淺談瀝青路面平整度控制

胡天翔，高正薈（西部中大建設集團有限公司，甘肅　蘭州　730000）

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淺談瀝青路面平整度控制

胡天翔，高正薈
（西部中大建設集團有限公司，甘肅蘭州730000）

摘要：隨著改革開放的進一步深入，全國高等級公路得以迅猛發展。在高等級公路建設中，由于瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面相比具有表面平整、無接縫、行車舒適、耐磨、振動小、噪音低、施工期短、養護維修簡便、適宜分期修建等諸多特點而被廣泛運用。如何能更好地使高速公路有較好的舒適性、安全性和經濟性，滿足人們出行時對公路越來越高的要求，其中一個很重要的指標就是平整度，它反映了道路的綜合使用性能。結合西部中大建設集團在廣西壯族自治區承建的柳武高速公路路面施工工作實踐，以及對平整度的定義和檢測方法、引起路面不平整的原因分析、施工平整度控制要點等方面，分析了影響瀝青混凝土平整度的各種因素以及解決的辦法。最終達到能夠有效地控制路面平整度，減緩瀝青混凝土路面平整度的下降速度以及延長瀝青混凝土路面的使用壽命，提高舒適性和安全性的目的，并以此帶來顯著的經濟效應。

關鍵詞：整度;下承層;瀝青混凝土路面

1　概述

瀝青混凝土路面是采用瀝青材料做結合料，粘結礦料修筑面層的路面結構，路面平整度直接影響道路的使用功能。瀝青路面的平整度的好壞體現著企業施工技術水平和管理能力。持久良好的路面平整度是高速行車舒適和安全的必要條件，也是工程質量好壞的標志。

1.1對車輛運營的影響

路面的不平整是引起車輛隨機振動的最重要因素，不僅會引起輪胎的磨損和過早破壞，加速車輛零部件損失，而且增加了車輛的燃油消耗，提高車輛運營費用。因此，提高路面平整度對車輛運行的經濟性有重要的影響。

1.2對行車舒適性和安全性的影響

良好的路面平整度能保證車輛高速、舒適、安全的通過，而不平整度的路面會造成路面顛簸，影響行車的速度，駕駛的平穩和乘客的舒適性。此外，路面平整度也直接關系著行車安全，路面平整度太差，雨后容易積水，導致行車時的水霧和漂滑而出現安全事故。對高等級公路而言，這一點尤為重要。因此，提高路面平整度能間接確保車輛行駛安全。

1.3對路面養護費用和使用壽命有顯著的影響

如果路面的平整度好，可以減少車輛與路面的相互作用動荷載，消除積水，防止滲漏，那么必定會延長路面的使用壽命，節約養護費用。

總之，路面平整度是評定路面質量的主要技術指標之一，它關系著行車的安全、舒適以及路面受到沖擊力的大小和使用壽命。在施工過程中，不但要求路面的初始平整度好，而且要求良好平整度能保持較長的時間，即路面的不平整度衰減緩慢。

2　瀝青混凝土路面平整度的檢測方法

公路路面平整是以幾何平面為基準，表現為道路路面縱向和橫向的凸凹程度。所謂路面不平整是指實際路面表面對設計的幾何平面的偏離程度,即路面平整度。路面平整度檢測方法有3m直尺法、連續式平整度儀檢測法、車載式顛簸累積儀檢測法和車載式激光平整度儀檢測法四類。

3m直尺法是以量測的最大間隙h作為平整度評價指標，以mm計。由于3m尺全部由人工操作，數據采集慢，并且只能測得很少數據，因此人為因素大、精度低、測試效率低。只適用于道路施工過程中進行質量控制，不適合高等級公路竣工驗收和日后運行中進行檢測評定。在評價路面使用狀況或在路面管理系統的數據采集方面是一種落后的測量分析方法，當然在施工控制中仍具有重要的應用價值。

連續式平整度儀檢測法的評價指標為標準差δ。在我國多采用3m長、8個輪組成基架的連續式平整度儀測量路面不平整度。該儀器在8～12km／h速度下測量，每100m長輸出一個不平整度值——標準差(mm),常稱平整度均方差指標值。用均方差值的大小來表示實際路面的平整度時，均方差值越小，平整度的指標越高，反之，平整度的指標越低。連續式平整度儀可實現連續測試，工作效率高，能較好地反映路面的凹凸程度，因此，主要用于測定路面表面平整度，評定路面的施工質量和使用質量，但不適用于在已有較多坑槽、破損嚴重的路面上測定。

