公路瀝青混凝土路面平整度施工技術(shù)研究

余小琴

（高安市交通運(yùn)輸局，江西 高安 330800）

0 引言

對于公路工程項(xiàng)目而言，瀝青混凝土路面平整度是影響公路工程質(zhì)量的重要因素，而且與公路交付使用后的運(yùn)營質(zhì)量有極大關(guān)系。路面平整度不合格會導(dǎo)致駕駛?cè)藛T行駛過程中的難度增加、安全性及舒適性得不到保障，甚至可能造成行車安全風(fēng)險。同時，公路路面平整度不合格，使運(yùn)營質(zhì)量得不到保障，要對路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，從而增加了養(yǎng)護(hù)成本。所以，在公路工程項(xiàng)目施工中，施工企業(yè)要重視瀝青混凝土路面平整度，確保公路的施工質(zhì)量，提高公路的運(yùn)營效率。在具體的工作中，施工企業(yè)相關(guān)負(fù)責(zé)人要明確路面平整度不合格的原因，并對其進(jìn)行科學(xué)合理的分析，在此基礎(chǔ)上制定應(yīng)對措施。路面施工完成后，要組織檢測人員對路面進(jìn)行檢測，確保其平整度達(dá)標(biāo)。

1 公路瀝青混凝土路面平整度檢測方法

在早期的瀝青混凝土路面平整度檢測工作中，普遍使用3m 直尺測定法進(jìn)行檢測作業(yè)。該方法在使用過程中有許多不足，檢測速度相對較慢，其檢測數(shù)據(jù)也做不到精準(zhǔn)，人力物力投入較大。隨著檢測技術(shù)的不斷完善與創(chuàng)新，車載式激光平整度儀應(yīng)運(yùn)而生，在應(yīng)用過程中，具有速度快、精準(zhǔn)度高、穩(wěn)定性強(qiáng)等特征。因此，在公路瀝青混凝土路面平整度檢測工作中得到了廣泛的使用。該技術(shù)在實(shí)際工作中，通過采用激光傳感器、陀螺儀對路面平整度進(jìn)行檢測。

首先，將儀器固定在車輛底部，車輛在需要檢測的路面上勻速緩慢行駛，隨著車輛行駛，車輛底部的激光傳感器發(fā)射出激光信號，同時接收激光束。然后，通過計算機(jī)的強(qiáng)大功能，將信號轉(zhuǎn)換成路面真實(shí)斷面的信號，再將信號傳輸至計算機(jī)通過相關(guān)數(shù)據(jù)分析平臺，形成路面平整度檢測報告。該技術(shù)的合理應(yīng)用能有效提高檢測效率，相較于早期的3m 直尺測定法，有了飛躍性的提升，因此在很大程度上推進(jìn)了施工進(jìn)度。

此外，在檢測過程中，車輛可以結(jié)合檢測路面的實(shí)際情況，將速度控制在0～15km/h 范圍內(nèi)，并在該范圍內(nèi)自由調(diào)控，所以該檢測技術(shù)比較適合對高速公路及機(jī)場跑道等路程較長的公路進(jìn)行平整度檢測。車輛在檢測路面行駛過程中，可以將檢測數(shù)據(jù)及檢測結(jié)果同步呈現(xiàn)。另外，該檢測技術(shù)在對路面進(jìn)行橫斷面掃描時，使用精密度較高的光學(xué)設(shè)備，因此檢測數(shù)據(jù)的精度非常高。檢測時，采樣間距控制在0.15mm內(nèi)即可，檢測精度要達(dá)到0.1mm，在此情況下，公路平整度達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。在車輛行駛過程中，不可避免地會出現(xiàn)顛簸等情況，造成檢測數(shù)據(jù)存在誤差，而陀螺儀和加速度計可以有效防止車輛顛簸對數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響，確保檢測數(shù)據(jù)的精度，提高數(shù)據(jù)的可靠性[1]。

2 工程概況

某市高速公路工程項(xiàng)目總長為150km，寬度為29m，其設(shè)計形式為雙向4 車道，設(shè)計速度為80km/h，路面采用瀝青鋪設(shè)。下面層采用瀝青混合料，規(guī)格為AC-25C。瀝青混合料主要由石灰?guī)r集料、石灰?guī)r礦粉、石油瀝青等組合而成，厚度約為10cm；中面層采用道路石油瀝青混合料，包含瀝青、石灰?guī)r集料、石灰?guī)r礦粉，厚度約為6cm；表面層采用AC-13C 型道路石油瀝青混合料，細(xì)集料采用機(jī)制砂，粗集料由玄武巖制作而成，瀝青是石油瀝青。

3 公路瀝青混凝土路面平整度控制技術(shù)

