徐艷

（寧夏金氏偉業(yè)建設(shè)工程有限公司，寧夏 銀川 750000）

路面平整度與強(qiáng)度、橫坡度等，都是評(píng)價(jià)公路性能的關(guān)鍵指標(biāo)。其中，路面平整度對(duì)行車安全性、舒適性和經(jīng)濟(jì)性有直接影響。在路面不平的情況下，駕乘人員的乘車體驗(yàn)較差，車輛油耗增加，并且還存在一定的行車安全隱患。除此之外，路面平整度差還會(huì)導(dǎo)致后期公路養(yǎng)護(hù)成本的增加。因此，在瀝青混凝土路面施工中采取措施保證路面平整度達(dá)標(biāo)至關(guān)重要。對(duì)于施工企業(yè)來說，首先要明確可能導(dǎo)致路面平整度不達(dá)標(biāo)的常見因素，然后總結(jié)提出相應(yīng)的施工改進(jìn)對(duì)策，從而在施工過程中加以控制。同時(shí)利用技術(shù)手段進(jìn)行平整度檢測(cè)，若檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)平整度不達(dá)標(biāo)，則通過施工技術(shù)措施予以優(yōu)化，直至路面平整度達(dá)標(biāo)。

1 瀝青混凝土路面平整度檢測(cè)方法

以往路面平整度檢測(cè)主要采用3m 直尺測(cè)定法，但是在實(shí)際操作中弊端較為明顯，例如測(cè)試速度慢、測(cè)量精度低、人工成本高等。近幾年出現(xiàn)的車載式激光平整度儀在路面平整度檢測(cè)中，表現(xiàn)出了速度快、精度高、穩(wěn)定性好等一系列優(yōu)勢(shì)，成為瀝青混凝土路面平整度的主流技術(shù)。該方法是借助于激光傳感器、陀螺儀等完成路面平整度的測(cè)定。整套儀器固定在小車的底盤上，采用人力拉車或小車發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力的方式，在待測(cè)路面上按照固定方向移動(dòng)。小車運(yùn)動(dòng)過程中，激光傳感器發(fā)射激光信號(hào)，并接收反射的激光束。通過微機(jī)處理將激光信號(hào)轉(zhuǎn)化成為路面真實(shí)斷面信號(hào)，并借助于數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)提供路面平整度檢測(cè)結(jié)果。車載式激光路面平整度測(cè)定儀的結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 車載式激光路面平整度測(cè)定儀

從系統(tǒng)組成上來看，整個(gè)激光路面平整度測(cè)定儀共包含了5 個(gè)激光器，其中2 個(gè)為長(zhǎng)程斜射激光器，1 個(gè)為平整度與構(gòu)造深度共用激光器，1 個(gè)為平整度激光器，1 個(gè)為車轍激光器。在平整度檢測(cè)時(shí)，5 個(gè)激光器同時(shí)采集路面數(shù)據(jù)?？梢圆杉膬?nèi)容包括路面平整度、路面構(gòu)造深度、縱斷面、橫斷面等。然后由數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析和結(jié)果轉(zhuǎn)化，得出路面縱斷面接測(cè)結(jié)果。

該測(cè)定方法的優(yōu)勢(shì)在于效率較高，相比于傳統(tǒng)的3m 直尺測(cè)定法，效率可以提升幾倍甚至十幾倍，對(duì)保證公路工程的施工進(jìn)度有積極影響。小車運(yùn)動(dòng)速度可以在0-15km/h 之間自由調(diào)節(jié)，可適用于一些里程較長(zhǎng)的公路，如高速公路、機(jī)場(chǎng)跑道的平整度檢測(cè)。并且在小車駛過待測(cè)路面后，能夠同步輸出檢測(cè)數(shù)據(jù)和檢測(cè)結(jié)果，如IRI 值、行駛質(zhì)量指數(shù)、坡度值等。同時(shí)，采用高精度的光學(xué)儀器進(jìn)行路面的橫斷面掃描，保證平整度測(cè)定結(jié)果的精確性更高。采樣間距可以控制在0.15mm 以內(nèi)，檢測(cè)精度達(dá)到了0.1mm，保證最終的檢測(cè)結(jié)果完全滿足高等級(jí)公路的平整度檢測(cè)需要。利用陀螺儀和加速度計(jì)，能夠有效排除因?yàn)樾≤囎陨眍嶔?duì)測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生的干擾，使得最終輸出的檢測(cè)結(jié)果具有更高的可信度。

2 瀝青混凝土路面施工中平整度控制技術(shù)

