝土面层;滑模摊铺;单点控制
湖南省某高速公路全线长168.847 km,是京珠高速公路的重要组成部分,也将是全国交通流量最大的高速公路之一。随着我国经济的飞速发展,高速公路交通流量将迅速增加,车辆轴载愈来愈大,故对高速公路路面的质量要求亦愈来愈高。高速公路的过早破坏,除了路基质量低劣外,面板厚度和抗折强度不足是其重要原因。在影响高速公路水泥混凝土路面质量的各因素中,面板的厚度是仅次于强度的第二大指标。《公路工程质量检验评定标准》(jtj 071—98)(以下简称《标准》)对路面厚度评定十分严格,为确保某高速公路面层的设计厚度,施工中业主采取了单点控制法,使路面厚度不仅满足或超过了设计要求,而且比《标准》评定要求提高了1~2 cm。
1 《标准》评定路面厚度的统计理论
路面面层的厚度和底基层、基层厚度、路基压实度一样,是一个随机变量。《标准》规定,水泥混凝土面层的厚度按代表值的允许偏差和单个测定值的允许偏差进行评定。鉴于此,《标准》采用单侧置信限估计法,将路面平均厚度的置信上限取为+∞,而将厚度代表值定义为厚度平均值的下置信界限值。由于检测路段的方差α2未知,路面厚度平均值x-检验采用t检验法。由于随机变量:t=(x-x-)n-1s~t(n-1) (1)对给定的置信水平α,由t分布表查出上侧α分位数tα(n-1),使pμ(t≥tα(n-1))=α,即:pμ(x-μ)n-1s<tα(n-1) =1-α因此,求得x-的置信系数1-α单侧置信区间为:(x-tα(n-1)s/n-1, +∞) (2)或者 (x-tα(n-1)s*/n-1,+∞) (2)′式中:s为样本均方差;s*为修正均方差。因此,路面厚度代表值为:xl=x--tα(n-1)s*/n(3)
这就是《标准》中路面厚度评定数理统计[1]公式的由来,应注意的是:《标准》中的s应为修正均方差而不是均方差。
2 高速公路水泥混凝土面层厚度检测数据分析《标准》规定,当面层厚度代表值偏差超过标准
值时,评为0分;当代表值偏差满足要求但存在超过极值偏差的测点时,按合格率计分。该高速公路业主明确要求,水泥混凝土面层的任何一点厚度不得小于设计值26 cm。尽管目前国内外混凝土板一般都采用等厚式,但从荷载应力分析,采用中间薄两边厚的型式,更符合板的受力特点[2],因此下面笔者主要从施工现场的主板两侧、施工缝或胀缝等位置随机抽检面板厚度值,按照式(3)计算厚度代表值,结果见表1。分析表1可知,检测路面厚度代表值一般在
26.5~27.5 cm之间,最大达29.77 cm,26 cm合格
表1 路面厚度指标评定结果
率为100%。有些标段按27 cm抽查,其合格率达90%~95%。这说明所检测路段的路面厚度均超过了26 cm的设计要求,达到了面板厚度27~28 cm的检测评定优良要求。
3 路面厚度施工控制
湖南省某高速公路路面结构经优化设计,路面结构组成自下而上为:
(1)4.5%水泥稳定砂砾底基层,厚15 cm;
(2)6%水泥稳定砂砾面基层,厚17 cm;
(3)c40水泥混凝土面层,厚26 cm。
为保证混凝土面板每点的厚度达到26 cm,面板厚度采用标高与现场钢尺量测的双控办法,即验收基层顶面标高是否符合设计要求,检验拉线高度是否满足路面厚度要求。由于每台摊铺机的拉线设定高度一般为定值,沿拉线的垂线用钢尺或花杆检测板中任意点距基层顶面的垂直高度,扣除拉线在面板上的距离,即为板厚,要求不小于26 cm。如果基层顶面标高误差在+2 cm以内,因为不能保证面板厚度,允许现场监理会同承包人通过调坡解决,但调坡长度不小于50 m;若基层标高误差超过+2 cm,需调坡处理,但必须报上级审批。
4 结语
(1)该高速公路水泥混凝土面层厚度通过单点控制,比《标准》评定要求提高了1~2 cm,即达到了27~28 cm的设计标准,确保了工程质量优良,并能适应交通流量和车辆轴载日益增长的需要。
(2)混凝土面板在施工过程中采取了行之有效的控制办法,避免了单点板厚达不到要求需要返工的麻烦。
(3)经省交通质监站抽芯检测板厚,并按《标准》评定,结论基本相同。
(4)为充分考虑承包人的利益,业主和承包人签定了路面工程补充协议,对于板厚等指标达到业主要求的承包人,在原水泥混凝土面层合同单价基础上给予适当奖励。
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