高速公路瀝青路面平整度層位傳遞與控制技術

林津 禤煒安 譚淑芳

摘要：文章以實體工程平整度數據為基礎，分析研究了瀝青路面不同層位平整度的變化和傳遞規律，以及下承層對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，研究了施工冷接縫、橋隧結構物、停機等料處等特殊部位的平整度，給出了相應的平整度控制技術措施，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。

關鍵詞：瀝青路面;平整度;層位傳遞;控制技術

0 引言

高速公路作為一種基礎服務設施，在聯接不同城市交流、促進社會運輸產業發展方面發揮了重要的推動作用。高速公路除了要滿足壓實度、滲水性、高溫穩定性、低溫抗裂性等路用性能外，還應滿足路面平整度要求。路面平整度關乎司乘人員的行車舒適度，影響車輛的行駛安全性，也對高速公路瀝青路面的使用性能產生直接影響。隨著瀝青路面機械設備和管理技術的不斷發展，精細化程度不斷提高，高速公路平整度控制技術已有了較大的提升。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，常規路面瀝青面層均采用“4+6+8”的結構型式，面層之下設置了底基層和基層。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。本文選取兩個典型路段，對應測試了底基層、基層、下面層、中面層和表面層的平整度數據，并對特殊位置的平整度進行了分析，提出了基于傳遞理論的瀝青路面平整度控制技術。

1 平整度層位傳遞分析

傳遞理論大多應用于信號傳輸領域。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，下層結構層的平整度控制質量必然影響到上層結構層的平整度。

本文基于此種設想，從傳遞理論方向研究分析瀝青路面平整度影響關系。

路面工程各結構層是一個連續的整體，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”的典型結構設計，瀝青面層總厚度也僅有18cm，下承層平整度控制稍有差錯都將在很大程度上影響瀝青路面的整體平整度。

本文選取兩個典型路段，對不同層位的平整度進行了測試，分析不同層位之間平整度的傳遞關系。

由圖1和圖2可以看出，無論是右幅還是左幅，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。

根據圖3的趨勢分析，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試結果顯示，盡管左右幅平整度均值均減小了，但同一層位比較，左幅的總平整度優于右幅，呈現出平整度的傳遞性。因此，在實際工程中，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機械的作業面狹小，造成壓實不到位，往往會產生不均勻沉降，從而對路面平整度的控制產生影響。橋梁伸縮縫的安裝處理需要特別細致，稍有差池就會導致跳車現象出現，這也成為了高速公路跳車較為嚴重的位置。施工過程中難免會出現冷接縫，如當天施工完后的接縫、天氣變化停工的接縫、拌和站或施工設備故障停工的接縫，舊料與新料溫度差異、狀態差異增加了冷接縫位置的平整度控制難度。

本文對某在建高速公路中面層平整度進行了檢測與調查，采用連續式平整度儀采集平整度數據，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，對不同日期施工部位的平整度進行了分析，如圖4和圖5所示。

根據路面平整度檢測結果可以看出，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短呈現出一定的關系，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施工段落，減少冷接縫，同時要對冷接縫進行特殊處理，提高路面平整度。

2.2 橋隧結構物的影響

在路基段與橋隧結構相接處，其下承層材料與結構一般不同。路基段采用級配碎石+水穩碎石作為底基層和基層，橋隧結構物則主要以水泥混凝土作為基層，交接處往往存在壓實盲點，造成端部平整度不足的現象。

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，檢測結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度不足，行車荷載作用下路基不均勻沉降造成。為此要加強結構物與路基交接處的施工質量，提高該位置的壓實度，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采用鋼絞線控制，有利于平整度的控制。

2.3 停機等料的影響

機械是保證路面質量的重要因素之一，在實際施工中，機械故障是常有之事，難免會造成停機等料的情況出現。停機等料時間越長，瀝青混合料的溫度下降幅度越大，越難壓實，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之間段落出現了停機等料現象，中間間隔48min。分析可知施工過程中停機等料處是路面平整度控制的難點，一旦發生停機等料現象，混合料溫度必然會下降，尤其是在低溫和多風環境條件下。混合料溫度降低后，該位置的壓實度將無法保證。在同樣的松鋪條件下，混合料得不到充分碾壓，該位置自然會比其他位置略高，平整度也就差了。故拌和站一定要儲備足夠的混合料，并且要注意日常檢查維修，以免在施工過程出現供料不足現象。

3 路面平整度控制技術

結合上述實測數據分析，本文主要從下承層施工質量、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措施。

3.1 不同層位施工質量控制

根據前文所述可知，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路基、基層等每個結構層的施工質量控制，應從以下方面進行：

（1）施工壓實度控制。壓實度是每個結構層的關鍵控制指標，平整度的好壞評判也是基于是否有足夠的壓實度。壓實度不足還會導致路面在荷載和水的耦合作用下形成坑槽，嚴重影響路面的平整度。

（2）加強各層位平整度的控制。每個路面層位都是鋪筑于下承層，根據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異。因此，在施工過程管理中，要加強對瀝青路面平整度層位傳遞的認識，重視每一層位的施工質量控制，以保證路面整體平整度。

3.2 施工段落控制

3.2.1 施工段落長度

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

3.2.2 瀝青拌和站產能

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

因此，要從以下幾個方面提高瀝青拌和站的產能：（1）采用大型號的性能良好的瀝青拌和站;（2）保持冷料級配穩定，減少等料溢料現象;（3）采用質量好的重油，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間延長。在確保拌和站有足夠的產能后，還需要有合理的現場管理與組織協調能力，避免不必要的停機，確保路面的連續施工，保證路面施工的質量均勻。

3.3 施工過程及工藝的控制

（1）施工設備與工藝

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，在大氣環境中，熱量散失更快，溫度下降更快，稍作遲緩將會錯過最佳的碾壓時機，尤其是在低溫和多風條件下施工，必須做好緊跟碾壓，保障路面壓實度，也能保障路面的平整度。

在大規模施工前，要做好試驗路段碾壓設備與工藝組合的對比分析和研究總結，結合采用的瀝青混合料類型和結構層厚優選最佳的施工碾壓設備與工藝，確定好不同階段的碾壓溫度、遍數、速度等工藝參數，為瀝青路面的大規模連續施工提供可靠的技術指導。

（2）初始壓實度及尾料控制

攤鋪機自帶有振搗或夯錘壓實裝置，混合料攤鋪到路面后本身具有一個初始壓實度。工程經驗表明，混合料的初始壓實度越高，對路面平整度的控制越有效，因此應盡量提高混合料的初始壓實度。

運料車卸料后往往會有部分尾料殘留在車倉內，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，當攤鋪機攤鋪到該位置時，尾料料溫已經低于必須的碾壓溫度，錯過了最佳碾壓時機，形成一個碾壓的薄弱點，甚至根本無法碾壓密實，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，要運到指定位置集中處理。

4 結語

瀝青路面平整度已成為了高速公路質量好壞的重要指標，必須在施工過程中嚴格控制。通過實測數據分析可以得出以下結論：

（1）隨著層位的往上增加，平整度值總體趨勢均會逐漸減小。底基層平整度越差，其表面層平整度也會較差，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施工段落，減少冷接縫，同時要對冷接縫進行特殊處理，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，應加強對結構物與路基交接處的施工質量控制，提高該位置的壓實度，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采用鋼絞線控制，有利于平整度的控制。

（4）停機等料時，瀝青混合料溫度必然會下降，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，以免施工過程出現供料不足現象。

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