基于因素累積效應(yīng)對(duì)路面平整度施工質(zhì)量控制分析

傅麗貞

(大成工程建設(shè)集團(tuán)有限公司，廈門 361008)

1 前言

“三縱八橫三環(huán)三十三聯(lián)” 高速路網(wǎng)是福建省委、省政府繪制的海西高速公路網(wǎng)的規(guī)劃藍(lán)圖。 漳永高速公路作為藍(lán)圖中重要的區(qū)域聯(lián)絡(luò)線，南北向穿過龍巖市、漳州市及三明市境內(nèi)，是閩中西部及江西、湖南等內(nèi)陸地區(qū)通往廈門、漳州沿海港口的快速通道，將成為龍巖等貧困山區(qū)連接廈漳泉沿海港口和拓展內(nèi)陸地區(qū)的致富快速路。

筆者以漳永高速公路漳州華安(玉蘭)至新圩段及漳州華安段路基路面施工為依托， 對(duì)路面平整度的施工控制進(jìn)行技術(shù)總結(jié)。

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展， 高速公路的車流量逐年增加，速度標(biāo)準(zhǔn)不斷升級(jí)，對(duì)公路行駛的安全性、舒適性也提出更高要求。 路面平整度指數(shù)是反映公路施工質(zhì)量和路用性能最直觀的評(píng)價(jià)指標(biāo)。 路面平整度指的是路表面縱向的凹凸量的偏差值[1]。

施工技術(shù)是影響瀝青路面施工質(zhì)量的重要因素之一。 加之，山區(qū)高速高速具有地形高差起伏、平面曲線較多、大縱坡路段多、橫斷面填挖變化大、橋梁路段多等特點(diǎn)，瀝青路面的平整度控制更為困難。在施工質(zhì)量控制方面需要更多的關(guān)注。

2 影響路面平整度的主要因素

2.1 路面平整度的累積效應(yīng)

路基是路面結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。 路基的作用是承接路面?zhèn)鱽淼暮奢d，是主要的承重層，是整個(gè)道路結(jié)構(gòu)的骨架，具有整體穩(wěn)定性和防止道路變形的作用。 路面平整度不僅跟路面結(jié)構(gòu)層的施工有關(guān)， 更與路基各結(jié)構(gòu)層的施工質(zhì)量有很大的關(guān)系。

據(jù)筆者觀察， 山區(qū)路基的路基填筑施工質(zhì)量難以控制主要有以下幾個(gè)原因：

(1)土石路基的工后沉降

填方路基優(yōu)先選用級(jí)配較好的礫類土和砂類土，這些填筑材料在福建山區(qū)都非常匱乏，一般采用挖方、隧道的巖石作為水泥穩(wěn)定碎石基層的粗填料。 路基填筑后由粗顆粒的破碎效應(yīng)和細(xì)顆粒的移動(dòng)填充效應(yīng)引起的流變效應(yīng)是工后不均勻沉降的主要原因[2]，從而影響瀝青面層的平整度。

(2)填挖交界面處理不到位

山區(qū)高速公路受地形等因素制約，高填方、高挖方、半填半挖、陡坡路段等橫斷面變化較大。 在填挖交界處，路基的橫向剛度不同， 導(dǎo)致填筑路基的沉降大于挖方路基，從而導(dǎo)致道路橫向的不均勻沉降，影響瀝青面層的平整度。

(3)土的含水量控制不到位

路基壓實(shí)度是否滿足要求， 很大程度取決于現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)土的含水量。土在最優(yōu)含水量的時(shí)候，一定的壓實(shí)能量能夠使土最容易被壓實(shí)，獲得較好的現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度。現(xiàn)場(chǎng)往往因?yàn)樯絽^(qū)天氣變化無常以及現(xiàn)場(chǎng)工期較緊的原因，在未達(dá)到最優(yōu)含水量就進(jìn)行碾壓施工， 造成路基壓實(shí)度不足，導(dǎo)致路基土產(chǎn)生不均勻沉降，進(jìn)而影響瀝青面層的平整度。

