山區(qū)高速公路瀝青混凝土路面平整度質(zhì)量控制

（三明市交通規(guī)劃設(shè)計院，三明365000）

山區(qū)高速公路瀝青混凝土路面平整度質(zhì)量控制

■黃凌君

（三明市交通規(guī)劃設(shè)計院，三明365000）

高速公路瀝青混凝土路面平整度是體現(xiàn)其質(zhì)量性能的關(guān)鍵指標(biāo)。以三明建泰高速公路為例，針對山區(qū)高速公路橋隧比例高、橫斷面變化頻繁、雨量豐富等特點，從施工技術(shù)、完善設(shè)計等方面分析瀝青混凝土路面平整度的質(zhì)量控制措施，結(jié)果表明山區(qū)高速公路瀝青混凝土路面平整度的改善應(yīng)該從多方面著手，合理的控制策略對提高山區(qū)高速公路路面平整度質(zhì)量水平具有顯著作用。

山區(qū)高速公路瀝青混凝土路面平整度質(zhì)量控制

路面平整度關(guān)系到行車的安全、舒適以及路面所受沖擊力的大小和使用壽命[1]，平整度也是高速公路交竣工驗收中一項主要指標(biāo)。隨著我國高等級公路的迅速發(fā)展，對路面平整度的要求越來越高，大量研究也圍繞高速公路瀝青混凝土路面平整度質(zhì)量控制展開[2-5]。然而，目前的研究主要是從整體上如何改善攤鋪和碾壓施工工藝、提高基層平整度、改進瀝青混合料質(zhì)量等方面闡述，專門針對山區(qū)高速公路特點分析路面平整度還比較少。筆者以三明建泰高速公路為例，首先對影響山區(qū)高速公路瀝青混凝土路面平整度要素進行歸納，然后從施工技術(shù)、完善設(shè)計等方面分析瀝青混凝土路面平整度的質(zhì)量控制措施，研究充分考慮山區(qū)高速公路路面平整度控制特色，成果可為其他類似工程提供應(yīng)用參考。

1 工程概況

建泰高速公路起于福銀高速公路泰寧朱口鎮(zhèn)，止于建寧船頂隘(閩贛界)。該地區(qū)常年雨量充沛。公路全長79.3km，采用雙向四車道標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計時速80km。全線有大、中橋梁30座共9987m，隧道5.5座共19529.5m，橋隧比例高達37.2%，為典型的山區(qū)高速公路。主線路面采用瀝青混凝土結(jié)構(gòu)層(3km以上長隧道路面采用水泥混凝土結(jié)構(gòu)層)，整條線路2009年12月13日開工建設(shè)，2013年11月08日建成通車，其中路面結(jié)構(gòu)層施工周期為1年。

2 影響山區(qū)高速公路瀝青混凝土路面平整度的因素

造成山區(qū)高速公路瀝青混凝土路面不平整的因素很多，歸納為以下四個基本因素。

2.1 機械性能及施工作業(yè)的影響

攤鋪機是瀝青路面施工的主要機具設(shè)備，其本身的性能、攤鋪機基準(zhǔn)線的控制及操作對攤鋪平整度影響很大。攤鋪機結(jié)構(gòu)參數(shù)不穩(wěn)定、攤鋪的速度快慢不勻或緊急制動、供料系統(tǒng)速度忽快忽慢、機械行走過程中熨平板高低浮動等都會造成面層的不平整和波浪。尤其是山區(qū)高速公路條件下，受地質(zhì)條件限制，平豎曲線往往較多，橫斷面變化頻繁，這對攤鋪機性能和攤鋪工藝提出更高要求。

瀝青結(jié)構(gòu)層碾壓質(zhì)量的好壞也對平整度產(chǎn)生重要影響。山區(qū)高速公路瀝青路面存在較多大型壓路機無法碾壓的邊角區(qū)域，其碾壓效果關(guān)系到整個路面平整度質(zhì)量。

2.2 平整度傳遞方面的影響

平整度的傳遞是指路面下層的不平整向上反映的過程。下承層不同部位本身凹凸不平、材料壓縮量不均勻性、材料松鋪表面不平整、碾壓過程中材料推移等都會造成路面出現(xiàn)平整度不足現(xiàn)象，從而反射到路面上層[6]。