3.1 加強(qiáng)瀝青混合料的質(zhì)量驗(yàn)收

粗集料、細(xì)集料、瀝青等都是混合料的主要組成部分，材料的質(zhì)量與瀝青混凝土路面平整度有直接關(guān)系。因此在瀝青混合料的制作過程中，要確保材料性能、規(guī)格滿足施工要求，在此基礎(chǔ)上再對其進(jìn)行質(zhì)量檢測，確保材料質(zhì)量合格的情況下，進(jìn)行瀝青混合料制作。在該工程項(xiàng)目中，道路石油瀝青混合料的針入度要達(dá)到80～100mm，軟化值為50℃，彈性恢復(fù)大于60%。細(xì)集料顆粒平均粒徑為0.073～2.35mm，針片狀顆粒含量要小于總量的3%。工程使用的礦粉是由石灰?guī)r制作而成，并且其表觀密度、含水量、塑性指數(shù)都符合施工設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，且質(zhì)量達(dá)標(biāo)。檢測人員對上述材料進(jìn)行檢測，確定合格后，材料才能進(jìn)入施工現(xiàn)場。同時，在材料檢測合格的基礎(chǔ)上，要科學(xué)合理地進(jìn)行混凝土拌和工作，確保其制作流程符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范[2]。

3.2 施工機(jī)械設(shè)備的科學(xué)選型

在公路瀝青混凝土路面施工中，相關(guān)機(jī)械設(shè)備的科學(xué)合理使用，不但能有效提高工程的施工質(zhì)量，還能確保公路路面的壓實(shí)度及平整度。例如，混凝土拌和工作使用的拌和設(shè)備不但要確保實(shí)用性，還要具有自動化功能，并且在拌和過程中確保出料溫度均勻，瀝青混合料符合標(biāo)準(zhǔn)等。國內(nèi)生產(chǎn)的LB2000 型可搬式拌和設(shè)備能滿足以上要求，其相關(guān)參數(shù)見表1。

表1 拌和設(shè)備參數(shù)

3.3 加強(qiáng)施工質(zhì)量的控制

3.3.1 選擇合適的松鋪系數(shù)

在公路瀝青混凝土路面施工中，要根據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)際情況，選擇合適的松鋪系數(shù)。松鋪系數(shù)是瀝青混合料壓實(shí)前厚度與壓實(shí)后厚度的比值。根據(jù)施工方案確定的松鋪系數(shù)，進(jìn)行實(shí)際的測量工作。首先，結(jié)合施工現(xiàn)場情況選擇多個測量點(diǎn)，對測量點(diǎn)位置進(jìn)行鉆芯取樣，然后測量瀝青混合料壓實(shí)前與壓實(shí)后的厚度。松鋪系數(shù)大小與瀝青混凝土路面平整度有直接關(guān)系，系數(shù)越大路面平整度越小，反之，則平整度較高。所以在施工過程中，要做好壓實(shí)厚度的測量工作。在通常情況下，只需進(jìn)行一次路面碾壓即可達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，如果碾壓完成后，松鋪系數(shù)還是比較高，就要對路面進(jìn)行二次碾壓作業(yè)，直到松鋪系數(shù)合格，這樣才能確保路面平整度[3]。

3.3.2 攤鋪機(jī)行駛速度的控制

在公路路面攤鋪施工中，要對攤鋪機(jī)的速度進(jìn)行合理控制。通常情況下攤鋪機(jī)要保持勻速運(yùn)行的狀態(tài)，才能確保公路路面瀝青混合料的厚度、密度均勻，保證路面平整度符合標(biāo)準(zhǔn)。因此，在現(xiàn)場施工中，要根據(jù)拌和機(jī)的拌和能力、攤鋪機(jī)的工作性能以及施工設(shè)計中路面平整度標(biāo)準(zhǔn)等，對攤鋪速度進(jìn)行確定。該工程的設(shè)計方案確定了攤鋪速度為2～6m/min。一般情況下，取低限能夠提高預(yù)壓密實(shí)度，松鋪系數(shù)較小時，路面平整度更高。但在實(shí)際施工中，還要綜合考慮施工速度、施工成本等問題。最佳攤鋪速度可通過相關(guān)公式計算得出[4]。

