淺議瀝青混凝土面層平整度

孫立峰,張 達

(1.牡丹江公路設(shè)計院;2.東北林業(yè)大學)

1 平整度的重要性

(1)對車輛有重要影響。路面的不平整是引起車輛隨機振動的最重要影響因素,不僅會引起輪胎的磨損和過早破壞,而且增加了車輛的燃油消耗。

(2)對于全路面結(jié)構(gòu)設(shè)計有明顯的價值。路面不平整激發(fā)車輛產(chǎn)生了動態(tài)力,反過來,增加了路表面的不平整,隨之發(fā)生的是行駛車輛對路面的動態(tài)作用力隨路面不平整的惡化而增大,同時隨車輛的速度增大而增大。車輛動態(tài)作用力加劇了路面的不平整,更大的不平整引起了更大的車輛動態(tài)力。

(3)對行車舒適性有影響。優(yōu)良的平整度能保證車輛高速、舒適、安全的通過。公路開放交通后,瀝青面層直接與行車接觸,司乘人員和乘客直接從路面的平整度感覺到工程的質(zhì)量。此外,對行車安全的意義也不可忽視,路面平整度太差,雨后容易積水,導致行車時的水霧和漂滑而出現(xiàn)安全事故。對于高等級公路而言,尤為重要。

2 平整度測定方法

(1)斷面類平整度測定。

沿行駛車輛的軌跡來測量路面表面的高程,得到路表縱斷面,然后通過數(shù)學分析后采用綜合性統(tǒng)計量表征平整度的測定方法稱為斷面類平整度測定。這一類的方法主要有水準測量、梁式斷面儀、慣性斷面儀等。斷面類平整度測定方法的優(yōu)點是直接得到了輪跡帶路表面的實際斷面,依據(jù)它可以對路面平整度的特性進行分析。而其缺點是對于水準測量和 TRRL梁斷面儀來說,測定速度太慢,不宜用于大范圍的數(shù)據(jù)采集;而對于慣性斷面儀來說,測量儀器的精密度高,操作運用技術(shù)要求高,購置和使用費用也高,因而其廣泛應(yīng)用受到了限制。

(2)反應(yīng)類平整度測定。

反應(yīng)類平整度測定系統(tǒng),是在車上安裝由一傳感器和一個顯示器組成的儀器,可以傳感和積累車輛以一定速度行駛在路面上時懸掛系的豎向位移量。儀器得到的測定值,相應(yīng)于懸掛系位移量。反應(yīng)類平整度測定系統(tǒng)的優(yōu)點是價格低廉,操作簡單,可用于大范圍的路面平整度快速測定。然而,由于這類測定系統(tǒng)是對路面平整度的一個間接度量,其測定結(jié)果同測試車輛的動態(tài)反應(yīng)狀況有關(guān),也就是隨測試車輛機械系統(tǒng)的振動特性和行駛速度而變化。測試車輛的特性如軸載、輪胎類型和壓力、懸掛系統(tǒng)都會影響到測量的平整度。因而測量結(jié)果的時間穩(wěn)定性差,同一臺儀器在不同時期測定的結(jié)果不一致。為了克服這一缺點,需經(jīng)常對平整度儀器進行標定。另外兼容性也差一些,一個部門測定的結(jié)果很少能為其他部門所用。這個問題可通過將各種測量結(jié)果轉(zhuǎn)換成一個通用的平整度指標來解決。另外,這種測定方法不能給出路面表面的真實斷面,無法利用測定結(jié)果考察和分析影響路況的路表特性。

(3)主觀評估法。

在無法采用斷面類或反應(yīng)類測定路面平整度,而又需要對路面的平整度作粗略的估計時,可采用主觀評價的辦法來估計IRI。評價的依據(jù)是對不同平整度在路表形狀和行駛感覺等方面特性的描述。評估者對照這些描述和評估路段的實際狀況,確定 IRI值。

3 平整度的影響因素及防治措施

基層的平整度對路面的平整度有重要影響。在平整度不好的基層上攤鋪瀝青層時,使得混合料攤鋪的厚度不同,厚薄甚至相差幾公分,壓實后,瀝青混凝土面層也不會平坦。特別是在開放交通后,隨著交通量的加大,平整度下降很快。

基層平整度不好的問題,可通過嚴格要求施工質(zhì)量來解決。需要指出的是,要想保證基層的平整度,必須從路基開始嚴格抓起,直到面層。對于瀝青面層的施工,要防止片面追求平整度,而忽略壓實的不良傾向。

瀝青混凝土礦料的級配會影響路面局部的平整度。石料最大半徑過大,攤鋪時容易產(chǎn)生離析,熨平板也會帶動大粒徑石料,形成或長或短的小溝。甚至在大碎石后形成小的空洞,從而影響瀝青面層的平整度。

此外,路基路面的不均勻沉陷,輕者造成平整度破壞,重者引起結(jié)構(gòu)方面的問題。路面的水損害會引起瀝青從石料表面剝落,引起路面的宏觀構(gòu)造增大,平整度衰減加快。這些可通過精心設(shè)計得到改善。

一般而言,瀝青混凝土施工時,攤鋪下面層時通常在路面兩側(cè)安裝基準鋼絲繩。為了獲得良好的平整度,基準鋼絲繩的間距不易過大,鋼絲繩拉力適中。中面層、上面層用等厚法鋪筑。

攤鋪機作業(yè)時,應(yīng)保證有足夠量的運料車輛,以防供料不足。應(yīng)使攤鋪機前保持有 3～5輛瀝青混合料待卸車,在卸料過程中卡車要保持移動。

攤鋪瀝青混凝土過程中,攤鋪機速度對于平整度也有影響,攤鋪機應(yīng)勻速、不停頓地連續(xù)攤鋪。此外,要做好橫向和縱向接縫?？v向接縫應(yīng)避免冷接縫,雙機作業(yè)時應(yīng)使攤鋪機相距 8m左右,兩側(cè)厚度與橫坡一致。也可使用寬幅攤鋪機全幅攤鋪,這樣就避免了縱向接縫。

橫向接縫碾壓時,可以用光輪壓路機從兩側(cè)向中心線沿45°方向碾壓,過中心線后,從另一側(cè)以同樣方法碾壓直至在中間搭接,碾壓 2～3遍后,可沿路線正常碾壓。碾壓過程中應(yīng)經(jīng)常使用 5m直尺檢查接縫,如發(fā)現(xiàn)某些部位較低時,可撒一層細混合料繼續(xù)碾壓,直到達到要求的平整度為止。

[1] 沙慶林.高速公路瀝青路面早期破壞現(xiàn)象及預防[M].北京:人民交通出版社,2001.