車載式顛簸累積儀檢測法和車載式激光平整度儀檢測法評價指標均為國際平整度指數IRI。由于路面平整度的測量手段和種類繁多，同一條道路采用不同的測量手段和儀器可得出不同的路面平整度量測結果，為了使采用不同的測量手段和儀器測定的結果可以相互比較和轉換，以提供相對穩定和有效的路面平整度指標和評價標準，提出國際平整度指數IRI（即International Roughness Index的簡寫）標準。它是一項標準化的平整度指標，它采用1/4車模型（類似于單輪拖車），模擬標準車在80km/h速度條件下，車身懸掛的總位移（單位為m）與行駛距離（單位為km）之比。

3　瀝青混凝土路面平整度影響的因素

3.1下承層施工質量

下承層施工質量不僅是影響公路路面后期平整度的主要因素，也是影響公路路面早期平整度的重要因素。根據平整度傳遞作用，瀝青混凝土路面的平整度與路基、路面底基層、基層平整度息息相關。路基、路面底基層、基層平整度將直接反射到路面面層上。要提高路面平整度，應嚴格控制下承層的施工質量。下承層質量主要為3個指標:彎沉、壓實度和平整度，其中，彎沉和壓實度主要影響的是路面后期的平整度。路基、路面底基層、基層的施工平整度由于平整度本身的傳遞性而影響公路路面的早期平整度。

3.2橋頭涵洞兩端及橋梁伸縮縫處

1）由于壓實機械的作業面狹小使壓實不到位，通車后容易引起路基的壓縮沉降；

2)由于臺背路基填料和臺身剛度差較大，造成沉降不均勻；

3)在橋(涵)與路基接合處，常會產生細小收縮裂縫，雨水涌入后，使路基產生病害，導致該處路基發生沉降；

4)橋梁伸縮縫在造型和施工考慮不周和處理不當。

3.3瀝青混凝土路面的施工工藝

路面結構層的施工指的是瀝青混凝土面層的施工，其影響平整度的因素很多，如粗集料的級配，瀝青混合料的溫度，施工機械的先進程度及碾壓工藝、施工人員素質等很多環節都將影響路面的平整度。

1）瀝青路面面層攤鋪材料的質量。（1）瀝青混合料的配合比不合理，有：油石比較大，已鋪筑的路面會產生壅包和泛油。油石比較小，路面會出現松散。礦料的質量不好，集料的壓碎值和石料的抗壓強度太差和針片狀顆粒含量過高，使路面混合料的穩定度降低，容易出現路面的各種病害；2）瀝青混和料的拌合不均勻，導致出現花白料，使路面難以攤鋪成型。拌和溫度過高造成瀝青老化，不能保證瀝青混凝土攤鋪質量。拌和和能力過小，出現停工待料狀況，使接頭處溫度降低，出現溫度差，形成一個個坎。當運輸設備不配套或司機技術較差時，會撞擊攤鋪機，使機身后移，形成臺階。

2）路面攤鋪機械及工藝。攤鋪機是瀝青面層施工的主要機具設備，其本身性能的好壞及操作水平對攤鋪平整度影響很大，具體表現為：攤鋪機結構參數選擇不當；攤鋪機基準線控制不當；攤鋪的速度快慢不均；攤鋪機在操作中猛烈起步和緊急制動以及供料系統忽快忽慢，這些都會造成面層的不平整和波浪。

3）碾壓工藝對平整度的影響。瀝青面層鋪筑后的碾壓對平整度的影響主要有壓路機型號選擇、碾壓溫度控制、碾壓速度控制、碾壓路線選擇、碾壓遍數控制等方面，如果選擇和控制不好碾壓工藝，將會造成面層的不平整。

4）接縫處理欠佳影響。接縫包括縱向接縫和橫向接縫(工作縫)兩種。接縫處理不好常容易產生的缺陷是接縫處下凹或凸起，以及由于接縫壓實度不夠和結合強度不足而產生裂紋甚至松散。

總之，影響路面平整度的因素很多。只有通過對各種影響因素的控制，達到理想的路面平整度，才能實現人們對公路的舒適、安全、經濟的要求。

4　瀝青混凝土路面平整度控制措施

在實際施工過程中，為了加強對瀝青混凝土路面質量及平整度的控制，除了在開工前通過試驗段來確定攤鋪、碾壓等施工工藝外，還應從以下幾個方面著手控制。

4.1下承層施工質量及橋頭涵洞兩端及橋梁伸縮縫處質量控制

在路基交驗時，嚴格控制路基壓實度（臺背回填）、彎沉及平整度指標，所交驗路段各項指標均應達到規范要求的合格標準，對不符合規范要求的路段要求路基施工單位整改處理復驗合格，確保下承層施工質量可控。同時在橋背及涵背回填完成后，采取人工沙袋預壓，使其在路面施工前達到預計沉降值，從而消除后期不均勻沉降。在條件允許的情況下，可在涵背兩層回填范圍內澆筑砼搭板（工藝同橋頭搭板），確保路面施工平整度。

