高速公路“四改八”項目瀝青路面平整度施工控制研究

費燕華 FEI Yan-hua

（黑龍江省公投中路交通科技有限公司，哈爾濱 150028）

0 引言

良好的瀝青路面應具備“堅實、平整、耐久、抗滑”的特性，可見平整度指標在路面實體質量中非常關鍵。隨著瀝青路面在我國的迅速發展，如何做好瀝青路面平整度已經總結了非常多的經驗，基本從減少路基沉降、控制路面基層的平整度、保證瀝青面層連續攤鋪、減少溫度離析與級配離析、做好瀝青面層的壓實度控制、針對特殊的橋涵段進行處理等方面開展平整度提升管控。黑龍江省京哈高速哈爾濱段“四改八”改擴建工程在瀝青面層施工過程中，充分借鑒國內“四改八”項目的成功質量管控經驗，總結了不同于以往單幅雙車道瀝青面層施工的影響因素，抓住幾項主要矛盾，有效地提升了路面平整度。

1 平整度影響因素分析

在總結以往施工經驗的基礎上，“四改八”項目平整度的控制難點體現在路面“寬”這一個字上，常規路面斷面寬度為10.5m，而“四改八”項目斷面寬度達到18.9m，寬度增加了8.4m，增長了80%。“寬”意味著單位時間內攤鋪用量的增大、意味著離析控制面更廣、厚度不均勻性更明顯，因此“四改八”路面施工平整度控制需要從適應路面“寬”這個點開展對應性的研究工作。

1.1 瀝青拌合樓型號的影響

為了保證路面能夠連續穩定的攤鋪，首先需要保證連續不斷的供料，以ATB-25 攤鋪施工為例，路面攤鋪速度控制為1.0m/min，一般路面施工要求5 輛運料車等待卸料時開始攤鋪，每輛料車裝料50t，下面層攤鋪厚度為12cm，每1m 需要消耗的瀝青混合料為5.6t，每小時攤鋪的瀝青混合料為336t，一般4000 型瀝青拌合樓產量為280t/h，則攤鋪1 小時，生產出的混合料為530t，依次計算可以得出混合料產量與消耗量的關系。（表1）

表1 下面層混合料產量與攤鋪消耗量隨時間變化的關系

從表1 中可以看出，5h 時間點已經出現生產量滿足不了攤鋪量的問題，采用常規4000 型拌合樓正常施工5h就將出現攤鋪機停機等料的問題。由于1 小時時間段內，4000 型瀝青拌合樓生產量只有280t，滿足不了現場攤鋪機336t 的攤鋪量，所以5h 之后的每個小時都會出現等料問題，而且等料的時間將越來越長，路面很難做到連續穩定攤鋪。

1.2 瀝青混合料攤鋪機的影響

在北方地區雙向四車道路面施工過程中比較青睞全寬式攤鋪機，優點是無熱接縫、橫坡容易控制，路面均勻性好，加上國內濟青高速改擴建段、京哈高速長余段、京臺高速改擴建段均采用了“大寬度”攤鋪機一次成型，因此京哈高速哈爾濱段也以“大寬度”攤鋪機施工為主。雖然“大寬度”攤鋪機功率大，抗離析效果好，但在使用過程中，也遇到了一些問題。具體如下：

①起步厚度控制難度高，起步攤鋪質量不容易控制，導致路面的接縫平整度控制差，起步階段的厚度均勻性差。

②為適用路面寬度，采用了大質量、大功率攤鋪機，整機質量達到50t 以上，一旦出現停機等料的問題，受攤鋪機自身重力影響，瀝青鋪面高程出現明顯的下沉，嚴重的影響到路面平整度。

③攤鋪機從中間往兩側輸料，越到邊部，邊部的熨平板受到的擠壓反作用力越明顯，邊部出現一定程度的翹曲，導致中間與兩側的厚度控制難度大。

④解決邊部攪拌不均勻問題而設置的獨立熨平板寬度也會影響攤鋪質量，2.5m 寬度的獨立熨平板構造組成一定程度上造成攤鋪機爬坡抖動、無力等問題。

⑤初始壓實度不足，不足的原因有兩點：一是設備操作人員認為攤鋪機熨平板振動頻率過大可能造成攤鋪機的損壞，因此在無人監督的情況下減少使用振搗功能；二是設備因為陳舊、維修隨意（替換零件非全新品，從其他設備上拆卸后使用）導致提高振搗后容易出現各種導致停機的故障，因此不敢提高熨平板振動頻率。不重視初始壓實度導致攤鋪后路面較為松軟，碾壓過程更容易出現波浪，嚴重影響路面平整度。

⑥國內改擴建工程逐漸增多，全寬式攤鋪機的使用率較高，而國內應用成熟的品牌比較少，因此項目需求的全新或近似全新的要求難以滿足，到場的設備使用年限長，故障率高也是影響路面平整度的關鍵點。

