瀝青路面超寬攤鋪對(duì)路面平整度的影響分析

沈安琪 ，孫文成

（1.保利長(zhǎng)大工程有限公司， 廣州 510655；2.湖北石首長(zhǎng)江公路大橋有限公司，湖北 石首 434400）

1 引言

部分瀝青路面施工作業(yè)中，會(huì)經(jīng)常采用超寬攤鋪工藝。雖然這一工藝的施工作業(yè)具有簡(jiǎn)單、便捷、經(jīng)濟(jì)性突出的特點(diǎn)，但對(duì)路面平整度的影響非常直接。針對(duì)瀝青路面超寬攤鋪工藝下路面平整度不足的問(wèn)題，各個(gè)工程企業(yè)在實(shí)際的施工作業(yè)開(kāi)展中，都應(yīng)充分認(rèn)識(shí)超寬攤鋪與平整度之間的關(guān)系，根據(jù)影響機(jī)理來(lái)制定最為有效的平整度控制策略，促進(jìn)超寬攤鋪工藝的規(guī)范化使用，提高瀝青路面的各方面性能。

2 攤鋪機(jī)工作原理與操控技術(shù)研究

以當(dāng)前公路工程中廣泛使用的福格勒攤鋪機(jī)作為研究對(duì)象，這一設(shè)備的攤鋪?zhàn)鳂I(yè)利用的是浮動(dòng)熨平板與熱拌好的瀝青混合料之間的相互作用來(lái)輔助攤鋪任務(wù)的完成。浮動(dòng)熨平板的運(yùn)行原理是：攤鋪機(jī)在處于穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下時(shí)，浮動(dòng)熨平板受到了多種外力作用，比如，托點(diǎn)牽引力、熨平板重力、水平攤鋪?zhàn)枇Φ?，這些作用力對(duì)浮動(dòng)熨平板進(jìn)行作用后，托點(diǎn)的力矩也就隨之保持在了相對(duì)穩(wěn)定、平衡的條件下，此時(shí)，熨平板的工作角度維持原狀，攤鋪厚度保持在特定值下[1]。如果在攤鋪?zhàn)鳂I(yè)的過(guò)程中，各種作用力之間的穩(wěn)定、平衡狀態(tài)被打破，熨平板就會(huì)出現(xiàn)一定的浮動(dòng)，最終所引起的直接后果就是攤鋪厚度的變化，這一變化最終影響了瀝青路面的平整度。從破壞力平衡的視角來(lái)看，平衡狀態(tài)的外力變化是由攤鋪?zhàn)枇土隙淹埔谱枇λ鸬?，這些阻力對(duì)平衡狀態(tài)外力的影響體現(xiàn)在大小、方向的變化方面。

3 超寬攤鋪施工對(duì)平整度影響分析

3.1 攤鋪溫度及混合料離析情況

以沈海高速公路開(kāi)陽(yáng)改擴(kuò)建路面工程作為研究對(duì)象，在此公路工程中，采用的是SMA瀝青路面，在開(kāi)展攤鋪?zhàn)饔弥?，單幅路面采用的?9.15 m寬的瀝青路面，施工作業(yè)中，左幅的部分路段選用的是1臺(tái)寬8.25 m和1臺(tái)11.25 m攤鋪機(jī)梯隊(duì)組合全斷面一次性攤鋪，為保障攤鋪?zhàn)鳂I(yè)的規(guī)范、高效進(jìn)行，在熨平板的左右兩側(cè)端部、中部和主機(jī)范圍區(qū)間內(nèi)安裝了高精度溫度計(jì)，可以在攤鋪?zhàn)鳂I(yè)過(guò)程中進(jìn)行溫度測(cè)量，將溫度控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。現(xiàn)場(chǎng)攤鋪?zhàn)鳂I(yè)進(jìn)行中，通過(guò)對(duì)攤鋪溫度數(shù)據(jù)、離析情況的全面掌握，發(fā)現(xiàn)在攤鋪?zhàn)鳂I(yè)中，攤鋪溫度存在著巨大的波動(dòng)，表現(xiàn)出中部溫度高、兩端溫度低的分布形態(tài)[2]。在混合料離析部位，溫度的下降速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他部位，溫度下降了7～9 ℃，而在混合料沒(méi)有出現(xiàn)離析的部位，雖然也存在一定的溫度下降，但是其下降速度非常慢，僅僅下降了4～5 ℃?，F(xiàn)場(chǎng)施工人員對(duì)熨平板左右兩側(cè)的端部、中部、主機(jī)范圍內(nèi)原材料開(kāi)展了取水洗篩分試驗(yàn)，根據(jù)該試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了級(jí)配調(diào)查，發(fā)現(xiàn)11.25 m的攤鋪機(jī)中間范圍內(nèi)的級(jí)配相對(duì)較細(xì)，而兩端級(jí)配偏粗。

