瀝青路面層間溫度分析及路面平整度的控制

李崗，呂品陽，許翀

（嘉興市嘉蕭高速公路投資開發(fā)有限公司，浙江嘉興314001）

1 引言

自“十一五”實施高速公路“五八”工程以來，浙江省出臺了一系列技術(shù)規(guī)范和技術(shù)指南，加大了養(yǎng)護(hù)投入和監(jiān)督考察力度，全省高速公路瀝青路面總體質(zhì)量和路況水平得到了提高，但路面平整度欠佳、橋頭跳車、路面早期破損等問題仍然存在。筆者在這里主要從路基路面施工及養(yǎng)護(hù)管理等方面對平整度的影響因素做簡要分析并提出相應(yīng)的解決對策。

2 路基、底基層、基層平整度對瀝青混凝土面層平整度的影響

瀝青混凝土路面的平整度并不是由最后一道結(jié)構(gòu)層決定的。路基、底基層、基層施工過程中存在的細(xì)節(jié)問題、質(zhì)量通病等逐漸累積，最后會影響面層的平整度。

1）提高路面平整度要從路基平整度抓起。根據(jù)筆者的施工經(jīng)驗，在當(dāng)前宕渣材料日益緊缺的情況下，如果地質(zhì)情況允許，可以選用石灰土作為路基填筑材料。石灰土經(jīng)過合理的配比、碾壓后形成致密的板結(jié)層，增強了路基整體強度，同時，由于石灰土相對密度較小，可以有效控制路基工后沉降。

2）嚴(yán)格控制底基層、基層平整度。推薦使用3D數(shù)字化攤鋪技術(shù)，減少人為因素對底基層、基層平整度的影響[1]。

3）橋頭、涵頭沉降對路面平整度的影響。橋、涵等結(jié)構(gòu)物的臺背填筑材料也可使用石灰土進(jìn)行替代，以減少不均勻沉降造成的跳車現(xiàn)象。

3 瀝青混合料的質(zhì)量對路面平整度的影響

瀝青混合料的質(zhì)量直接影響著瀝青路面的施工質(zhì)量和使用品質(zhì)，控制混合料的穩(wěn)定性和波動性尤為關(guān)鍵，而混合料的質(zhì)量又與原材料的質(zhì)量密切相關(guān)，具體表現(xiàn)在以下方面：（1）集料的規(guī)格和質(zhì)量。在料源考察期間，要進(jìn)行取樣留存，對到場的原材料進(jìn)行比對和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)檢測，各項指標(biāo)都合格的原材料方可進(jìn)場使用。（2）瀝青的規(guī)格和質(zhì)量。優(yōu)先選用埃索、殼牌等質(zhì)量可靠的瀝青品牌，推薦使用紅外光譜儀對到場瀝青的相似度進(jìn)行控制。（3）瀝青混合料的拌和。瀝青混合料生產(chǎn)的過程中，推薦使用天然氣進(jìn)行加熱，以縮短加熱時間、提高生產(chǎn)效率、降低混合料的溫度離散性。在瀝青拌和樓接入物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，對每一盤混合料的拌和時間進(jìn)行監(jiān)控，做到可回溯。（4）瀝青混合料的運輸。瀝青混合料運輸車可采用棉被、油布、保溫板等方式進(jìn)行保溫，減少運輸過程中的溫度損失，到場后溫度滿足規(guī)范要求的材料才可使用[2]。

4 攤鋪機械及攤鋪作業(yè)對平整度的影響

攤鋪機性能及操作水平是影響瀝青混凝土路面平整度的直接因素，性能不匹配或操作不規(guī)范都會造成路面不平整甚至表面波浪。具體表現(xiàn)在以下方面：（1）根據(jù)路面等級，選擇性能優(yōu)良、結(jié)構(gòu)參數(shù)穩(wěn)定，與拌和機能力匹配的攤鋪機，推薦安裝3D數(shù)字化攤鋪設(shè)備，加強攤鋪平整度控制。（2）攤鋪速度要均勻。攤鋪速度過快會使鋪層疏松、供料困難；過慢則會影響生產(chǎn)效率，且料溫下降不易壓實。將攤鋪機接入物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，實時監(jiān)測攤鋪速度，在攤鋪速度不滿足要求時進(jìn)行報警，提醒現(xiàn)場施工人員及時進(jìn)行調(diào)整。（3）在卸料過程中，要求運料車與攤鋪機推動輪輕柔接觸，料斗均勻起升卸料，同時，應(yīng)防止混合料撒落在攤鋪機行走履帶前，造成自動找平系統(tǒng)的工作迎角發(fā)生變化。（4）防止瀝青混合料離析。在螺旋布料倉前部設(shè)置阻尼鏈條，避免豎向離析；在螺旋吊桿、螺旋邊部位置安裝反向葉片，避免條狀離析；在螺旋布料倉邊部增加柔性擋板，避免邊部自由攤鋪導(dǎo)致混合料不均勻；在布料倉內(nèi)采用長螺旋，減少螺旋吊桿處的帶狀離析風(fēng)險。（5）攤鋪過程中，注意混合料的保溫。在攤鋪機螺旋布料器上方加裝保溫蓋板為螺旋布料倉保溫，減少瀝青混合料在攤鋪前的溫度損失，保持混合料的施工和易性，提升瀝青攤鋪質(zhì)量。