4.2瀝青面層材料的質量控制

柳武高速公路瀝青面層采用三層結構，上面層采用SBS改性瀝青混合料AC-13C、中面層采用SBS改性瀝青混合料AC-20C、下面層采用普通道路石油A級瀝青混合料AC-25。在瀝青混合料配合比設計方面，本項目通過目標配合比設計（由廣西交通科學研究院完成）、生產配合比設計和生產配合比驗證3個階段調試后，確定粗集料、細集料、礦粉和瀝青材料相互配合的最佳組成比例。使其既滿足面層設計要求，又符合經濟的原則。在柳武高速公路路面施工中，中面層還進行了動態穩定度的檢查以及抗車轍能力檢測是否符合設計要求。為提高混合料的高溫穩定性、在瀝青混合料中，增加粗礦料含量，從而提高瀝青混合料的內摩阻力。同時適當提高瀝青材料的粘稠度，控制瀝青與礦料的比值(油石比)，嚴格控制瀝青用量，采用具有活性礦粉以改善瀝青與礦料的相互作用，同時提高瀝青混合料的粘結力。在瀝青混合料攪拌過程中嚴格控制拌和溫度及拌和時間，確保混合料各個階段的溫度符合規范要求，且無無花白料。

4.3攤鋪工藝控制

1）攤鋪機結構參數和調整

熨平板寬度選定應遵循以下3個原則：

（1）對稱原則：組合后的熨平板應與機械本身左右對稱，即對稱原則;

（2）最小接縫原則：熨平板的組合寬度內應盡可能減少縱向接縫，即最小接縫原則;

（3）縱向接縫不重合原則：在多層次路面的上下層縱向接縫不重合原則。

2）攤鋪機的攤鋪進度控制

（1）攤鋪機速度一般為2～6m／min。（2）在攤鋪過程中應盡量避免停機，應將每天必須停機中斷攤鋪點放在構造物一端預定做收縮縫的位置。在中途萬一停機，馬上將熨平板鎖緊不使下沉，停頓時間超過30min或混合料低于100℃時，要按照處理冷接縫的方法重新接縫。

3）攤鋪機操作控制措施。選用熟練的攤鋪機操作手，并進行上崗前培訓。攤鋪前，熨平板必須清理干凈，調整好熨平板的高度和橫坡后，預熱熨平板。熨平板的預熱溫度應接近瀝青混合料的溫度，一般可加熱到85～90℃。在攤鋪過程中，應有專人指揮卸料車進行卸料；確保攤鋪機供料系統的工作具有連續性，即保證腳輪（輸送輪）內的料位高度穩定、均勻、連續，料位高度保持在中心軸以上葉片的2/3為宜。同時派專人負責及時清掃灑落的粒料。

4.4碾壓質量控制

碾壓質量直接影響到路面的密實程度和行車后的平整度，碾壓不密實，開放交通以后，行車密實以后，路面變形就會很大，平整度衰減就快。

瀝青混凝土面層的碾壓通常分為3個階段進行，即初壓、復壓和終壓。

1）初壓，第一階段初壓習慣上常稱作穩壓階段。由于瀝青混合料在攤鋪機的熨平板前已經初步夯擊壓實，而且剛攤鋪成的混合料的溫度較高（常在140℃左右），因此只要用較小的壓實就可以達到較好的穩定壓實效果。通常用6～8t的雙輪振動壓路機以2km/h左右速度進行碾壓2～3遍。碾壓機驅動輪在前靜壓勻速前進，后退時沿前進碾壓時的輪跡行駛進行振動碾壓。也可以用組合式鋼輪-輪胎（4個等間距的寬輪胎）壓路機（鋼輪接近攤鋪機）進行初壓。前進時靜壓勻速碾壓，后退時沿前進碾壓時的輪跡行駛并振動碾壓。

2）復壓，第二階段復壓是主要壓實階段。在此階段至少要達到規定的壓實度，因此，復壓應該在較高溫度下并緊跟在初壓后面進行。復壓期間的溫度不應低于100～110℃，通常用雙輪振動壓路機（用振動壓實）或重型靜力雙輪壓路機和16T以上的膠輪壓路機同進先后進行碾壓。碾壓遍數參照鋪筑試驗段時所得的碾壓遍數確定，通常不少于8遍，碾壓方式與初壓相同。