3.2 平整度數(shù)據(jù)采集

在分析超寬攤鋪對(duì)瀝青路面平整度的影響時(shí)，對(duì)路面平整度的數(shù)據(jù)與信息采集非常關(guān)鍵。根據(jù)此公路工程項(xiàng)目的實(shí)施情況，平整度數(shù)據(jù)采集時(shí)針對(duì)的是K3198+560～K3214+200右幅路段各個(gè)車(chē)道的平整度指數(shù)，通過(guò)專(zhuān)門(mén)的平整度檢測(cè)儀器，對(duì)測(cè)得的平整度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，就可以對(duì)該路段的行駛質(zhì)量加以綜合評(píng)估[3]。根據(jù)在現(xiàn)場(chǎng)所獲得的測(cè)量結(jié)果，在其中選取出比較具有代表性的數(shù)值，隨后利用這些數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算路面的行駛質(zhì)量指數(shù)，這一指標(biāo)獲取以后，也就可以對(duì)路面的平整度和行車(chē)舒適度加以評(píng)估。根據(jù)相應(yīng)的計(jì)算，發(fā)現(xiàn)在該試驗(yàn)路段內(nèi)，平整度指數(shù)恰好分布在0.4～1.2，完全符合公路瀝青路面的平整度施工要求。

3.3 不同車(chē)道的超寬攤鋪對(duì)路面平整度的影響分析

超寬攤鋪工藝與常規(guī)的攤鋪工藝有著明顯的不同，在超寬攤鋪過(guò)程中，路面邊緣混合料離析情況較為常見(jiàn)。因此，針對(duì)這一情況，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員要根據(jù)前期所測(cè)量的結(jié)果，對(duì)不同車(chē)道范圍內(nèi)的路面平整度加以檢測(cè)。因?yàn)樗鶞y(cè)得的數(shù)據(jù)在K3198+560～K3214+200右幅路段范圍內(nèi)，獲得的數(shù)據(jù)種類(lèi)多、數(shù)量龐大，全面分析的難度較大，為從中獲得有效的分析結(jié)果，可以從起始樁號(hào)位置處開(kāi)始，每1 000 m劃分成1個(gè)段落，開(kāi)展分段分析，此試驗(yàn)路段內(nèi)總共劃分了15個(gè)路段，分別采用A、B、C來(lái)加以標(biāo)記，獲得15個(gè)路段內(nèi)的平整度指數(shù)和行駛質(zhì)量指數(shù)指標(biāo)。

在該公路工程瀝青路面中，主要包含了4個(gè)車(chē)道，根據(jù)最終的分析結(jié)果，道路中間車(chē)道要高于兩側(cè)，即二、三車(chē)道的平整度高于一、四車(chē)道的平整度。造成這一現(xiàn)象的原因是：超寬攤鋪工藝應(yīng)用中，熨平板的組裝長(zhǎng)度比較大，在攤鋪?zhàn)鳂I(yè)開(kāi)展中混合料離析與溫度離析難以避免，碾壓無(wú)法保障均勻性，也就無(wú)法保障路面平整度目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)；整幅攤鋪?zhàn)鳂I(yè)中，因?yàn)殪倨桨宓拈L(zhǎng)度過(guò)大，攤鋪?zhàn)鳂I(yè)中的震顫問(wèn)題難以消除，導(dǎo)致攤鋪時(shí)難以保障平面線(xiàn)型的一致性，尤其是如果選用伸縮板攤鋪機(jī)，在熨平板的不斷伸縮過(guò)程中，重力作用難以保持在穩(wěn)定的狀態(tài)下，因?yàn)樗艿降膲毫Σ痪鶆?，?dǎo)致攤鋪面處于或大或小的波動(dòng)條件下，對(duì)兩側(cè)車(chē)道平整度產(chǎn)生了明顯的干擾；攤鋪機(jī)熨平板的自重大，在不斷的攤鋪?zhàn)鳂I(yè)開(kāi)展中，可能存在碰撞或者間歇性停機(jī)的問(wèn)題，攤鋪機(jī)可能難以承受熨平板的重量，當(dāng)熨平板重量超出了攤鋪機(jī)可以承受的極限重量以后，就會(huì)使得部分?jǐn)備伈课怀霈F(xiàn)一定的下沉，從而導(dǎo)致下沉部位的路面平整度不達(dá)標(biāo)[4]。

針對(duì)當(dāng)前超寬攤鋪工藝在瀝青路面中的應(yīng)用效果，雖然其經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)勢(shì)明顯，但由于對(duì)路面平整度的影響較大，為促進(jìn)瀝青路面平整度的實(shí)現(xiàn)，一般在下面層或者下結(jié)構(gòu)層次中使用這一工藝，如果是在上面層或者中面層中的應(yīng)用，則要注重?cái)備佔(zhàn)鳂I(yè)中的寬度控制。

4 結(jié)語(yǔ)

雖然在現(xiàn)階段的公路瀝青路面施工作業(yè)中，超寬攤鋪工藝得到了一定的應(yīng)用，但是這一工藝的應(yīng)用發(fā)展尚不成熟，還存在很多的技術(shù)性問(wèn)題，在未來(lái)的不斷發(fā)展中，專(zhuān)業(yè)人員要針對(duì)當(dāng)前超寬攤鋪工藝存在的不足，加強(qiáng)技術(shù)改進(jìn)和優(yōu)化，以提高超寬攤鋪下瀝青路面的平整度。