2.2 路面鋪筑機(jī)械及其施工工藝

攤鋪機(jī)是瀝青路面面層施工的主要機(jī)械設(shè)備， 它的性能和操作對(duì)路面攤鋪質(zhì)量影響很大。 目前采用的攤鋪機(jī)械， 一般路面標(biāo)高的控制是依靠?jī)x表自動(dòng)找平裝置來實(shí)現(xiàn)，對(duì)施工質(zhì)量有很大的提高，但是，在攤鋪前應(yīng)對(duì)儀表進(jìn)行試驗(yàn)校準(zhǔn)，保證儀器正常運(yùn)轉(zhuǎn)，才能開始施工。

攤鋪機(jī)的熨平板是路面攤鋪的重要環(huán)節(jié)， 如果攤鋪機(jī)在施工時(shí)熨平板加熱不夠或者受熱不均勻， 冷熱混合料的混合會(huì)造成路面的坑洞、深槽、松散和局部開裂，從而影響瀝青面層的平整度。

攤鋪機(jī)械的運(yùn)用及操作也是影響瀝青路面平整度的重要條件。攤鋪機(jī)械由動(dòng)力系統(tǒng)、行走系統(tǒng)和輸分料系統(tǒng)等部分組成，路面的給料、輸料、分料、前進(jìn)、攤鋪和初步壓實(shí)等需要一氣呵成，需要保障攤鋪機(jī)械連續(xù)、均勻不間斷作業(yè)，因此，需要較高的技術(shù)操作水平。

圖1 路面攤鋪和壓實(shí)作業(yè)

2.3 橋涵構(gòu)造物與路基過渡段的壓實(shí)質(zhì)量

山區(qū)高速公路橋梁、涵洞等占比較多，存在大量的路基過渡段。橋涵的臺(tái)背填土工作面較狹窄，壓實(shí)機(jī)械不易施工，加之臺(tái)背填料與橋涵結(jié)構(gòu)的剛度相差過大，臺(tái)后跳車現(xiàn)象會(huì)更加凸顯。造成路面平整度的不足，對(duì)行車舒適度造成不利影響。

2.4 瀝青混合料質(zhì)量控制

瀝青路面的施工質(zhì)量，也與混合料的材料質(zhì)量、混合料的配合比以及混合料的拌和質(zhì)量有關(guān)。 由于山區(qū)高速路線較長(zhǎng)，運(yùn)輸條件不變，不可避免需要幾家料場(chǎng)供給材料，由于各個(gè)料場(chǎng)的設(shè)備型號(hào)、生產(chǎn)能力、管理水平各不相同，其生產(chǎn)的混合料材料規(guī)格也不盡相同。質(zhì)量低劣的礦料，抗壓強(qiáng)度較差，極易被壓碎，造成路面凹陷、坑槽等病害，降低路面的平整度。 其次，瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)對(duì)路面平整性影響很大，瀝青面層集料粒徑宜上細(xì)下粗，并與壓實(shí)層的厚度相匹配， 還要嚴(yán)格控制粉膠比和油石比[3]。

3 平整度施工質(zhì)量控制方法

綜上所述，影響瀝青路面平整度性能的因素很多，填筑材料、區(qū)位環(huán)境、施工機(jī)械、技術(shù)人員都可能對(duì)平整度的施工質(zhì)量造成影響。我們應(yīng)制定有效的防控策略，從材料進(jìn)場(chǎng)、施工裝備選擇、施工質(zhì)量監(jiān)控等環(huán)節(jié)嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，把控各個(gè)環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量，避免影響平整度的效應(yīng)累加。

3.1 提高路面基層平整性

路基是路面的基礎(chǔ)， 路基層的施工質(zhì)量是路面平整度合格的必要條件。路基施工應(yīng)該摒棄以往“基層不平面層調(diào)，下層不平上層找”的錯(cuò)誤觀念。

