淺談瀝青路面平整度控制

胡天翔，高正薈（西部中大建設(shè)集團(tuán)有限公司，甘肅　蘭州　730000）

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淺談瀝青路面平整度控制

胡天翔，高正薈
（西部中大建設(shè)集團(tuán)有限公司，甘肅蘭州730000）

摘要：隨著改革開放的進(jìn)一步深入，全國高等級(jí)公路得以迅猛發(fā)展。在高等級(jí)公路建設(shè)中，由于瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面相比具有表面平整、無接縫、行車舒適、耐磨、振動(dòng)小、噪音低、施工期短、養(yǎng)護(hù)維修簡便、適宜分期修建等諸多特點(diǎn)而被廣泛運(yùn)用。如何能更好地使高速公路有較好的舒適性、安全性和經(jīng)濟(jì)性，滿足人們出行時(shí)對(duì)公路越來越高的要求，其中一個(gè)很重要的指標(biāo)就是平整度，它反映了道路的綜合使用性能。結(jié)合西部中大建設(shè)集團(tuán)在廣西壯族自治區(qū)承建的柳武高速公路路面施工工作實(shí)踐，以及對(duì)平整度的定義和檢測方法、引起路面不平整的原因分析、施工平整度控制要點(diǎn)等方面，分析了影響瀝青混凝土平整度的各種因素以及解決的辦法。最終達(dá)到能夠有效地控制路面平整度，減緩瀝青混凝土路面平整度的下降速度以及延長瀝青混凝土路面的使用壽命，提高舒適性和安全性的目的，并以此帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。

關(guān)鍵詞：整度;下承層;瀝青混凝土路面

1　概述

瀝青混凝土路面是采用瀝青材料做結(jié)合料，粘結(jié)礦料修筑面層的路面結(jié)構(gòu)，路面平整度直接影響道路的使用功能。瀝青路面的平整度的好壞體現(xiàn)著企業(yè)施工技術(shù)水平和管理能力。持久良好的路面平整度是高速行車舒適和安全的必要條件，也是工程質(zhì)量好壞的標(biāo)志。

1.1對(duì)車輛運(yùn)營的影響

路面的不平整是引起車輛隨機(jī)振動(dòng)的最重要因素，不僅會(huì)引起輪胎的磨損和過早破壞，加速車輛零部件損失，而且增加了車輛的燃油消耗，提高車輛運(yùn)營費(fèi)用。因此，提高路面平整度對(duì)車輛運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性有重要的影響。

1.2對(duì)行車舒適性和安全性的影響

良好的路面平整度能保證車輛高速、舒適、安全的通過，而不平整度的路面會(huì)造成路面顛簸，影響行車的速度，駕駛的平穩(wěn)和乘客的舒適性。此外，路面平整度也直接關(guān)系著行車安全，路面平整度太差，雨后容易積水，導(dǎo)致行車時(shí)的水霧和漂滑而出現(xiàn)安全事故。對(duì)高等級(jí)公路而言，這一點(diǎn)尤為重要。因此，提高路面平整度能間接確保車輛行駛安全。

1.3對(duì)路面養(yǎng)護(hù)費(fèi)用和使用壽命有顯著的影響

如果路面的平整度好，可以減少車輛與路面的相互作用動(dòng)荷載，消除積水，防止?jié)B漏，那么必定會(huì)延長路面的使用壽命，節(jié)約養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。

總之，路面平整度是評(píng)定路面質(zhì)量的主要技術(shù)指標(biāo)之一，它關(guān)系著行車的安全、舒適以及路面受到?jīng)_擊力的大小和使用壽命。在施工過程中，不但要求路面的初始平整度好，而且要求良好平整度能保持較長的時(shí)間，即路面的不平整度衰減緩慢。

2　瀝青混凝土路面平整度的檢測方法

公路路面平整是以幾何平面為基準(zhǔn)，表現(xiàn)為道路路面縱向和橫向的凸凹程度。所謂路面不平整是指實(shí)際路面表面對(duì)設(shè)計(jì)的幾何平面的偏離程度,即路面平整度。路面平整度檢測方法有3m直尺法、連續(xù)式平整度儀檢測法、車載式顛簸累積儀檢測法和車載式激光平整度儀檢測法四類。

