高速公路瀝青路面平整度層位傳遞與控制技術(shù)

林津 禤煒安 譚淑芳

摘要：文章以實(shí)體工程平整度數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分析研究了瀝青路面不同層位平整度的變化和傳遞規(guī)律，以及下承層對(duì)瀝青表面層平整度的影響，提出了基于傳遞理論的瀝青路面平整度控制技術(shù)，研究了施工冷接縫、橋隧結(jié)構(gòu)物、停機(jī)等料處等特殊部位的平整度，給出了相應(yīng)的平整度控制技術(shù)措施，為高速公路瀝青路面不同層位以及特殊部位的平整度控制提供了參考。

關(guān)鍵詞：瀝青路面;平整度;層位傳遞;控制技術(shù)

0 引言

高速公路作為一種基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施，在聯(lián)接不同城市交流、促進(jìn)社會(huì)運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面發(fā)揮了重要的推動(dòng)作用。高速公路除了要滿足壓實(shí)度、滲水性、高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性等路用性能外，還應(yīng)滿足路面平整度要求。路面平整度關(guān)乎司乘人員的行車舒適度，影響車輛的行駛安全性，也對(duì)高速公路瀝青路面的使用性能產(chǎn)生直接影響。隨著瀝青路面機(jī)械設(shè)備和管理技術(shù)的不斷發(fā)展，精細(xì)化程度不斷提高，高速公路平整度控制技術(shù)已有了較大的提升。然而由于路基或基層施工存在缺陷以致對(duì)瀝青面層平整度造成影響，以及特殊部位平整度的處理技術(shù)仍然是高速公路瀝青路面平整度控制的短板之一，因此，公路建設(shè)者需要不斷尋求新方法、新工藝，提高路面平整度。

眾所周知，常規(guī)路面瀝青面層均采用“4+6+8”的結(jié)構(gòu)型式，面層之下設(shè)置了底基層和基層。所謂平整度傳遞理論指的是路基、底基層和基層的控制好壞直接影響瀝青面層平整度的控制水平。本文選取兩個(gè)典型路段，對(duì)應(yīng)測(cè)試了底基層、基層、下面層、中面層和表面層的平整度數(shù)據(jù)，并對(duì)特殊位置的平整度進(jìn)行了分析，提出了基于傳遞理論的瀝青路面平整度控制技術(shù)。

1 平整度層位傳遞分析

傳遞理論大多應(yīng)用于信號(hào)傳輸領(lǐng)域。在路面體系中，由于路面由不同層位組成，施工過程中自下而上鋪筑，下層結(jié)構(gòu)層的平整度控制質(zhì)量必然影響到上層結(jié)構(gòu)層的平整度。

本文基于此種設(shè)想，從傳遞理論方向研究分析瀝青路面平整度影響關(guān)系。

路面工程各結(jié)構(gòu)層是一個(gè)連續(xù)的整體，底基層的平整度影響著基層施工厚度及平整度控制，基層的平整度進(jìn)而影響著瀝青面層厚度及平整度的控制。加上高速公路瀝青路面各層面厚度多采用“4cm+6cm+8cm”的典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，瀝青面層總厚度也僅有18cm，下承層平整度控制稍有差錯(cuò)都將在很大程度上影響瀝青路面的整體平整度。

本文選取兩個(gè)典型路段，對(duì)不同層位的平整度進(jìn)行了測(cè)試，分析不同層位之間平整度的傳遞關(guān)系。

由圖1和圖2可以看出，無(wú)論是右幅還是左幅，由于采取了系列平整度控制措施，隨著層位的往上，平整度逐漸減小。

根據(jù)圖3的趨勢(shì)分析，右幅底基層的平整度均值為2.31mm，左幅底基層則為1.70mm，因此，右幅底基層的平整度控制較差。而后在基層、下面層、中面層和表面層的測(cè)試結(jié)果顯示，盡管左右幅平整度均值均減小了，但同一層位比較，左幅的總平整度優(yōu)于右幅，呈現(xiàn)出平整度的傳遞性。因此，在實(shí)際工程中，為保證瀝青路面的平整度和行車舒適性，需要在底基層甚至路基層施工時(shí)就要控制好平整度。