3.3.3 熨平板振動頻率與夯錘夯擊頻率的調(diào)控

首先，在實(shí)際攤鋪施工中，為了確保攤鋪面有良好的平整度，要使用熨平板。熨平板具有加熱功能，可對瀝青混合料的攤鋪溫度進(jìn)行控制，確保溫度維持在120～165℃范圍內(nèi)。其次，熨平板通過振動，對攤鋪面進(jìn)行預(yù)壓，保證攤鋪面有較好的平整度，為碾壓施工做好準(zhǔn)備。結(jié)合路面瀝青混合料的厚度，采用合適的振動頻率。一般來說，面層較厚時要選擇高擋位振動，反之，選擇低擋位振動。在此基礎(chǔ)上，才能杜絕面層“搓板”情況發(fā)生，確保路面平整度提高[5]。最后，在攤鋪工作中，也可采用夯錘進(jìn)行路面預(yù)壓，其操作流程與熨平板操作方式大致相同。當(dāng)面層混合料厚度達(dá)到4cm，攤鋪機(jī)速度為5m/min 時，夯錘夯擊頻率與熨平板振動頻率的控制標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 夯錘夯擊頻率與熨平板振動頻率控制標(biāo)準(zhǔn)

3.3.4 瀝青混合料碾壓溫度的調(diào)控

在公路瀝青混凝土路面施工中，瀝青混合料拌和完成后，溫度控制在150～170℃，再通過車輛運(yùn)到施工現(xiàn)場。在運(yùn)輸過程中，瀝青混合料容易出現(xiàn)失溫問題。鑒于這種情況，對瀝青混合料現(xiàn)場卸料溫度進(jìn)行設(shè)定，標(biāo)準(zhǔn)溫度不低于130℃。攤鋪施工時溫度不低于120℃。不同情況施工溫度控制標(biāo)準(zhǔn)見表3[6]。碾壓時，瀝青混合料溫度呈現(xiàn)最佳狀態(tài)，此時，瀝青混合料流動性較好，為后續(xù)攤鋪及碾壓奠定基礎(chǔ)，提高施工效率及質(zhì)量。同時，碾壓完成后，其密實(shí)度與平整度較好。

表3 施工溫度標(biāo)準(zhǔn)

3.3.5 碾壓遍數(shù)與碾壓速度的控制

碾壓作業(yè)對于瀝青混凝土路面施工起非常重要的作用，其工作成效與路面平整度有直接關(guān)系。該項(xiàng)目采用膠輪壓路機(jī)和雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行瀝青混合料的碾壓施工，對試驗(yàn)路段應(yīng)用了3 種碾壓方式，碾壓過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)見表4。

表4 碾壓方案比較

結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，方案一：碾壓后，出現(xiàn)了粗集料壓碎、瀝青混合料溫度下降等問題，通過膠輪壓路機(jī)碾壓后，瀝青混合料的揉搓擠密成效性降低，路面平整度不佳。方案二：膠輪壓路機(jī)進(jìn)行第一次碾壓后，出現(xiàn)瀝青混合料橫向推擠的情況，第二次采用雙鋼輪壓路機(jī)碾壓，輪胎痕跡無法清除，路面平整度較差。方案三：路面平整度較理想。最后再對路面進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果顯示方案三的施工效果最佳。因此，決定采用膠輪→鋼輪→膠輪碾壓法進(jìn)行碾壓施工。攤鋪工作完成后，首先，對路面進(jìn)行預(yù)壓、復(fù)壓及終壓，此過程要保證連續(xù)性、及時性。在實(shí)際碾壓時，雙鋼輪壓路機(jī)要在前面緩慢勻速前行，膠輪壓路機(jī)跟在后面，達(dá)到兩種設(shè)備同步進(jìn)行碾壓施工的目標(biāo)。在碾壓過程中，不能出現(xiàn)中斷施工及轉(zhuǎn)彎等情況，保證其過程的持續(xù)性及連續(xù)性[7-8]。其次，由雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行收尾工作。在碾壓過程中，現(xiàn)場施工人員要仔細(xì)對路面進(jìn)行觀察，如發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，立即制定解決方案并促進(jìn)問題及時、有效解決。最后，對路面反復(fù)碾壓，確保路面平整度達(dá)到工程設(shè)計要求。壓路機(jī)的振動頻率與路面的壓實(shí)質(zhì)量及平整度有直接關(guān)系。振動擋位的選擇要根據(jù)路面攤鋪厚度確定。當(dāng)攤鋪厚度在4cm 以下時，振幅為靜壓：攤鋪厚度為4～6cm，選擇1 擋，攤鋪厚度為6～8cm 時，選擇2 擋或3 擋；攤 鋪厚度為8～10cm，選擇3 擋或4 擋。在壓路機(jī)工作過程中，每行駛5m，壓路機(jī)要振動一次，因此行進(jìn)速度要保持勻速、緩慢。

4 結(jié)語

在公路瀝青混凝土路面施工中，路面平整度是衡量施工質(zhì)量的重要指標(biāo)。因此，在具體施工過程中，要對瀝青混合料的配置、攤鋪以及碾壓過程進(jìn)行合理控制，并在施工完成后對路面平整度進(jìn)行檢測，確保公路路面平整度符合施工設(shè)計要求。