3m直尺法是以量測的最大間隙h作為平整度評(píng)價(jià)指標(biāo)，以mm計(jì)。由于3m尺全部由人工操作，數(shù)據(jù)采集慢，并且只能測得很少數(shù)據(jù)，因此人為因素大、精度低、測試效率低。只適用于道路施工過程中進(jìn)行質(zhì)量控制，不適合高等級(jí)公路竣工驗(yàn)收和日后運(yùn)行中進(jìn)行檢測評(píng)定。在評(píng)價(jià)路面使用狀況或在路面管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方面是一種落后的測量分析方法，當(dāng)然在施工控制中仍具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

連續(xù)式平整度儀檢測法的評(píng)價(jià)指標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)差δ。在我國多采用3m長、8個(gè)輪組成基架的連續(xù)式平整度儀測量路面不平整度。該儀器在8～12km／h速度下測量，每100m長輸出一個(gè)不平整度值——標(biāo)準(zhǔn)差(mm),常稱平整度均方差指標(biāo)值。用均方差值的大小來表示實(shí)際路面的平整度時(shí)，均方差值越小，平整度的指標(biāo)越高，反之，平整度的指標(biāo)越低。連續(xù)式平整度儀可實(shí)現(xiàn)連續(xù)測試，工作效率高，能較好地反映路面的凹凸程度，因此，主要用于測定路面表面平整度，評(píng)定路面的施工質(zhì)量和使用質(zhì)量，但不適用于在已有較多坑槽、破損嚴(yán)重的路面上測定。

車載式顛簸累積儀檢測法和車載式激光平整度儀檢測法評(píng)價(jià)指標(biāo)均為國際平整度指數(shù)IRI。由于路面平整度的測量手段和種類繁多，同一條道路采用不同的測量手段和儀器可得出不同的路面平整度量測結(jié)果，為了使采用不同的測量手段和儀器測定的結(jié)果可以相互比較和轉(zhuǎn)換，以提供相對(duì)穩(wěn)定和有效的路面平整度指標(biāo)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，提出國際平整度指數(shù)IRI（即International Roughness Index的簡寫）標(biāo)準(zhǔn)。它是一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)化的平整度指標(biāo)，它采用1/4車模型（類似于單輪拖車），模擬標(biāo)準(zhǔn)車在80km/h速度條件下，車身懸掛的總位移（單位為m）與行駛距離（單位為km）之比。

3　瀝青混凝土路面平整度影響的因素

3.1下承層施工質(zhì)量

下承層施工質(zhì)量不僅是影響公路路面后期平整度的主要因素，也是影響公路路面早期平整度的重要因素。根據(jù)平整度傳遞作用，瀝青混凝土路面的平整度與路基、路面底基層、基層平整度息息相關(guān)。路基、路面底基層、基層平整度將直接反射到路面面層上。要提高路面平整度，應(yīng)嚴(yán)格控制下承層的施工質(zhì)量。下承層質(zhì)量主要為3個(gè)指標(biāo):彎沉、壓實(shí)度和平整度，其中，彎沉和壓實(shí)度主要影響的是路面后期的平整度。路基、路面底基層、基層的施工平整度由于平整度本身的傳遞性而影響公路路面的早期平整度。

3.2橋頭涵洞兩端及橋梁伸縮縫處

1）由于壓實(shí)機(jī)械的作業(yè)面狹小使壓實(shí)不到位，通車后容易引起路基的壓縮沉降；

2)由于臺(tái)背路基填料和臺(tái)身剛度差較大，造成沉降不均勻；

3)在橋(涵)與路基接合處，常會(huì)產(chǎn)生細(xì)小收縮裂縫，雨水涌入后，使路基產(chǎn)生病害，導(dǎo)致該處路基發(fā)生沉降；

4)橋梁伸縮縫在造型和施工考慮不周和處理不當(dāng)。

3.3瀝青混凝土路面的施工工藝

路面結(jié)構(gòu)層的施工指的是瀝青混凝土面層的施工，其影響平整度的因素很多，如粗集料的級(jí)配，瀝青混合料的溫度，施工機(jī)械的先進(jìn)程度及碾壓工藝、施工人員素質(zhì)等很多環(huán)節(jié)都將影響路面的平整度。

