汽車試驗(yàn)場(chǎng)特種路面質(zhì)量控制

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(yàn)場(chǎng)特種路面。汽車試驗(yàn)場(chǎng)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(shí)際路面來形成典型化道路。因此汽車試驗(yàn)場(chǎng)特種路的路面質(zhì)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(jìn)?；诖?，本文主要對(duì)汽車試驗(yàn)場(chǎng)特種路面質(zhì)量控制進(jìn)行分析探討。

關(guān)鍵詞：汽車試驗(yàn)場(chǎng)；特種路面；質(zhì)量控制

1、前言

汽車試驗(yàn)場(chǎng)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(jìn)行汽車整車道路試驗(yàn)的場(chǎng)所，其主要試驗(yàn)設(shè)施之一就是集中修建的各種試驗(yàn)道路。特種道路又是其中十分重要的一個(gè)組成部分，它是將實(shí)際存在的各種道路經(jīng)過集中、濃縮、不失真地強(qiáng)化形成的各種典型化道路。其路面的質(zhì)量＼＼好壞直接影響到為汽車的各項(xiàng)性能改進(jìn)和研發(fā)提供的各項(xiàng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

2、汽車試驗(yàn)場(chǎng)特種路面質(zhì)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(zhǎng)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(jié)構(gòu)形式。與普通路面幾百米出現(xiàn)一個(gè)類似擁包的質(zhì)量缺陷相比，瀝青擠壓變形路一般幾十厘米即設(shè)置一個(gè)特征點(diǎn)。某試車場(chǎng)瀝青擠壓路斷面寬度只有3.8m，但由于左右兩幅設(shè)計(jì)的特征并不相同，因此只能分成兩次攤鋪，施工時(shí)必須要使用窄幅攤鋪機(jī)以及小型壓路機(jī)。但在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)窄幅攤鋪機(jī)的反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，實(shí)際鋪設(shè)出的特征點(diǎn)距設(shè)計(jì)位置延后約30cm～40cm。因此，瀝青擠壓變形路的質(zhì)量控制要點(diǎn)主要有兩個(gè)：①窄幅攤鋪機(jī)攤鋪延遲控制；②特征點(diǎn)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(diǎn)特征前移30cm～40cm；②直接按照錯(cuò)位攤鋪。采用第1種方式時(shí)，需要大量現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)以精確求出不同攤鋪機(jī)的延遲時(shí)間；第2種方式的弊端為整條線路整體偏移設(shè)計(jì)，但由于每一條特種道路均為單體結(jié)構(gòu)，對(duì)相鄰道路基本沒有影響，在征得建設(shè)方、設(shè)計(jì)方的同意后也可采用。

由于特征點(diǎn)距離短，放樣時(shí)必須根據(jù)以直代曲的原則，按正矢值小于驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的要求計(jì)算出樁位間的距離。在某試車場(chǎng)施工時(shí)，道路長(zhǎng)300m，但放樣樁位達(dá)到1920個(gè)。在攤鋪過程中，還必須進(jìn)行跟蹤測(cè)量，隨時(shí)調(diào)整松鋪系數(shù)。攤鋪過程中來料應(yīng)及時(shí)，保證一次性平穩(wěn)攤鋪，瀝青接頭盡可能的減少為0。整個(gè)路面采用3t的壓路機(jī)，輪直徑80cm，輪寬120cm，在換道時(shí)，應(yīng)駛出路面外，以免破壞特征造型。碾壓4遍成型，壓實(shí)度達(dá)到90%。

2.2拱形路

拱形路的質(zhì)量控制要點(diǎn)除了預(yù)制件的強(qiáng)度外，主要有兩點(diǎn)：①模板的設(shè)計(jì)及加工；②預(yù)制件拼裝精度。設(shè)計(jì)單位提供了一組控制點(diǎn)的相對(duì)標(biāo)高數(shù)據(jù)及板塊尺寸，但由于國內(nèi)設(shè)計(jì)單位對(duì)不平整路的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，對(duì)于控制點(diǎn)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(shè)計(jì)圖紙及施工經(jīng)驗(yàn)細(xì)化整個(gè)不平整路的拱形線形。

施工時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)上給出的0.5m×1m的四邊形角點(diǎn)與基準(zhǔn)面的高差，應(yīng)用計(jì)算機(jī)程序預(yù)先設(shè)計(jì)出縱、橫斷面的連續(xù)拱形形狀。在已設(shè)計(jì)成形的連續(xù)拱形圖形上定出0.5m×0.5m的四邊形角點(diǎn)與基準(zhǔn)面的高差，以此來加密控制連續(xù)拱形在現(xiàn)場(chǎng)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(diǎn)上的凹凸，根據(jù)最終成型形的面板設(shè)計(jì)圖考慮鏡像關(guān)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(yàn)場(chǎng)高附著系數(shù)路面設(shè)計(jì)長(zhǎng)370m、寬7m，設(shè)計(jì)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(guān)于附著系數(shù)大于0.9以上路面施工的公開報(bào)道，施工時(shí)無可借鑒經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)。施工前對(duì)該路面的質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行了認(rèn)真分析，主要存在以下難點(diǎn)：