(1)做好表層清表工作，采用機(jī)械結(jié)合人工挖掘?qū)⒙坊秶鷥?nèi)至少30cm 的深度范圍的耕植土、腐殖土清除。

(2)控制原料進(jìn)場(chǎng)及存放，試驗(yàn)控制混合料配比。不同料場(chǎng)生成的同規(guī)格料石其級(jí)配組成差異很大，在施工時(shí)，應(yīng)減少供料廠家，分路段選擇集料料場(chǎng)，防止不同廠料的集料混用。 粒徑篩選滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，分類存放。 工地試驗(yàn)室根據(jù)不同的設(shè)計(jì)配合比，進(jìn)行一系列擊實(shí)試驗(yàn)，確定原材料使材料能獲得最大密實(shí)狀態(tài)的含水量， 也即得到材料的最大干密度。

(3)因地制宜，根據(jù)路段特點(diǎn)采取不同的填筑方案。例如，半填半挖路段結(jié)合部分，應(yīng)開挖成3%～5%的臺(tái)階，從下到上分層填筑壓實(shí)。

3.2 采用先進(jìn)的瀝青面層攤鋪碾壓工藝質(zhì)量

溫度、 厚度、 速度都能影響瀝青面層的攤鋪碾壓質(zhì)量。施工采用裝有自動(dòng)找平裝置和電加熱的攤鋪機(jī)，前者可以自動(dòng)控制攤鋪厚度，后者的溫度加熱比較均勻。選擇熟練的攤鋪機(jī)操作員，并進(jìn)行崗前培訓(xùn)，提高質(zhì)量控制意識(shí)。攤鋪速度不宜過快，確保攤鋪施工緩慢、均勻、連續(xù)不間斷。

采用組合式碾壓方式進(jìn)行碾壓施工。 組合式碾壓先采用膠輪壓路機(jī)對(duì)混合料進(jìn)行第一次碾壓， 利用膠輪輪胎的揉搓作用，能夠?qū)r青混合料的顆粒進(jìn)行位置微調(diào)，分布更加均勻，從而減少鋪裝層的殘余變形。然后采用振壓式壓路機(jī)的振動(dòng)效應(yīng)，減小顆粒間的內(nèi)摩擦力，在重力和碾壓力共同作用下，混合料更易密實(shí)。 實(shí)踐證明，膠輪壓路機(jī)和振壓壓路機(jī)交替使用，組合式碾壓，比采用單獨(dú)的碾壓方式效果要好得多。

本項(xiàng)目選取了部分試驗(yàn)路段對(duì)不同的碾壓方式的平整度進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)構(gòu)如圖2 至圖5 所示。

圖2 A1 路基段平整度檢測(cè)結(jié)果對(duì)比

圖3 A2 路基段平整度檢測(cè)結(jié)果對(duì)比

圖4 A3 路基段平整度合格率對(duì)比

圖5 A4 路基段平整度合格率對(duì)比

從圖2 至圖5 可以看出， 組合式碾壓方式的平整度均勻平滑，質(zhì)量更高。

3.3 加強(qiáng)橋涵臺(tái)后處理

橋涵臺(tái)后回填應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)的填料， 項(xiàng)目采用了廠拌石灰粉煤灰碎石混合料進(jìn)行填筑， 采用輕型壓路機(jī)進(jìn)行多次碾壓。

3.4 把控瀝青混合料質(zhì)量

瀝青混合料的級(jí)配設(shè)計(jì)是一項(xiàng)細(xì)致、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鳎系囊?guī)格和質(zhì)量、瀝青混合料的配合比、拌和質(zhì)量都會(huì)影響路面平整度，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)質(zhì)量管理，把控各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制。

4 結(jié)論

(1)路面平整度是道路很重要的路用性能指標(biāo)，山區(qū)高速公路具有不同于一般高速公路的特點(diǎn)， 其影響路面平整度的因素也有所不同。

(2)影響路面平整度的因素很多，具有因素累積效應(yīng)，應(yīng)該在各個(gè)環(huán)節(jié)將影響因素降到最低， 才能取得良好的效果。有一個(gè)環(huán)節(jié)控制不好，就會(huì)影響整個(gè)路面的平整度質(zhì)量。

(3)控制基層施工質(zhì)量、改進(jìn)攤鋪工藝、優(yōu)選施工材料、加強(qiáng)特殊路段的填筑處理是改善平整度的重要方面，應(yīng)該特別給予重視。