2.1 工程概況

某公路全長(zhǎng)81.3km，路基寬度29.2m，為雙向4 車道形式，設(shè)計(jì)時(shí)速為80km/h，采用瀝青路面。路面組成為：下面層使用AC-25C 瀝青混合料，主要成分有石灰?guī)r集料、石灰?guī)r礦粉、70 號(hào)A 級(jí)石油瀝青，混合料厚度10cm；中面層使用AC-20C 型道路石油瀝青混合料，主要成分除了瀝青外還有石灰?guī)r集料、石灰?guī)r礦粉，厚度為6cm；表面層使用AC-13C型道路石油瀝青混合料，粗集料為玄武巖加工制成，細(xì)集料為機(jī)制砂，瀝青為A 級(jí)70 號(hào)石油瀝青。

2.2 加強(qiáng)瀝青混合料的質(zhì)量驗(yàn)收

結(jié)合上文分析可知，粗集料的級(jí)配、細(xì)集料的含泥量、瀝青的針入度等，都是判斷混合料性能的關(guān)鍵指標(biāo)，進(jìn)而對(duì)瀝青混凝土路面的平整度產(chǎn)生了直接影響。因此，在制備瀝青混合料前，首先要明確各類基礎(chǔ)材料的規(guī)格、要求，然后對(duì)材料進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，確保符合使用要求后再按照配合比制作混合料。本次工程中所用的道路石油瀝青混合料，要求針入度（25℃，100g，5s）在80-100mm 之間，軟化點(diǎn)為50℃，彈性恢復(fù)（25℃）≥60%。細(xì)集料公稱粒徑0.075-2.36mm，針片狀顆粒含量≤3%。礦粉由石灰?guī)r磨細(xì)得到，表觀密度≥2.5t/m3，含水量≤1%，塑性指數(shù)＜4。

通過選樣測(cè)定，確保滿足上述要求后方可入場(chǎng)使用。經(jīng)過質(zhì)量檢驗(yàn)確定基礎(chǔ)材料均滿足要求后，還要按照標(biāo)準(zhǔn)流程進(jìn)行瀝青混合料的拌和，流程如圖2 所示。

圖2 瀝青混合料的拌和工藝流程

2.3 施工機(jī)具的科學(xué)選型

在公路的瀝青混凝土路面施工中，科學(xué)選用機(jī)械設(shè)備除了能夠顯著提高施工效率外，對(duì)保證路面壓實(shí)度、平整度也有積極幫助。對(duì)于拌和設(shè)備來說，應(yīng)選擇自動(dòng)化程度較高、出料溫度均勻、混合料級(jí)配合理的先進(jìn)設(shè)備。以國產(chǎn)的LB2000型可搬式拌和設(shè)備為例，其基本參數(shù)如表1 所示。

表1 瀝青混凝土拌和設(shè)備基本參數(shù)

2.4 加強(qiáng)施工質(zhì)量的控制

2.4.1 選擇合適的松鋪系數(shù)

松鋪系數(shù)是瀝青混合料壓實(shí)前的鋪筑厚度與壓實(shí)后實(shí)際厚度的比值。在施工設(shè)計(jì)中確定了松鋪系數(shù)后，還要在施工現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)選取若干個(gè)測(cè)量點(diǎn)，采用鉆芯取樣的方式，分別測(cè)量瀝青混凝土在壓實(shí)前、壓實(shí)后的厚度。松鋪系數(shù)與不平整度傳遞值之間呈正相關(guān)關(guān)系，如圖3 所示。

圖3 不平整度傳遞至與松鋪系數(shù)的關(guān)系曲線

結(jié)合上圖可知，在松鋪系數(shù)較大的情況下，瀝青混凝土路面的平整度較小。因此在實(shí)際施工時(shí)，應(yīng)做好碾壓檢測(cè)，增加混合料攤鋪后的預(yù)壓實(shí)密度。如果按照設(shè)計(jì)方案完成碾壓后，松鋪系數(shù)仍然較高，可以繼續(xù)加壓1-2 遍，將松鋪系數(shù)維持在較低水平，從而提高路面平整度。

2.4.2 攤鋪機(jī)行駛速度的控制

在攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時(shí)，要求攤鋪機(jī)必須勻速運(yùn)行，保證公路各處瀝青混合料的厚度均勻、密度接近，為提高路面平整度奠定基礎(chǔ)。攤鋪機(jī)的行駛速度會(huì)影響攤鋪厚度，因此在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)必須要綜合考慮拌合機(jī)的拌和能力，以及攤鋪機(jī)自身的性能和公路的平整度要求等，來確定最佳的攤鋪速度。根據(jù)有關(guān)要求，攤鋪速度通常要維持在2-6m/min。原則上來說，取低限（2m/min）能夠提高預(yù)壓密實(shí)度，松鋪系數(shù)小，碾壓后路面平整度更理想。但是實(shí)際施工時(shí)還必須考慮效率、成本等因素。最佳攤鋪速度可通過下式計(jì)算：

