瀝青路面平整度試驗檢測技術

李旭龍

（江西省交通運輸科學研究院有限公司，江西 南昌 330200）

0 引言

在公路路面工程施工的階段中，應用平整度試驗檢測技術可以對瀝青路面的平整性能進行綜合測定，這對工程項目的開展有著重要的幫助。因此，在各項工作開展時，作業(yè)人員必須要在掌握瀝青路面平整度測試需求的基礎上對現(xiàn)有的技術進行綜合應用，以保證平整度試驗檢測技術的效果能夠發(fā)揮出來，提高瀝青路面工程的整體質量。

1 瀝青公路路面特點

其一，瀝青公路路面結構的承載性能好，車輛通行能力好，即使交通通行量比較大，依然能夠滿足通行要求，且使用壽命較長。

其二，瀝青結構要承受較大的反作用力，所以瀝青路面的抗疲勞特性非常重要，其抗疲勞特性必須滿足要求，才能保證符合交通通行的標準。

其三，在瀝青材料內加入規(guī)定比例的外加劑，可以加速其凝結的速度，從而保證瀝青路面更具穩(wěn)定性和耐高溫性，完全滿足多種條件下的運行需要。瀝青路面的質量水平有所提升，使用壽命也會延長，保障交通通行的質量和效率。在瀝青公路路面長期運行中，碾壓、高溫是必然需要承受的，有些地區(qū)的溫度較低會導致路面嚴重損壞。在瀝青路面設計環(huán)節(jié)，設計人員結合實際情況選擇合適的施工材料，施工單位應嚴格落實材料的質量控制，確保其達到抗凍性、抗滑性要求，同時還要具備一定的抗收縮裂縫以及耐變形的能力，具備較高的抗低溫性能，結構不會發(fā)生損壞問題。

其四，全面落實瀝青路面的防凍管理，提高整體瀝青路面的性能，保證在車輛的行駛下也不會發(fā)生嚴重損壞，降低交通事故發(fā)生率，促進各個地區(qū)的經濟發(fā)展，這對于社會全面發(fā)展和進步都是非常有益的[1]。

2 瀝青路面平整度的影響因素

2.1 基層平整度的影響

當前基層結構的施工主要材料是水泥穩(wěn)定碎石，其性能比較優(yōu)越，主要是通過路面拌制、裝載機拌制、人工攤鋪等方式進行施工，經過試驗分析發(fā)現(xiàn)，該材料施工的效果良好，而平地機攤鋪施工相對較差。在傳統(tǒng)施工方式中，如果基層結構不平整，需要通過面層結構進行調整，然而這種方式已經難以滿足當前市政道路工程的建設需要，在施工中根據(jù)目前我國的國家標準和要求，基層結構的平整度為8～12mm，假設填筑瀝青厚度為10m 的坑洼位置，通過碾壓施工之后，這時超過10mm 以上的瀝青結構會有2mm 的坑洼結構形式，一旦誤差在10mm 以上，則必然會導致平整度和表面質量無法滿足要求。要想保證基層結構的平整度達到要求，提高路面表層結構性能，通常要從路基質量、基層底面質量方面進行控制。在路面施工中，主要應用的是攤鋪機設備，其結構性能受到側面操作水平的影響，參數(shù)不穩(wěn)定、剛開始起步、緊急制動、速度時快時慢等問題，結果表面出現(xiàn)了彎曲或者波浪[2]。

2.2 最大粒徑的影響

為了達到基層結構的平整度符合要求，保證平地機與攤鋪的施工可以順利進行，骨料粒徑不能超出標準，否則會導致攤鋪施工環(huán)節(jié)發(fā)生粗細顆粒離析問題。如果攪拌機設備操作粒徑比較大的材料，磨損會非常嚴重，沒有有效控制，就會造成結構的零部件損壞比較嚴重，所以施工單位應該盡量減少粒徑材料，降低攪拌施工帶來不利的影響。