1）瀝青路面面層攤鋪材料的質(zhì)量。（1）瀝青混合料的配合比不合理，有：油石比較大，已鋪筑的路面會(huì)產(chǎn)生壅包和泛油。油石比較小，路面會(huì)出現(xiàn)松散。礦料的質(zhì)量不好，集料的壓碎值和石料的抗壓強(qiáng)度太差和針片狀顆粒含量過高，使路面混合料的穩(wěn)定度降低，容易出現(xiàn)路面的各種病害；2）瀝青混和料的拌合不均勻，導(dǎo)致出現(xiàn)花白料，使路面難以攤鋪成型。拌和溫度過高造成瀝青老化，不能保證瀝青混凝土攤鋪質(zhì)量。拌和和能力過小，出現(xiàn)停工待料狀況，使接頭處溫度降低，出現(xiàn)溫度差，形成一個(gè)個(gè)坎。當(dāng)運(yùn)輸設(shè)備不配套或司機(jī)技術(shù)較差時(shí)，會(huì)撞擊攤鋪機(jī)，使機(jī)身后移，形成臺(tái)階。

2）路面攤鋪機(jī)械及工藝。攤鋪機(jī)是瀝青面層施工的主要機(jī)具設(shè)備，其本身性能的好壞及操作水平對(duì)攤鋪平整度影響很大，具體表現(xiàn)為：攤鋪機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇不當(dāng)；攤鋪機(jī)基準(zhǔn)線控制不當(dāng)；攤鋪的速度快慢不均；攤鋪機(jī)在操作中猛烈起步和緊急制動(dòng)以及供料系統(tǒng)忽快忽慢，這些都會(huì)造成面層的不平整和波浪。

3）碾壓工藝對(duì)平整度的影響。瀝青面層鋪筑后的碾壓對(duì)平整度的影響主要有壓路機(jī)型號(hào)選擇、碾壓溫度控制、碾壓速度控制、碾壓路線選擇、碾壓遍數(shù)控制等方面，如果選擇和控制不好碾壓工藝，將會(huì)造成面層的不平整。

4）接縫處理欠佳影響。接縫包括縱向接縫和橫向接縫(工作縫)兩種。接縫處理不好常容易產(chǎn)生的缺陷是接縫處下凹或凸起，以及由于接縫壓實(shí)度不夠和結(jié)合強(qiáng)度不足而產(chǎn)生裂紋甚至松散。

總之，影響路面平整度的因素很多。只有通過對(duì)各種影響因素的控制，達(dá)到理想的路面平整度，才能實(shí)現(xiàn)人們對(duì)公路的舒適、安全、經(jīng)濟(jì)的要求。

4　瀝青混凝土路面平整度控制措施

在實(shí)際施工過程中，為了加強(qiáng)對(duì)瀝青混凝土路面質(zhì)量及平整度的控制，除了在開工前通過試驗(yàn)段來確定攤鋪、碾壓等施工工藝外，還應(yīng)從以下幾個(gè)方面著手控制。

4.1下承層施工質(zhì)量及橋頭涵洞兩端及橋梁伸縮縫處質(zhì)量控制

在路基交驗(yàn)時(shí)，嚴(yán)格控制路基壓實(shí)度（臺(tái)背回填）、彎沉及平整度指標(biāo)，所交驗(yàn)路段各項(xiàng)指標(biāo)均應(yīng)達(dá)到規(guī)范要求的合格標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)不符合規(guī)范要求的路段要求路基施工單位整改處理復(fù)驗(yàn)合格，確保下承層施工質(zhì)量可控。同時(shí)在橋背及涵背回填完成后，采取人工沙袋預(yù)壓，使其在路面施工前達(dá)到預(yù)計(jì)沉降值，從而消除后期不均勻沉降。在條件允許的情況下，可在涵背兩層回填范圍內(nèi)澆筑砼搭板（工藝同橋頭搭板），確保路面施工平整度。