(1)路基對路面結(jié)構(gòu)層平整度的影響

對于山區(qū)高速公路而言，由于橋隧比例大、高填路基出現(xiàn)頻率高、涵洞通道數(shù)量多等原因，橋臺背和涵背回填段路基下沉、高填段路基不均勻沉降、橋梁隧道鋪裝層表面不平整已成為導(dǎo)致瀝青路面結(jié)構(gòu)層不平整的關(guān)鍵因素。另外，山區(qū)雨量豐富易造成路基彈簧，這也會直接影響瀝青路面結(jié)構(gòu)層的平整度。

(2)底基層、基層對瀝青面層平整度的影響

高速公路瀝青混凝土結(jié)構(gòu)層最終的平整度是面層決定的，但是以下各個層次平整度控制不好都將導(dǎo)致行車不適。山區(qū)高速公路由于橋隧多，路基界面提交連續(xù)性差，路面底基層和基層攤鋪時必然接縫較多，平整度難以控制。

2.3 瀝青混合料質(zhì)量因素

瀝青混合料的質(zhì)量對路面平整度的影響是直接的。礦料規(guī)格不符合要求，粒徑過大，混合料拌合不均勻，運輸途中產(chǎn)生老化，這些都容易導(dǎo)致瀝青混合料粗細顆粒離析，使路面平整度較差。山區(qū)高速公路施工過程交通不便，路線較長，混合料易產(chǎn)生溫度離析，石料來源也容易魚龍混雜，如何采取恰當(dāng)措施改善混合料質(zhì)量是控制平整度的一個關(guān)鍵所在。

2.4 設(shè)計不合理造成的影響

山區(qū)高速公路路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計是否合理對施工時的平整度控制是至關(guān)重要的。

以福建山區(qū)高速公路為例，橋梁與橋梁之間若路基較短，如果仍然采用一般情況下水穩(wěn)碎石底基層+級配碎石基層+ATB-25上基層+AC-20C下面層+AC-16C上面層路面結(jié)構(gòu)組成方式，將導(dǎo)致底基層和基層攤鋪時由于界面短機械不容易運作，從而影響底基層和基層的平整度；再如，一般情況下福建山區(qū)高速公路主線瀝青路面面層為5.5cmAC-20C下面層+4.5cmAC-16C上面層(路基段和橋梁段均如此)，而建泰高速公路由于預(yù)計車流量比福建山區(qū)的其他高速公路更小，在原設(shè)計時路基段主線瀝青路面取消5.5cm的AC-20C下面層，這樣導(dǎo)致路基段結(jié)構(gòu)層變少，從平整度傳遞理論看，各層平整度由下往上逐漸變好，ATB-25上基層作為AC-16C上面層的下承層對于最終平整度的促進顯然不如AC-20C下面層。

3 山區(qū)高速公路瀝青混凝土路面平整度的質(zhì)量控制措施

3.1 施工技術(shù)措施

3.1.1 改善機械設(shè)備、加強攤鋪碾壓工藝

建泰高速公路瀝青混凝土路面面層采用一次性全寬攤鋪碾壓成型的施工工藝以減少縱向拼縫。使用的設(shè)備為中大DT-1600攤鋪機[7-8](功率269kW，最大攤幅16m，攤鋪厚度500mm)，具有有效調(diào)節(jié)攤鋪寬度以適應(yīng)山區(qū)路面橫斷面寬度頻繁變化，配備組合式自動找平系統(tǒng)增加攤鋪平整度等功能；攤鋪時速度應(yīng)控制在2.5～3m/min左右并保持緩慢、均勻、不間斷的攤鋪狀態(tài)，保證行走平穩(wěn)；每個攤鋪作業(yè)循環(huán)的啟動和停機過程中，熨平板的高度和工作角應(yīng)保持不變；瀝青混合料面層攤鋪一般情況采用非接觸平衡梁或浮動基準(zhǔn)梁作為參考基準(zhǔn)，但在橋頭過渡段AC-20C下面層仍應(yīng)采用掛線法施工。以上措施均能提高建泰高速公路瀝青路面平整度質(zhì)量。