2.3 含水量的影響

含水量會對路面性能產生一定影響，含水量超出標準會使路面表層發(fā)生凹凸不平的情況，給平整度帶來不利的影響；含水量小，則容易發(fā)生硬化、松散的問題。

2.4 路基沉降不均勻

市政道路通?？梢苑譃槁坊c路面兩種形式，在處理時都會對平整性方面產生影響。在道路建設施工中，重要的基礎結構部分就是路基形式，這是提高道路穩(wěn)定性的關鍵。在市政道路工程建設中，很多是不對稱存在的，容易導致不均勻沉降問題。

2.5 瀝青混合料不穩(wěn)定的影響

在制作瀝青混合料時，如果配比方案不合理，材料使用不當或者攪拌不均勻，礦物材料和瀝青材料黏結性不足，都會給平整度造成負面影響。當前很多道路都是瀝青路面的形式，所以瀝青混合料的穩(wěn)定性關系到平整度方面，也會給路面造成影響[3]。

3 公路瀝青路面的相關檢測技術

3.1 連續(xù)式平整度儀

該儀器檢測工作中，通過人或者車的方式拉動儀器前進，因為路面存在不平整的情況，會導致測量小輪出現(xiàn)上下擺動的情況，然后帶動設備上的位移傳感器的測量桿移動，在規(guī)定的小孔槽內上下滑動。儀器檢測到滑動變化的數(shù)據(jù)信息，其會輸出正負電位，通過該數(shù)據(jù)判斷路面的平整度參數(shù)。這一測量設備的主要優(yōu)勢就是數(shù)據(jù)精度高、效率快，應用到路面表面的平整度檢測效果良好，但是不能應用到坑槽過多、損壞嚴重的路面結構上。

3.2 路面平整度檢測

3.2.1 顛簸車載累積儀

該設備的作用就是在短時間內能夠快速測量出路面的平整度參數(shù)，了解路面的施工情況，為養(yǎng)護管理以及路面質量確定提供條件。該儀器具備如下優(yōu)勢：

（1）操作方便快捷、安全性好，能夠快速檢測出路面存在的不平整問題，并且利用計算機記錄各項參數(shù)，為后續(xù)處理提供基礎和依據(jù)。

（2）準確記錄車輛后軸以及車廂的位置，對于未來一段時間內的路面平整度情況進行評估。一般來說，位移累積值的大小與汽車底盤系統(tǒng)的特性存在著直接關系,只有對車輛后部儀器進行必要的校正處理，與平整度儀形成了某些標準的關系之后，才能應用顛簸車載累積儀確定其數(shù)據(jù)參數(shù)，做出準確的計算和測量。

（3）測試時，車輛按照規(guī)定的速度行駛到待測路面上，由于路面存在凹凸不平的情況，會造成車輛出現(xiàn)激振情況，利用機械傳感器檢測出后軸相同車廂之間的單向位移累積參數(shù)，其數(shù)值越大，表示路面的平整性也就越差[4]。

3.2.2 激光路面平整度測定儀

該儀器應用于路面平整度的檢測環(huán)節(jié)，其主要特點就是不會直接和路面進行接觸，測量的效果比較好。通過激光儀進行平整度的檢測，可以快速獲取平整度參數(shù)，還能夠對于車痕、坡度以及其他的數(shù)據(jù)信息進行同時檢測，最終形成完善的數(shù)據(jù)系統(tǒng)。在瀝青路面的檢測環(huán)節(jié)，必須要做好傳感器的設置工作，保持測試車輛的運行并達到均勻性的要求，且速度不能忽快忽慢。通過合理有效地配合，能夠快速測量出路面的高度，然后計算路面車轍斷面的厚度，為質量評價和檢查提供基礎條件。如果要保證縱向勘測面的平整度更加準確，就必須確保車輛在行駛中獲取相應的斷面數(shù)據(jù)信息，最終通過車輪痕跡和傳感器的位置確定路面的平整度參數(shù)，其數(shù)據(jù)精度高、測量速度快。