4.2瀝青面層材料的質(zhì)量控制

柳武高速公路瀝青面層采用三層結(jié)構(gòu)，上面層采用SBS改性瀝青混合料AC-13C、中面層采用SBS改性瀝青混合料AC-20C、下面層采用普通道路石油A級(jí)瀝青混合料AC-25。在瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)方面，本項(xiàng)目通過目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)（由廣西交通科學(xué)研究院完成）、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)和生產(chǎn)配合比驗(yàn)證3個(gè)階段調(diào)試后，確定粗集料、細(xì)集料、礦粉和瀝青材料相互配合的最佳組成比例。使其既滿足面層設(shè)計(jì)要求，又符合經(jīng)濟(jì)的原則。在柳武高速公路路面施工中，中面層還進(jìn)行了動(dòng)態(tài)穩(wěn)定度的檢查以及抗車轍能力檢測是否符合設(shè)計(jì)要求。為提高混合料的高溫穩(wěn)定性、在瀝青混合料中，增加粗礦料含量，從而提高瀝青混合料的內(nèi)摩阻力。同時(shí)適當(dāng)提高瀝青材料的粘稠度，控制瀝青與礦料的比值(油石比)，嚴(yán)格控制瀝青用量，采用具有活性礦粉以改善瀝青與礦料的相互作用，同時(shí)提高瀝青混合料的粘結(jié)力。在瀝青混合料攪拌過程中嚴(yán)格控制拌和溫度及拌和時(shí)間，確保混合料各個(gè)階段的溫度符合規(guī)范要求，且無無花白料。

4.3攤鋪工藝控制

1）攤鋪機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)和調(diào)整

熨平板寬度選定應(yīng)遵循以下3個(gè)原則：

（1）對(duì)稱原則：組合后的熨平板應(yīng)與機(jī)械本身左右對(duì)稱，即對(duì)稱原則;

（2）最小接縫原則：熨平板的組合寬度內(nèi)應(yīng)盡可能減少縱向接縫，即最小接縫原則;

（3）縱向接縫不重合原則：在多層次路面的上下層縱向接縫不重合原則。

2）攤鋪機(jī)的攤鋪進(jìn)度控制

（1）攤鋪機(jī)速度一般為2～6m／min。（2）在攤鋪過程中應(yīng)盡量避免停機(jī)，應(yīng)將每天必須停機(jī)中斷攤鋪點(diǎn)放在構(gòu)造物一端預(yù)定做收縮縫的位置。在中途萬一停機(jī)，馬上將熨平板鎖緊不使下沉，停頓時(shí)間超過30min或混合料低于100℃時(shí)，要按照處理冷接縫的方法重新接縫。

3）攤鋪機(jī)操作控制措施。選用熟練的攤鋪機(jī)操作手，并進(jìn)行上崗前培訓(xùn)。攤鋪前，熨平板必須清理干凈，調(diào)整好熨平板的高度和橫坡后，預(yù)熱熨平板。熨平板的預(yù)熱溫度應(yīng)接近瀝青混合料的溫度，一般可加熱到85～90℃。在攤鋪過程中，應(yīng)有專人指揮卸料車進(jìn)行卸料；確保攤鋪機(jī)供料系統(tǒng)的工作具有連續(xù)性，即保證腳輪（輸送輪）內(nèi)的料位高度穩(wěn)定、均勻、連續(xù)，料位高度保持在中心軸以上葉片的2/3為宜。同時(shí)派專人負(fù)責(zé)及時(shí)清掃灑落的粒料。

4.4碾壓質(zhì)量控制

碾壓質(zhì)量直接影響到路面的密實(shí)程度和行車后的平整度，碾壓不密實(shí)，開放交通以后，行車密實(shí)以后，路面變形就會(huì)很大，平整度衰減就快。