2 特殊位置平整度分析

影響瀝青路面平整度的特殊位置主要包括橋頭涵洞兩端、橋梁伸縮縫、施工冷接縫等。橋涵與路基交接處因壓實(shí)機(jī)械的作業(yè)面狹小，造成壓實(shí)不到位，往往會(huì)產(chǎn)生不均勻沉降，從而對(duì)路面平整度的控制產(chǎn)生影響。橋梁伸縮縫的安裝處理需要特別細(xì)致，稍有差池就會(huì)導(dǎo)致跳車現(xiàn)象出現(xiàn)，這也成為了高速公路跳車較為嚴(yán)重的位置。施工過程中難免會(huì)出現(xiàn)冷接縫，如當(dāng)天施工完后的接縫、天氣變化停工的接縫、拌和站或施工設(shè)備故障停工的接縫，舊料與新料溫度差異、狀態(tài)差異增加了冷接縫位置的平整度控制難度。

本文對(duì)某在建高速公路中面層平整度進(jìn)行了檢測(cè)與調(diào)查，采用連續(xù)式平整度儀采集平整度數(shù)據(jù)，分析不同特殊位置平整度的變化情況。

2.1 施工冷接縫的影響

不同施工日期必然存在冷接縫，對(duì)不同日期施工部位的平整度進(jìn)行了分析，如圖4和圖5所示。

根據(jù)路面平整度檢測(cè)結(jié)果可以看出，不同施工日期交接位置的平整度均較差，基本都>1mm，最小值為0.828mm，最大值為1.164mm，平整度值明顯增大。并且路面平整度與施工段落長(zhǎng)短呈現(xiàn)出一定的關(guān)系，即施工段落越短，路面平整度越差。因此在施工過程中要盡量延長(zhǎng)施工段落，減少冷接縫，同時(shí)要對(duì)冷接縫進(jìn)行特殊處理，提高路面平整度。

2.2 橋隧結(jié)構(gòu)物的影響

在路基段與橋隧結(jié)構(gòu)相接處，其下承層材料與結(jié)構(gòu)一般不同。路基段采用級(jí)配碎石+水穩(wěn)碎石作為底基層和基層，橋隧結(jié)構(gòu)物則主要以水泥混凝土作為基層，交接處往往存在壓實(shí)盲點(diǎn)，造成端部平整度不足的現(xiàn)象。

圖6中，YK44+000～YK44+300之間為橋梁段落，YK44+300～YK45+800之間為隧道段落，檢測(cè)結(jié)果顯示橋頭端部或隧道口處的平整度普遍較差，主要是由于下承層壓實(shí)度不足，行車荷載作用下路基不均勻沉降造成。為此要加強(qiáng)結(jié)構(gòu)物與路基交接處的施工質(zhì)量，提高該位置的壓實(shí)度，以免影響路面的平整度。另外建議中面層橋頭、隧道口交接處攤鋪基準(zhǔn)采用鋼絞線控制，有利于平整度的控制。

2.3 停機(jī)等料的影響

機(jī)械是保證路面質(zhì)量的重要因素之一，在實(shí)際施工中，機(jī)械故障是常有之事，難免會(huì)造成停機(jī)等料的情況出現(xiàn)。停機(jī)等料時(shí)間越長(zhǎng)，瀝青混合料的溫度下降幅度越大，越難壓實(shí)，必然影響平整度控制（見圖7～8）。