3.3 路面抗滑性能檢測

路面抗滑性能是瀝青路面重要的技術參數(shù)，該數(shù)據(jù)對于路面行駛的安全性存在直接影響，其主要指的是輪胎受到車輛制動力的作用而沿著路面滑移所形成的作用力。一般來說，抗滑性能被看到是路面的表面特性，同時應用車輪輪胎和路面摩擦系數(shù)進行表面。表面特性是路面的基本特性，可以從細節(jié)部分的構造、抗滑性能、潮濕度、車輛行駛速度等方面進行分析研究，目前主要是通過下述兩種儀器進行測量。

3.3.1 激光構造深度儀法

該儀器開啟之后會發(fā)射紅外線，直接投射到道路表面，然后從投影上散光線接收透鏡聚焦到線形布置的光敏二極管上，在這些二極管中，接收光線最多的結構上會快速形成一些變化，然后直接獲取道路表面距離參數(shù)信息。在檢測時，人的步行速度為5km/h，這一設備的檢測成本較低，操作也非常方便，可以滿足日常檢測工作的需要。

3.3.2 橫向抗滑系數(shù)測試車

在車輛上安裝和車輛行駛方向保持20o的測試輪，在檢測的環(huán)節(jié)供水系統(tǒng)灑水后測量輪會存有載荷傳感器與測試輪輪胎表面垂直的橫向力，該力和載荷的比值就是橫向力系數(shù)，系數(shù)越大，說明抗滑效果越好。測試測量中有水箱結構，可以噴灑到車輛前部30cm范圍內，并且能夠做好水膜的厚度控制，一般來說，測量行駛速度為50km/h，不會給交通產生影響，在各個等級的高速公路項目上都可以運行[5]。

3.4 路面彎沉檢測

3.4.1 自動彎沉測定儀法

在測量中，該設備主要是通過牽引車輛的帶動而快速行駛，把測量儀上的彎沉梁直接安裝到底盤的前端位置，同時和地面保持相對穩(wěn)定，不會有一定的動作，且在后軸雙輪隙經過測頭時彎沉經過位移傳感器等裝置記錄好參數(shù)，此時測定量受到作用力的影響以二倍的速度行駛到下一測量地點，然后反復循環(huán)得到最終測量數(shù)據(jù)。通過計算機獲取全部數(shù)據(jù)信息，分析確定之后得到最終的彎沉參數(shù)值。在整個測定的過程中，車輛時刻保持穩(wěn)定的運行，其可以在路面上設置密度較高的測量點，能夠快速進行工程質量與驗收，養(yǎng)護效果也會得到提升。

3.4.2 落錘式彎沉儀（FWD）法

FWD 主要是應用計算機進行液壓系統(tǒng)啟動落錘控制，讓特定質量的重錘從規(guī)定高度上自由下落，產生較大的沖擊力直接作用于承載板上，然后傳輸?shù)铰访?，形成路面的彎沉變化，利用分布在測量點不同距離的傳感器能夠檢測到表面變形的情況，系統(tǒng)將信號傳輸?shù)接嬎銠C內就可獲取相應的彎沉值參數(shù)。該方法利用計算機直接獲取數(shù)據(jù)信息，最大檢測形式速度為80km/h，是一種效果非常好的檢測方式，且能夠達到無損的要求。

3.4.3 激光彎沉測定儀法

激光彎沉測定儀法在檢測工作中，測定儀直接安裝到車輛后輪隙內，把車輛行駛到規(guī)定測量的位置上，并把路面回彈帶固定到路面的硅光電池測頭，逐步向上升起讓激光器發(fā)射出激光，再應用筋光小孔直接射到硅光電池上，根據(jù)形成光電流的大小可以直接計算出路面回彈變形參數(shù)，這就是路面回彈彎沉值。該設備的優(yōu)勢是重量小、精度高、讀數(shù)快、成本低。因為在該測量方式應用中，所測量的光線可以作為臂長使用，反射的距離比較遠，一般在10m 之外的范圍都能夠準確測定彎沉值參數(shù)。