瀝青混凝土面層的碾壓通常分為3個(gè)階段進(jìn)行，即初壓、復(fù)壓和終壓。

1）初壓，第一階段初壓習(xí)慣上常稱作穩(wěn)壓階段。由于瀝青混合料在攤鋪機(jī)的熨平板前已經(jīng)初步夯擊壓實(shí)，而且剛攤鋪成的混合料的溫度較高（常在140℃左右），因此只要用較小的壓實(shí)就可以達(dá)到較好的穩(wěn)定壓實(shí)效果。通常用6～8t的雙輪振動(dòng)壓路機(jī)以2km/h左右速度進(jìn)行碾壓2～3遍。碾壓機(jī)驅(qū)動(dòng)輪在前靜壓勻速前進(jìn)，后退時(shí)沿前進(jìn)碾壓時(shí)的輪跡行駛進(jìn)行振動(dòng)碾壓。也可以用組合式鋼輪-輪胎（4個(gè)等間距的寬輪胎）壓路機(jī)（鋼輪接近攤鋪機(jī)）進(jìn)行初壓。前進(jìn)時(shí)靜壓勻速碾壓，后退時(shí)沿前進(jìn)碾壓時(shí)的輪跡行駛并振動(dòng)碾壓。

2）復(fù)壓，第二階段復(fù)壓是主要壓實(shí)階段。在此階段至少要達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度，因此，復(fù)壓應(yīng)該在較高溫度下并緊跟在初壓后面進(jìn)行。復(fù)壓期間的溫度不應(yīng)低于100～110℃，通常用雙輪振動(dòng)壓路機(jī)（用振動(dòng)壓實(shí)）或重型靜力雙輪壓路機(jī)和16T以上的膠輪壓路機(jī)同進(jìn)先后進(jìn)行碾壓。碾壓遍數(shù)參照鋪筑試驗(yàn)段時(shí)所得的碾壓遍數(shù)確定，通常不少于8遍，碾壓方式與初壓相同。

3）終壓，第三階段終壓是消除缺陷和保證面層有較好平整度的最后一步。由于終壓要消除復(fù)壓過程中表面遺留的不平整，因此，瀝青混合料也需要有較高的溫度。終壓常使用靜力雙輪壓路機(jī)并應(yīng)緊接在復(fù)壓后進(jìn)行。終壓結(jié)束時(shí)的溫度不應(yīng)低于瀝青面層施工規(guī)范中規(guī)定的70℃(中上面層為90℃)，應(yīng)盡可能在較高溫度下結(jié)束終壓。

在施工現(xiàn)場，碾壓應(yīng)是初壓、復(fù)壓和終壓的壓路機(jī)各在相互銜接的小段上碾壓并隨攤鋪速度依次向前推進(jìn)。當(dāng)然，實(shí)際碾壓過程中壓路機(jī)會(huì)超過復(fù)壓與初壓和終壓復(fù)壓的分界線；為使壓路機(jī)駕駛員容易辨明自己應(yīng)該碾壓的路段，柳武高速路面施工采用“初壓、復(fù)壓、終的標(biāo)示標(biāo)牌，并根據(jù)瀝青混合料的溫度和碾壓遍數(shù)安排專人移動(dòng)標(biāo)牌，提醒駕駛員及時(shí)進(jìn)入自己的碾壓路段。