3）終壓，第三階段終壓是消除缺陷和保證面層有較好平整度的最后一步。由于終壓要消除復壓過程中表面遺留的不平整，因此，瀝青混合料也需要有較高的溫度。終壓常使用靜力雙輪壓路機并應緊接在復壓后進行。終壓結束時的溫度不應低于瀝青面層施工規范中規定的70℃(中上面層為90℃)，應盡可能在較高溫度下結束終壓。

在施工現場，碾壓應是初壓、復壓和終壓的壓路機各在相互銜接的小段上碾壓并隨攤鋪速度依次向前推進。當然，實際碾壓過程中壓路機會超過復壓與初壓和終壓復壓的分界線；為使壓路機駕駛員容易辨明自己應該碾壓的路段，柳武高速路面施工采用“初壓、復壓、終的標示標牌，并根據瀝青混合料的溫度和碾壓遍數安排專人移動標牌，提醒駕駛員及時進入自己的碾壓路段。

4）為保證各階段的碾壓作業始終在混合料處于穩定的狀態下進行，碾壓作業應按下述規則進行：由下而上（沿縱坡和橫坡）；先靜壓后振動碾壓；初壓和終壓使用雙輪壓路機，初壓可使用組合式鋼輪-輪胎壓路機，復壓使用振動壓路機和輪胎壓路機；碾壓時驅動輪在前，從動輪在后；后退時沿前進碾壓的輪跡行駛；壓路機的碾壓作業長度應與攤鋪機的攤鋪速度相平衡，隨攤鋪機向前推進；壓路機折回去在同一斷面上，而是呈階梯形；當天碾壓完成尚未冷卻的瀝青混凝土層面上不應停放一切施工設備（包括臨時停放壓路機），以免產生形變；壓實成型的瀝青面層完全冷卻后才能開放交通。

4.5接縫質量控制

接縫和橋頭處往往是平整度最差，容易出現跳車的地方，為了減少跳車提高平整度，要盡量減少接縫尤其是縱向冷接縫，認真做好熱接縫。在施工縫及構造物兩端的連接處仔細操作，保證接縫處瀝青混合料緊密、線型平順和平整度達到要求。

表面層橫向接縫應采用垂直的平接縫，以下各層可采用自然碾壓的斜接縫，瀝青層較厚時也可作階梯形接縫。其他等級公路的各層均可采用斜接縫。

1）縱向接縫。為提高柳武高速路面整體平整度，本項目路面攤鋪采用兩臺攤鋪機平行作業，避免了施工冷縫，同時通過試驗段確定的相關碾壓參數，確保了熱接縫處的平整度。

2）橫向接縫，相鄰兩幅及上下層的橫向接縫均應錯位1m以上。橫向接縫有斜接縫和平接縫兩種。高速公路、一級公路的中、下層的橫向接縫可采用斜接縫，在上面層應采用垂直的平接縫，其他等級公路的各層均可采用斜接縫。鋪筑接縫時，可以已壓實部分上面鋪一些熱混合料使之預熱軟化，以加強新舊混合料的粘結。但在開始碾壓前應將預熱用的混合料鏟除。為提高接縫處平整度，柳武路面施工根據試驗段相關總結，對上中下面層均采用垂直平接縫。

平接縫應做到緊密粘結、充分壓實、連接平順，在施工結束時，攤鋪機在接近端部前約1m處將熨平板稍抬起駛離現場，用人工將端部混合料鏟齊后再予碾壓，然后用3m直尺檢查平整度，趁混合料尚未冷透時垂直刨除端部層厚不足的部分，使下次施工時直角連接。

5　結束語

瀝青混凝土的平整度控制是一個綜合的工程，必須做好影響平整度各個環節的控制，并作好平整度的檢查工作。在施工過程中應充分發揮施工組織設計、試驗段總結報告、工地試驗室檢測數據反饋等的作用，通過理論數據指導工程施工，同時通過對工程施工的試驗段和工地試驗室的檢測來修正理論數據。并對路基、路面工程的各個環節在交驗時嚴格把關，最終確保路面的平整度達到設計和使用的要求。以達到路面行車的舒適性和安全性、降低后期養護維修成本、提高公路運營經濟效益目的。

參考文獻：

[1]交通部公路科學研究所.《公路瀝青路面施工技術規范》(JTGF40-2004)[S].2004．

[2]交通部公路科學研究所.《公路路基路面現場測試規程》（JTGE60—2008）[S].2008．

[3]胡天翔.柳武高速公路瀝青路面施工組織設計[S]. 2015.

中圖分類號：TU528.42