1.3 碾壓設備的影響

瀝青路面碾壓要求遵循以下原則：高頻、低幅、緊跟、慢壓。目前瀝青面層施工采用的壓實設備主要為雙鋼路壓路機以及膠輪壓路機，針對這兩種壓實設備的特點，其中膠輪主要靠自重通過橡膠輪對路面進行搓揉，只有雙鋼輪通過振動對路面進行壓實，設備存在振動頻率的參數，因此為了保證路面壓實度與平整度，在確定雙鋼輪壓路機時選擇合適的振動頻率以及振幅比較重要。目前在雙鋼輪壓路機市場上主流的四種產品的參數對比如表2。

表2 主流雙鋼輪壓路機機械性能參數一覽表

從振動頻率以及額定振幅對比可以看出：3 號雙鋼輪壓路機在四組設備中更加接近滿足高頻低幅的要求，施工過程中可以優先選擇該設備；而2 號雙鋼輪壓路機頻率低振幅高，在理論上更容易出現壓實不均勻的情況，如果加上壓路機行駛速度過快，這種問題會更加明顯，因此在使用過程中需要盡可能降低碾壓速度，增加碾壓遍數；對于1 號雙鋼輪在使用過程中應該適當控制碾壓速度；4 號雙鋼輪頻率、振幅均較高，適宜接縫處理。

1.4 施工組織安排的影響

確保路面攤鋪連續穩定是保證平整度的最主要的途徑，這種連續體現在不間斷供料上，穩定則體現在攤鋪機性能的穩定性以及操作人員對攤鋪機性能熟悉、掌握水平的穩定性。在一定時間段內，由于橋涵進度與路面進度的不一致，路面施工過程中跳開橋涵，在橋涵兩側留下一定的路段后續施工，在完成橋涵段落施工過程中發現了兩個問題：

①攤鋪設備拆裝時間長，拆裝再組合后，攤鋪機的參數需要再調整，包括拼接是否平順、連接件的松緊程度是否合適等等，操作人員也需要再熟悉攤鋪性能，存在適應攤鋪機工作狀況這種形式的“試驗段”施工，整體平整度效果也不是很好，常常會出現比較多的狀況，調試的時間長，甚至會進行返工處理。

②對接縫的處理。中間跳開的橋涵段落后期再施工時，出現了填補中間空擋的情況，并且施工段落不長。一天施工需要處理起步、收尾兩個接縫，很短的距離兩個接縫處理難度相對比較大，如果處理不好，行車過程中接縫不平的感覺在時間間隔上也會更短，嚴重影響舒適性。

2 平整度控制措施

2.1 保證拌合站的產量

為了達到供需平衡，減少攤鋪機停機等料的現象，以北方地區白班16 小時施工時間計算，拌合樓每小時的產量需要達到320t，那么每一盤瀝青混合料應為4.9t，因此在瀝青拌合樓選擇上，應配置5000 型及以上瀝青拌合站。本項目上選配了5000 型以及5500 型瀝青拌合站，理論上的產量為320t/h-360t/h，并且在開始攤鋪前準備階段，要求前場不少于10 輛運輸車才能開始攤鋪，基本解決了攤鋪機不間斷等料的問題。

2.2 瀝青混合料溫度的控制

瀝青路面施工質量的關鍵因素之一在于瀝青混合料的溫度控制，在控制瀝青混合料老化風險的前提下，混合料的溫度越高越有利于路面壓實度、平整度指標的控制，因此在瀝青面層施工過程中提出了嚴格的溫度控制要求：ATB-25 混合料出廠溫度不低于170℃，攤鋪溫度不低于155℃；AC-20 與SMA-13 混合料出廠溫度不低于185℃，攤鋪溫度不低于170℃。為了避免出現通過提高集料加熱溫度來控制混合料的出廠溫度導致混合料的老化問題，要求拌和生產過程中要嚴格控制瀝青溫度，其中道路石油瀝青不低于155℃，改性瀝青不低于165℃；為了減少礦粉對上面層拌和連續性以及溫度的影響，要求礦粉含水量控制在0.5%以內；為了減少集料含水量對溫度的影響，細集料全部入庫或入棚，粗集料采取彩條布或篷布覆蓋，同時做好料倉排水設計，避免料場積水；為了加強運輸過程中的保溫效果，提出料車頂部采用棉被+苫布雙層覆蓋，四周掛披棉被的保溫措施。

2.3 攤鋪機的選擇與使用

主要以單臺全寬式的中大DT-2360 以及天順SP1860為主，局部路段開展了雙臺攤鋪機階梯狀施工的應用研究，使用效果也相當不錯。另外攤鋪機使用過程中，有三個事項進行了調整或要求：①兩側獨立熨平板的寬度由2.5m 調整到0.5m；②設備應滿足出廠不超過三年的新舊程度要求；③設備供應商應安排廠家技術人員隨機做好技術支持。通過應用后總結，下面層平整度小于1.0mm，中面層平整度達到0.5-0.7mm，上面層平整度達到0.4mm 左右，路面行車相對比較舒適，達到平整度控制要求。