4）為保證各階段的碾壓作業(yè)始終在混合料處于穩(wěn)定的狀態(tài)下進(jìn)行，碾壓作業(yè)應(yīng)按下述規(guī)則進(jìn)行：由下而上（沿縱坡和橫坡）；先靜壓后振動(dòng)碾壓；初壓和終壓使用雙輪壓路機(jī)，初壓可使用組合式鋼輪-輪胎壓路機(jī)，復(fù)壓使用振動(dòng)壓路機(jī)和輪胎壓路機(jī)；碾壓時(shí)驅(qū)動(dòng)輪在前，從動(dòng)輪在后；后退時(shí)沿前進(jìn)碾壓的輪跡行駛；壓路機(jī)的碾壓作業(yè)長度應(yīng)與攤鋪機(jī)的攤鋪速度相平衡，隨攤鋪機(jī)向前推進(jìn)；壓路機(jī)折回去在同一斷面上，而是呈階梯形；當(dāng)天碾壓完成尚未冷卻的瀝青混凝土層面上不應(yīng)停放一切施工設(shè)備（包括臨時(shí)停放壓路機(jī)），以免產(chǎn)生形變；壓實(shí)成型的瀝青面層完全冷卻后才能開放交通。

4.5接縫質(zhì)量控制

接縫和橋頭處往往是平整度最差，容易出現(xiàn)跳車的地方，為了減少跳車提高平整度，要盡量減少接縫尤其是縱向冷接縫，認(rèn)真做好熱接縫。在施工縫及構(gòu)造物兩端的連接處仔細(xì)操作，保證接縫處瀝青混合料緊密、線型平順和平整度達(dá)到要求。

表面層橫向接縫應(yīng)采用垂直的平接縫，以下各層可采用自然碾壓的斜接縫，瀝青層較厚時(shí)也可作階梯形接縫。其他等級(jí)公路的各層均可采用斜接縫。

1）縱向接縫。為提高柳武高速路面整體平整度，本項(xiàng)目路面攤鋪采用兩臺(tái)攤鋪機(jī)平行作業(yè)，避免了施工冷縫，同時(shí)通過試驗(yàn)段確定的相關(guān)碾壓參數(shù)，確保了熱接縫處的平整度。

2）橫向接縫，相鄰兩幅及上下層的橫向接縫均應(yīng)錯(cuò)位1m以上。橫向接縫有斜接縫和平接縫兩種。高速公路、一級(jí)公路的中、下層的橫向接縫可采用斜接縫，在上面層應(yīng)采用垂直的平接縫，其他等級(jí)公路的各層均可采用斜接縫。鋪筑接縫時(shí)，可以已壓實(shí)部分上面鋪一些熱混合料使之預(yù)熱軟化，以加強(qiáng)新舊混合料的粘結(jié)。但在開始碾壓前應(yīng)將預(yù)熱用的混合料鏟除。為提高接縫處平整度，柳武路面施工根據(jù)試驗(yàn)段相關(guān)總結(jié)，對(duì)上中下面層均采用垂直平接縫。

平接縫應(yīng)做到緊密粘結(jié)、充分壓實(shí)、連接平順，在施工結(jié)束時(shí)，攤鋪機(jī)在接近端部前約1m處將熨平板稍抬起駛離現(xiàn)場，用人工將端部混合料鏟齊后再予碾壓，然后用3m直尺檢查平整度，趁混合料尚未冷透時(shí)垂直刨除端部層厚不足的部分，使下次施工時(shí)直角連接。

5　結(jié)束語

瀝青混凝土的平整度控制是一個(gè)綜合的工程，必須做好影響平整度各個(gè)環(huán)節(jié)的控制，并作好平整度的檢查工作。在施工過程中應(yīng)充分發(fā)揮施工組織設(shè)計(jì)、試驗(yàn)段總結(jié)報(bào)告、工地試驗(yàn)室檢測數(shù)據(jù)反饋等的作用，通過理論數(shù)據(jù)指導(dǎo)工程施工，同時(shí)通過對(duì)工程施工的試驗(yàn)段和工地試驗(yàn)室的檢測來修正理論數(shù)據(jù)。并對(duì)路基、路面工程的各個(gè)環(huán)節(jié)在交驗(yàn)時(shí)嚴(yán)格把關(guān)，最終確保路面的平整度達(dá)到設(shè)計(jì)和使用的要求。以達(dá)到路面行車的舒適性和安全性、降低后期養(yǎng)護(hù)維修成本、提高公路運(yùn)營經(jīng)濟(jì)效益目的。

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中圖分類號(hào)：TU528.42