5 碾壓作業(yè)對平整度的影響

5.1 壓實機械

瀝青混凝土面層的碾壓一般包括初壓、復(fù)壓、終壓。初壓宜用雙鋼輪壓路機；復(fù)壓用振動壓路機、輪胎壓路機；終壓可用雙鋼輪壓路機或振動壓路機。壓路機的規(guī)格、數(shù)量與行駛速度應(yīng)與攤鋪機的施工寬度和攤鋪機速度相匹配。

5.2 壓實工藝

1）嚴(yán)格控制碾壓速度和遍數(shù)。將壓路機接入物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，將采集的數(shù)據(jù)實時呈現(xiàn)給壓路機操作人員和現(xiàn)場管理人員，直觀地顯示路面各個區(qū)域的碾壓情況，避免漏壓或超壓。

2）使用水準(zhǔn)儀對攤鋪厚度進(jìn)行復(fù)核，發(fā)現(xiàn)有低洼處時，在碾壓前及時填補；碾壓過程中發(fā)現(xiàn)粗細(xì)集料集中時，應(yīng)及時將其挖除，換填符合要求的混合料，再進(jìn)行碾壓。

6 施工縫（縱、橫）對平整度的影響

瀝青路面施工中，施工接縫是必然存在的，接縫處常因結(jié)合強度不夠產(chǎn)生變形、裂紋、松散或錯臺等不平整現(xiàn)象。

1）縱向熱接縫。先鋪瀝青混凝土的一邊在壓實時預(yù)留一定寬度，待后面的攤鋪機鋪完后一起壓實即可。熱接縫的碾壓應(yīng)放在錯輪碾壓的最后進(jìn)行，由1臺壓路機完成，不要換機。

2）縱向冷接縫。在下次鋪筑前把邊緣切成垂直面，將后鋪的瀝青混凝土料與已鋪部分重疊5～10 cm，再將原路面上的瀝青混凝土料鏟除，最后用鋼輪壓路機按縱向15 cm間隔逐步錯輪跨越縱向接縫進(jìn)行壓實[3]。

3）橫向接縫。在下次攤鋪前，用平整度儀或3米直尺檢查端部平整度，將不符合要求的端部切除，在切割面上涂上乳化瀝青，用攤鋪機熨平板或熱料進(jìn)行預(yù)熱軟化，必要時用人工刮灑1層細(xì)料，然后用鋼輪壓路機橫向碾壓，以20 cm/次的寬度向新鋪方向錯移，直至全部在新鋪面上為止。

7 瀝青路面層間溫度對平整度的影響

通過在滬杭甬高速公路甬杭向K19+400（四車道）和K19+000（四車道）里程處各埋設(shè)5個數(shù)字式溫度傳感器，每30min測量1次路面和層間溫度，采集數(shù)據(jù)見表1、表2。

表1 甬杭K19+400（第四車道）處7月、8月道路各結(jié)構(gòu)層溫度

由表1可以得出：（1）在夏季高溫炎熱季節(jié)，瀝青路面表面層溫度最高，道路結(jié)構(gòu)層越往下，溫度越低。（2）瀝青路面日最高、最低溫度均出現(xiàn)在表面層。（3）從路表向下至監(jiān)控點底層，各結(jié)構(gòu)層最高溫度出現(xiàn)時段逐漸延遲。（4）與氣象溫度對比，炎熱季節(jié)路面日最高溫度比當(dāng)日最高氣溫平均高20.3 ℃；表面層以下4 cm處日最高溫度比當(dāng)日最高氣溫平均高13.9 ℃。（5）道路中面層日最高溫度已超過目前采用的普通瀝青軟化點（46～48℃），在中面層瀝青混合料采用非骨架結(jié)構(gòu)型級配情況下，若不采取措施，容易形成車轍、擁包和推移等病害。

表2 甬杭K19+000（第四車道）處7月、8月道路各結(jié)構(gòu)層溫度

而在接下來的幾天中，當(dāng)路面日最高溫度達(dá)到55℃并持續(xù)0.5 h以上時，安排對測溫點前后（甬杭K19+500～K18+950）進(jìn)行3次灑水降溫（主要時段為12:00～15:00），灑水后各結(jié)構(gòu)層溫度變化情況見表3。

表3 不同層位灑水前后的降溫差

由此可以得出：

1）強制灑水降溫后路面表面層溫度平均下降6.0 ℃，中面層（表面層以下4 cm處）溫度平均下降0.3 ℃。

2）從路表往下各結(jié)構(gòu)層最高溫度出現(xiàn)時間逐漸延遲，在灑水以后中面層及以下各結(jié)構(gòu)層溫度差大部分仍為正值（最大降幅僅為1.1 ℃），表明灑水對中面層及以下各結(jié)構(gòu)層溫度影響不明顯。

3)灑水日（路表溫度高于55℃時）中面層最高溫度均未低于49℃，已高于目前采用的普通瀝青軟化點，極易引起車轍、擁包和推移等病害，建議中面層瀝青材料軟化點指標(biāo)應(yīng)高于55℃。

8 結(jié)語

高速公路瀝青路面平整度是施工技術(shù)、人員素質(zhì)、養(yǎng)護(hù)管理的綜合體現(xiàn)。造成路面不平整的因素很多，對平整度影響因素的分析可以科學(xué)合理地指導(dǎo)路面施工及后期養(yǎng)護(hù)，有效提高車輛行駛的舒適性，具有重要意義。