2.4 碾壓設備的選擇與使用

選擇振幅小、頻率高的壓路機：中下面層ATB-25、AC-20 碾壓施工以13t 以上雙鋼輪、30t 以上膠輪組合，上面層SMA-13 碾壓全部配置13t 以上雙鋼輪，在雙鋼輪碾壓設備上以選用3 號雙鋼輪為主，也選用了部分1 號雙鋼輪。

嚴格控制攤鋪速度：配以瀝青路面智能壓實管控系統，嚴格的控制壓路機行駛速度，以2-5km/h 為適宜的碾壓速度，超過7km/h 情況下管控系統將微信預警推送到各參建單位管理人員，及時提醒、及時整改，強化現場實時管理。

切實保證碾壓遍數：碾壓遍數嚴重影響路面壓實度與平整度的技術指標控制，以往壓實遍數的保障依賴于操作手的自覺控制，但是大寬度的路面碾壓相比較單向雙車道路面更容易出現漏壓的問題，并且很難及時發現，本項目也是通過信息化控制手段，采用智能壓實管控系統，在壓路機駕駛室內實時云圖顯示壓實遍數，時刻提醒現場施工人員、管理人員碾壓均勻性，通過杜絕少壓、漏壓的問題提高路面施工質量。

保持緊跟碾壓、高溫碾壓：要求現場初壓以及復壓的全部作業區間保持在30-50m，弱化初壓區與復壓區的劃分，初壓壓路機與復壓壓路機同進同退，特別在中下面層碾壓施工中，這種方式能夠保證膠輪盡早發揮搓揉作用，在路面溫度盡量高的情況下完成壓實，平整度與壓實度得到了有效控制。

只有瀝青路面碾壓施工真正的遵循“高頻、低幅、緊跟、慢壓”的要求，施工結束后才能得到密實平整的路面。

2.5 初始壓實度的嚴格控制

要求瀝青路面的初始壓實度應保持在85%左右。當施工工藝僅能保證瀝青路面初始壓實度達到70%-80%時，要求開展攤鋪機的工藝調試，初始壓實度始終達不到80%的攤鋪機堅決調換，基本滿足85%的狀態下才能開始大面積攤鋪施工。通過攤鋪過程中夯實達到的密實度越高時，后續壓路機的振動、推擠對路面的平整度影響會更小。

2.6 施工組織的協調優化

積累了施工組織管理的經驗后，在后續路面攤鋪施工中，一是保證大段落的作業面開展施工，寧可等一等，也要保證攤鋪作業面的連續性，徹底消除頻繁拆裝機、處理對接縫等問題；二是高度重視施工前準備工作，由項目部、監理單位對每日施工準備工作進行確認后再施工，包含現場下承層的清掃、粘層油撒布等工作、施工各班組人員到位情況、機械設備到位情況，避免施工準備不充分帶來的停機問題，同時提出誰檢查誰負責的要求，對由于準備不足導致的停機問題追究現場管理人員的責任；三是針對橋頭平整度控制難點地區，中下面層均采用掛線施工，保證每一層平整度均有效控制。通過施工組織的優化，降低了施工班組的施工質量控制難度，進一步減少了平整度控制難點，對路面平整度的提升又增加了一道保障。

3 經驗總結

根據應用情況總結，“四改八”改擴建工程路面攤鋪過程中，為提升平整度控制，可從以下幾個方面進行控制：

①國內“四改八”項目目前大部分均使用DT-2000、DT-2360、SP1860-3 型攤鋪機，從使用效果看基本良好，全寬式攤鋪機的選用重點應考慮攤鋪設備的新舊以及技術人員的支持程度。

②如果無法選用大功率的攤鋪機，在攤鋪方式上可做一些優化，考慮由單幅全寬攤鋪改成雙臺攤鋪機施工。

③“四改八”項目應充分考慮拌合站產量，以5000 型及以上型號拌合站為主，為了保證產量，還需特別關注拌合站生產狀態，通過原材料粒徑的嚴格控制，生產配合比的不斷優化，確保拌合樓生產過程中不出現等料問題，保證連續穩定的生產。

④適用的攤鋪設備、碾壓設備、控制攤鋪機壓路機速度、重視初始壓實度的功效、施工組織優化等等措施確保攤鋪、碾壓過程能夠連續穩定，同樣能有效控制路面平整度問題。

“大寬度”攤鋪的技術深度逐漸從十多米寬度往接近二十米寬度在應用，特別是在“四改八”項目中，雖然應用效果大多不錯，但是過程中必定也是總結了不少經驗，遺憾的是目前可查閱的具體分析資料還不算太多，本項目也可以算是一個經典的案例，通過各環節難點的針對性解決，總結了十九米大寬度路面攤鋪控制經驗，為后續類似項目的開展提供了技術保障。