4 瀝青路面平整度的控制

4.1 基層施工

4.1.1 加強基層結構的平整處理方面，選擇合適的混合料攤鋪機開展攤鋪施工，碎石半剛性基層中，傳統(tǒng)施工方式采用平地機，主要問題是高程與厚度參數(shù)并不能有效控制，還要多次進行找平處理，且會發(fā)生離析的問題，因此要做出改進和調整。

4.1.2 做好材料最大粒徑與含水率的控制，保證基層結構的平整度合格，選擇最佳施工機械，集料粒徑符合技術標準要求。

4.2 其他因素

第一，瀝青拌和站能力與攤鋪施工能力要一致。結合實際經驗分析發(fā)現(xiàn)，如果這兩方面能力是相同的，攤鋪機就可以均勻、連續(xù)的施工，保證平整度的效果。但是如果施工環(huán)境溫度比較低，材料供應不能達到連續(xù)性的要求，攤鋪施工時間會延長，材料溫度也難以滿足要求，會發(fā)生局部不平整的問題。設備自動找平裝置應用之后，一般在施工的3～8m 之后才能達到正常運行的標準，但是這個施工階段禁止停機。在項目實施環(huán)節(jié)，應該做好拌和站的管理工作，保證材料供應能力充足，達到施工連續(xù)性要求，預防發(fā)生施工中斷的情況。

第二，攤鋪速度方面。攤鋪施工環(huán)節(jié)，要保證行駛速度達到穩(wěn)定性要求，如果在施工中出現(xiàn)速度變化的情況，會給壓實度帶來不利影響，最終出現(xiàn)平整度偏差，導致工程質量不合格。

第三，機械配合。攤鋪施工環(huán)節(jié)，一般會由于操作失誤或者不熟練等原因導致設備無法達到運行功能的要求，最終出現(xiàn)攤鋪質量的問題，需要組織專人進行管理，否則將會給工程質量產生負面影響。

第四，做好攤鋪機的計量與微調控制，在計量表走慢的情況下，如果不熟悉微調機器的操作，升降頻率高會影響平整度；另外，熨平板的溫度也會出現(xiàn)不均勻的情況，容易導致熨平板混亂的情況，出現(xiàn)坑洼不平的情況，給平整度造成負面的影響。在應用振動器或者夯錘施工頻繁的情況下，因為熨平板與夯擊聯(lián)機運行，平整度根本不能達到工程的要求，也會造成施工質量難以符合標準的要求。

第五，瀝青路面平整度與壓路機碾壓施工作業(yè)，在瀝青攤鋪機層間應用粘層油開展施工，做好分層質量的控制，如果是冷縫，則應該采用機械斷橫縫的形式，控制好縱縫壓實施工。冷縫要采用乳化瀝青材料黏結施工，保證壓實施工的效果合格，縱縫交錯設置，達到保油保水的效果。做好碾壓施工速度的控制，這是關鍵性的技術參數(shù)，在施工時終壓溫度不能低于70℃，溫度越高，對于提高平整度性能有積極作用，而溫度較低的情況下，摩擦阻力會增加。

5 結語

瀝青路面是我國非常重要的公路路面形式，對于促進我國交通事業(yè)的全面發(fā)展有著重要的價值和意義。在公路路面的質量檢測環(huán)節(jié)，采取必要的平整度試驗檢測技術，了解路面表面質量，分析研究影響因素，對于提高公路工程的水平有重要的價值。主要探討幾種常見的瀝青路面平整度試驗檢測技術，分析了解技術的優(yōu)勢和不足，以做出必要改進，完善檢測技術，準確掌握平整度參數(shù)，為今后交通事業(yè)全面發(fā)展奠定基礎。