①磨耗層材料設(shè)計(jì)時(shí)未明確材料技術(shù)指標(biāo)；

②附著系數(shù)與面層構(gòu)造深度聯(lián)系緊密，施工時(shí)如何控制構(gòu)造深度。

③磨耗層設(shè)計(jì)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(jié)合緊密。

2.3.1高附著系數(shù)路面配合比設(shè)計(jì)

采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)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(qiáng)度、耐磨性能等指標(biāo)，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(qiáng)、堅(jiān)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(jìn)行適當(dāng)4級(jí)配分別采購，以確定配比所需合適的顆粒級(jí)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(xì)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(jí)配見表1。配合比設(shè)計(jì)試驗(yàn)采用正交試驗(yàn)，試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)衡量指標(biāo)為摩擦系數(shù)（擺值）、構(gòu)造深度、附著系數(shù)。綜合考慮影響衡量指標(biāo)的因素，以及灰比、細(xì)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(jìn)行4因素正交試驗(yàn)，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(jié)構(gòu)分層影響其結(jié)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(shí)間間隔要嚴(yán)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(shí)，人工再收光一次?，F(xiàn)場(chǎng)按試驗(yàn)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(shí)采用兩人沿兩側(cè)同時(shí)噴灑，均勻噴灑保證不留死角，噴灑完后整個(gè)混凝土面層的毛面劑溶液表觀應(yīng)均勻一致。噴灑毛面劑時(shí)間應(yīng)嚴(yán)格控制，噴灑過早毛面劑溶液嵌入較深，磋磨后表面構(gòu)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(duì)混凝土路面表面影響不夠，導(dǎo)致混凝土路面表層構(gòu)造深度不夠。

高附著磨耗層噴灑毛面劑后，把握好磋磨時(shí)間。磋磨時(shí)采用電動(dòng)磨光機(jī)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(xì)小顆粒骨料。磋磨后即時(shí)用水沖洗路面，對(duì)磋磨中遺漏部分采用人工磋磨。磋磨后整個(gè)路面骨料外露均勻、凹凸面明顯。

3、結(jié)語

眾所周知，在汽車試驗(yàn)場(chǎng)問世以前，幾乎所有的汽車道路試驗(yàn)都是在實(shí)際公路上完成的。但是，在實(shí)際公路上進(jìn)行汽車道路試驗(yàn)存在著許多缺陷。首先，由于實(shí)際道路路況的變異性及不可重復(fù)性，必然導(dǎo)致試驗(yàn)數(shù)據(jù)可靠性差，可比性不強(qiáng)，其試驗(yàn)結(jié)果難以指導(dǎo)汽車新產(chǎn)品的開發(fā)；其次，在實(shí)際道路上進(jìn)行試驗(yàn)，成本大，周期長(zhǎng)，無法為企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展形成必要的技術(shù)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(shí)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(shí)際公路上進(jìn)行汽車道路試驗(yàn)的傳統(tǒng)作法早已變得很不現(xiàn)實(shí)。

從以上幾種特種路面來看，每一種特種路面的質(zhì)量控制要點(diǎn)均有所不同，瀝青擠壓變形路側(cè)重于特征點(diǎn)的精確放樣，拱形不平整路則側(cè)重于底模的制作，而高附著系數(shù)路面更側(cè)重于配合比設(shè)計(jì)及各種工序時(shí)間的合理掌握。因此，特種路面實(shí)施前應(yīng)重點(diǎn)分析每種路面的作用、特點(diǎn)以及現(xiàn)有技術(shù)能否完成建設(shè)任務(wù)等，施工時(shí)才能有效把握質(zhì)量控制點(diǎn)并采取針對(duì)性措施保證質(zhì)量。當(dāng)然，特種路面的施工質(zhì)量仍有很大的提升空間，如瀝青擠壓變形路施工中引進(jìn)智能攤鋪系統(tǒng)，利用GPS控制攤鋪機(jī)在特征點(diǎn)上的精確走行，提高成型精度。拱形不平整路面安裝時(shí)可采用CA砂漿、多向千斤頂?shù)臒o砟軌道板鋪設(shè)，提高面板鋪設(shè)質(zhì)量。因此，為了保證特種路面的施工質(zhì)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(shù)研究中心）