瀝青混合料碾壓時嚴(yán)格按照《福建省高速公路路面施工標(biāo)準(zhǔn)化指南》[9]進行。由于建泰高速公路瀝青路面存在較多大型壓路機無法碾壓的邊角區(qū)域，為了保證混合料壓實度從而提高路面平整度，現(xiàn)場采用加強人工手扶振動壓路機振壓密實的方法。

3.1.2 注重下承層平整度質(zhì)量

3.1.2.1 重視三背回填及高填路基施工，堅決消除路基彈簧

建泰高速公路在確保路基填筑質(zhì)量方面采取了一系列有效措施：

(1)嚴(yán)格按《福建省高速公路路基施工標(biāo)準(zhǔn)化指南》[9]要求進行三背回填，確保填筑材料為符合要求的透水性材料，挖臺階應(yīng)規(guī)范進行，橋涵臺背填筑前必須用紅油漆畫好每層20cm的松鋪厚度標(biāo)志線。橋臺背填筑成型后采用液壓強夯設(shè)備補強(圖1)。

圖1 液壓強夯設(shè)備

(2)大于8m的填方路基，填高到8m時采用沖擊式壓路機進行補充碾壓，以后每增加填高2m均應(yīng)進行補壓。每次碾壓20遍，碾壓速度不小于10km/h。路基填筑成型后，在精平之前確保全線沖碾一遍。

(3)及時安排路基填筑工序，路面結(jié)構(gòu)層開始施工時間較晚(2012年10月動工)，使得填筑好的路基有足夠時間完成自然沉降，從而大大減少運營后的下沉。

(4)為了克服山區(qū)雨量豐富易造成路基彈簧現(xiàn)象，對驗收合格移交的路槽界面立刻攤鋪水穩(wěn)碎石底基層覆蓋；攤鋪水穩(wěn)碎石底基層之前對存在的路基彈簧堅決挖除，采用水穩(wěn)碎石換填；若因山區(qū)地形限制造成雨季已施工完成的水穩(wěn)層不連續(xù)，產(chǎn)生中斷路段，為避免雨水對中斷路段路基產(chǎn)生大量彈簧，采用清除表層泥濘，鋪設(shè)洞渣，撒鋪細料嵌縫，壓路機碾壓后及時鋪設(shè)水穩(wěn)層的施工方案。

3.1.2.2 加強橋梁隧道鋪裝質(zhì)量控制

橋梁隧道水泥混凝土鋪裝層不平整，往往會影響瀝青混凝土面層平整度。鋪裝層施工完成后局部位置標(biāo)高和設(shè)計值的偏差難免超出規(guī)范范圍(±1cm)，通常處理辦法是在橋面清洗并處理雜物后將超高部分用風(fēng)鎬、高壓風(fēng)鉆等工具鑿除。由于風(fēng)鎬、高壓風(fēng)鉆施工質(zhì)量主要靠人為控制，存在較大不定因素。建泰高速公路采用大型銑刨設(shè)備(圖2)對橋梁隧道鋪裝層超標(biāo)范圍和不平整部位進行處理，使得處理后的標(biāo)高與設(shè)計值偏差基本控制在± 1cm范圍。利用連續(xù)平整度儀測試鋪裝層平整度，可達1.0mm。

圖2 大型銑刨設(shè)備

3.1.2.3 從底基層和基層平整度抓起

建泰高速公路由于橋隧多，加之地形限制，路基界面提交時連續(xù)性較難控制，為了確保路面底基層和基層攤鋪時平整度質(zhì)量，現(xiàn)場采取嚴(yán)格的責(zé)任人定崗措施，由專人負責(zé)用3m直尺對底基層和基層接縫施工過程平整度逐尺進行檢測，將平整度控制在規(guī)范要求之內(nèi)。如在碾壓接頭中出現(xiàn)擁包，立即采用人工進行修整；如出現(xiàn)低洼處，人工用耙子將底部耙松并灑少量水后補撒細混料，再用3m直尺檢查處理達到規(guī)范要求。