圖8中，由于拌和站故障，YK48+200～YK48+300之間段落出現(xiàn)了停機(jī)等料現(xiàn)象，中間間隔48min。分析可知施工過程中停機(jī)等料處是路面平整度控制的難點(diǎn)，一旦發(fā)生停機(jī)等料現(xiàn)象，混合料溫度必然會(huì)下降，尤其是在低溫和多風(fēng)環(huán)境條件下。混合料溫度降低后，該位置的壓實(shí)度將無(wú)法保證。在同樣的松鋪條件下，混合料得不到充分碾壓，該位置自然會(huì)比其他位置略高，平整度也就差了。故拌和站一定要儲(chǔ)備足夠的混合料，并且要注意日常檢查維修，以免在施工過程出現(xiàn)供料不足現(xiàn)象。

3 路面平整度控制技術(shù)

結(jié)合上述實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析，本文主要從下承層施工質(zhì)量、施工段落控制、施工過程及工藝三大方面提出路面平整度控制技術(shù)措施。

3.1 不同層位施工質(zhì)量控制

根據(jù)前文所述可知，平整度層位傳遞是控制瀝青路面最終平整度的主要成因之一，因此在施工過程中必須要注重對(duì)路基、基層等每個(gè)結(jié)構(gòu)層的施工質(zhì)量控制，應(yīng)從以下方面進(jìn)行：

（1）施工壓實(shí)度控制。壓實(shí)度是每個(gè)結(jié)構(gòu)層的關(guān)鍵控制指標(biāo)，平整度的好壞評(píng)判也是基于是否有足夠的壓實(shí)度。壓實(shí)度不足還會(huì)導(dǎo)致路面在荷載和水的耦合作用下形成坑槽，嚴(yán)重影響路面的平整度。

（2）加強(qiáng)各層位平整度的控制。每個(gè)路面層位都是鋪筑于下承層，根據(jù)平整度的層位傳遞分析，下承層的平整度控制越不好，上一層的平整度控制難度越大;下承層平整度越好，路面的整體平整度越優(yōu)異。因此，在施工過程管理中，要加強(qiáng)對(duì)瀝青路面平整度層位傳遞的認(rèn)識(shí)，重視每一層位的施工質(zhì)量控制，以保證路面整體平整度。

3.2 施工段落控制

3.2.1 施工段落長(zhǎng)度

施工段落越短，出現(xiàn)的冷接縫越多，而冷接縫平整度是較難控制的位置，從這一角度出發(fā)，可知施工段落長(zhǎng)度是越長(zhǎng)越好，施工單位可以采用輪班制度進(jìn)行瀝青層施工，以此減少冷接縫的出現(xiàn)，對(duì)保障路面平整度有利。根據(jù)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》推薦的瀝青混合料攤鋪速度為2～6m/min，以每天工作10h計(jì)算，一天可攤鋪長(zhǎng)度約為3.6km。因此，施工段落長(zhǎng)度應(yīng)至少保證在4km。

3.2.2 瀝青拌和站產(chǎn)能

瀝青拌和站的產(chǎn)能必須要與攤鋪機(jī)需求量匹配，并且要有一定的富余，才能保證施工的連續(xù)性，減少停機(jī)等料的情況。停機(jī)等料處往往由于碾壓不及時(shí)，導(dǎo)致混合料溫度下降，錯(cuò)過了該處最佳的碾壓時(shí)機(jī)。瀝青混合料屬于感溫性材料，溫度對(duì)瀝青路面壓實(shí)度尤為重要，在相同的松鋪厚度條件下，溫度低的位置壓實(shí)效果較差，平整度自然沒有了保障。

因此，要從以下幾個(gè)方面提高瀝青拌和站的產(chǎn)能：（1）采用大型號(hào)的性能良好的瀝青拌和站;（2）保持冷料級(jí)配穩(wěn)定，減少等料溢料現(xiàn)象;（3）采用質(zhì)量好的重油，提高燃燒熱值，快速提升礦料溫度;（4）瀝青面層用集料要采取覆蓋防雨措施，避免集料被雨淋濕后干燥時(shí)間延長(zhǎng)。在確保拌和站有足夠的產(chǎn)能后，還需要有合理的現(xiàn)場(chǎng)管理與組織協(xié)調(diào)能力，避免不必要的停機(jī)，確保路面的連續(xù)施工，保證路面施工的質(zhì)量均勻。