3.1.3 提高瀝青混合料質(zhì)量

建泰高速公路瀝青路面施工過程中，為了確保混合料石料供應(yīng)來源可靠，石料粒徑規(guī)格符合要求，提高拌合質(zhì)量，通過招標(biāo)文件明確路面標(biāo)必須自有瀝青碎石開采料場，由業(yè)主補助專門料場使用費并幫助協(xié)調(diào)獲得場地，料場標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)和石料質(zhì)量經(jīng)嚴(yán)格檢驗，現(xiàn)場需配備水洗和除塵設(shè)備；每個路面標(biāo)只允許建設(shè)一個大型瀝青混合料拌合站進行集中拌合，嚴(yán)格按照《福建省高速公路路面施工標(biāo)準(zhǔn)化指南》進行，同時加強料倉石料質(zhì)量檢測，從而確保瀝青混合料生產(chǎn)及拌合質(zhì)量；運輸時，每輛自卸車都備有大小適宜的覆蓋篷布，運輸時覆蓋在車頂上，并覆蓋密實，切實起到保溫、防雨、防污染，減少溫度離析的作用。

3.2 完善設(shè)計方案

建泰高速公路針對路面設(shè)計存在的不合理性，采取完善變更設(shè)計方案：

(1)主線路基段瀝青路面結(jié)構(gòu)層由原設(shè)計4.5cmAC-16C上面層+15cm ATB-25上基層+17cm級配碎石層+ 30cm水穩(wěn)碎石層變更為4.5cmAC-16C上面層+ 5.5cmAC-20C下面層+10.5cm ATB-25上基層+16cm級配碎石層+30cm水穩(wěn)碎石層，結(jié)構(gòu)層總厚度和原設(shè)計一致均為66.5cm，但增加AC-20C下面層，使上面層最終平整度多一層下承層傳遞和修復(fù)的機會(如圖3)，橋梁段維持4.5cmAC-16C上面層+5.5cmAC-20C下面層不變。

(2)針對橋梁與橋梁之間長度小于100m路段，如ZK58+565.4～ZK58+634.6，YK60+408.4～YK60+468.6按照復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)施作，即對該段落增加AC-20C下面層后的圖紙再次進行變更設(shè)計，除保留上面層4.5cmAC-16C和下面層5.5cmAC-20C，其余結(jié)構(gòu)層采用C15素砼墊層+C35水泥砼板，并與兩座橋橋頭搭板順接。從而避免界面過短，水穩(wěn)碎石攤鋪機不易操作影響平整度現(xiàn)象。

3.3 平整度質(zhì)量控制效果評價

為了進一步貫徹落實建泰高速公路路面工程標(biāo)準(zhǔn)化施工管理實施方案，提高路面平整度質(zhì)量，建泰公司開展了路面平整度質(zhì)量控制勞動競賽，請有資質(zhì)的專門檢測機構(gòu)采用連續(xù)式平整度儀負責(zé)對建泰高速公路路面AC-20C下面層平整度(該層平整度質(zhì)量好壞直接關(guān)系到AC-16C上面層最終平整度質(zhì)量，故重點控制)進行全路段跟蹤檢測，根據(jù)檢測結(jié)果進行獎懲。檢測結(jié)果AC-20C下面層全路段平整度標(biāo)準(zhǔn)差，好于規(guī)范要求的1.0mm。平整度質(zhì)量控制成效突出。

圖3 建泰高速主線瀝青結(jié)構(gòu)層變更后方案

建泰高速公路作為2013年7月舉辦的福建省高速公路建設(shè)推進會主會場，建設(shè)質(zhì)量尤其是瀝青混凝土平整度質(zhì)量也獲得好評。路面交工驗收過程其AC-16上面層最終平整度驗收結(jié)果為，成績優(yōu)異。

4 結(jié)論

(1)山區(qū)高速公路瀝青混凝土路面平整度受路段橋隧比例高、橫斷面變化頻繁、所處區(qū)域雨量豐富等因素影響，質(zhì)量控制難度高。

(2)針對山區(qū)高速公路特色，從改善機械設(shè)備、加強攤鋪碾壓工藝，注重下承層平整度質(zhì)量，提高瀝青混合料質(zhì)量，完善設(shè)計方案等多方面多角度出發(fā)，因地制宜的采取措施，能夠較好的開展瀝青混凝土路面平整度質(zhì)量控制，成效突出。

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