3.3 施工過程及工藝的控制

（1）施工設(shè)備與工藝

瀝青混合料的碾壓是路面施工的最后一道工序，也是影響平整度的最主要因素。攤鋪到路面上的瀝青混合料，在大氣環(huán)境中，熱量散失更快，溫度下降更快，稍作遲緩將會(huì)錯(cuò)過最佳的碾壓時(shí)機(jī)，尤其是在低溫和多風(fēng)條件下施工，必須做好緊跟碾壓，保障路面壓實(shí)度，也能保障路面的平整度。

在大規(guī)模施工前，要做好試驗(yàn)路段碾壓設(shè)備與工藝組合的對(duì)比分析和研究總結(jié)，結(jié)合采用的瀝青混合料類型和結(jié)構(gòu)層厚優(yōu)選最佳的施工碾壓設(shè)備與工藝，確定好不同階段的碾壓溫度、遍數(shù)、速度等工藝參數(shù)，為瀝青路面的大規(guī)模連續(xù)施工提供可靠的技術(shù)指導(dǎo)。

（2）初始?jí)簩?shí)度及尾料控制

攤鋪機(jī)自帶有振搗或夯錘壓實(shí)裝置，混合料攤鋪到路面后本身具有一個(gè)初始?jí)簩?shí)度。工程經(jīng)驗(yàn)表明，混合料的初始?jí)簩?shí)度越高，對(duì)路面平整度的控制越有效，因此應(yīng)盡量提高混合料的初始?jí)簩?shí)度。

運(yùn)料車卸料后往往會(huì)有部分尾料殘留在車倉(cāng)內(nèi)，不能將其直接傾倒在行車道上。由于尾料是極少一部分，溫度保存條件差，降溫速度快，當(dāng)攤鋪機(jī)攤鋪到該位置時(shí)，尾料料溫已經(jīng)低于必須的碾壓溫度，錯(cuò)過了最佳碾壓時(shí)機(jī)，形成一個(gè)碾壓的薄弱點(diǎn)，甚至根本無(wú)法碾壓密實(shí)，自然影響了路面的平整度。因此料車尾料不允許傾倒在行車道上，要運(yùn)到指定位置集中處理。

4 結(jié)語(yǔ)

瀝青路面平整度已成為了高速公路質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)，必須在施工過程中嚴(yán)格控制。通過實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析可以得出以下結(jié)論：

（1）隨著層位的往上增加，平整度值總體趨勢(shì)均會(huì)逐漸減小。底基層平整度越差，其表面層平整度也會(huì)較差，這表明不同層位路面平整度具有傳遞性，因此需要控制好每一層的平整度，方可保證路面的最終平整度和行車舒適性。

（2）施工段落越短，路面平整度越差。在施工過程中要盡量延長(zhǎng)施工段落，減少冷接縫，同時(shí)要對(duì)冷接縫進(jìn)行特殊處理，提高路面平整度。

（3）橋頭端部或隧道口處的平整度普遍較差，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)結(jié)構(gòu)物與路基交接處的施工質(zhì)量控制，提高該位置的壓實(shí)度，以免影響路面的平整度。另外建議中面層橋頭、隧道口交接處攤鋪基準(zhǔn)采用鋼絞線控制，有利于平整度的控制。

（4）停機(jī)等料時(shí)，瀝青混合料溫度必然會(huì)下降，最終難以充分碾壓，造成平整度不足。故拌和站一定要儲(chǔ)備足夠的瀝青混合料，并且要注意日常檢查維修，以免施工過程出現(xiàn)供料不足現(xiàn)象。

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