式（1）中，V 為攤鋪機(jī)行駛速度，單位為m/min；Q 為拌合機(jī)產(chǎn)量，單位為t/h；D 為壓實(shí)瀝青混凝土的毛體積密度，單位為t/m3；W 為攤鋪密度，單位為m；T 為瀝青混凝土壓實(shí)后的平均厚度，單位為cm；C 為攤鋪機(jī)的效率系數(shù)，通常取0.9。

2.4.3 熨平板振動(dòng)頻率與夯錘夯擊頻率的調(diào)控

在瀝青混合料的攤鋪?zhàn)鳂I(yè)中，熨平板主要發(fā)揮兩項(xiàng)功能：其一是進(jìn)行加熱，使瀝青混合料的攤鋪溫度維持在120-165℃之間；其二是通過振動(dòng)完成預(yù)壓，保證攤鋪面有較好的平整度，為接下來的碾壓創(chuàng)造良好條件。根據(jù)路面瀝青混合料的厚度不同，選擇的振動(dòng)頻率也有差異。通常是面層越厚，振動(dòng)頻率越高，選擇高檔位；面層較薄時(shí)，振動(dòng)頻率選擇低檔，防止面層出現(xiàn)“搓板”現(xiàn)象，提高路面平整度。夯錘也是攤鋪環(huán)節(jié)進(jìn)行預(yù)壓的主要設(shè)備，夯擊頻率的調(diào)整與熨平板類似。在上面層混合料厚度為4cm、攤鋪機(jī)行進(jìn)速度為5m/min 的情況下，本工程中夯擊頻率與振動(dòng)頻率的控制要求如表2 所示。

表2 夯擊頻率與振動(dòng)頻率控制要求

2.4.4 混合料碾壓溫度的調(diào)控

本次工程中所用的瀝青混合料，出廠溫度控制在150-170℃之間，然后經(jīng)由自卸汽車運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)。雖然汽車的車廂采取了保溫措施，但是不可避免會(huì)出現(xiàn)失溫情況，因此要求在施工現(xiàn)場(chǎng)卸料時(shí)溫度不低于130℃。正常情況下攤鋪施工混合料溫度不低于120℃。各類情況下的溫度控制要求如表3 所示。

表3 瀝青混合料的施工溫度控制要求

在碾壓施工中，通過控制瀝青混合料溫度維持在最佳區(qū)間，一方面能夠保證混合料具有良好的流動(dòng)性，便于攤鋪、碾壓，提高了作業(yè)效率；另一方面，還能提高碾壓后的密實(shí)度、平整度。

2.4.5 碾壓遍數(shù)與碾壓速度的控制

碾壓既是瀝青混凝土路面施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，同時(shí)也是決定路面平整度的核心因素。本次工程中用于路面瀝青混合料碾壓的設(shè)備，主要有輪胎壓路機(jī)和雙鋼輪壓路機(jī)2 種類型。在試驗(yàn)路段分別測(cè)試了3 種不同的碾壓方案，每種方案的碾壓方法和碾壓遍數(shù)如表4 所示。

表4 3 種碾壓方案的對(duì)比

從試驗(yàn)結(jié)果來看，采用方案一碾壓后，粗集料被壓碎的情況較多，并且第一次鋼輪碾壓后，混合料溫度下降明顯，再使用膠輪碾壓，瀝青混合料的揉搓擠密效果較差，路面平整度不理想。采用方案二碾壓后，第一次膠輪碾壓后瀝青混合料橫向推擠情況明顯，第二次鋼輪碾壓后也不能完全消除輪跡，路面平整度不理想。采用方案三碾壓后，平整度較好。最后選擇鉆孔取樣的方式進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)使用方案三碾壓的芯樣，無論是密度、穩(wěn)定度還是壓實(shí)度，均優(yōu)于另外兩種方案，故本次工程中最終選擇膠輪鋼輪膠體碾壓的方法。

瀝青混合料攤鋪完成后分別進(jìn)行初壓、復(fù)壓和終壓3 次碾壓，碾壓時(shí)要采取“連續(xù)、及時(shí)、緊跟”的原則。鋼輪壓路機(jī)在前，往前碾壓10m 左右，膠輪壓路機(jī)緊跟在后，兩臺(tái)機(jī)器一前一后配合碾壓。行進(jìn)過程中不允許中途停止或轉(zhuǎn)彎，保證當(dāng)前路段一次性碾壓完成。然后調(diào)整機(jī)具方向后，反方向碾壓。終壓完成后再使用雙鋼輪壓路機(jī)完成收光。在每次碾壓時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)施工人員應(yīng)緊跟在壓路機(jī)后面觀察路面是否有坑槽、孔洞，如果存在質(zhì)量問題，要立即采取措施修復(fù)，然后重復(fù)碾壓，保證路面平整度達(dá)標(biāo)。碾壓遍數(shù)和碾壓速度的相關(guān)要求如表5 所示。

表5 碾壓遍數(shù)和碾壓速度的控制要求

壓路機(jī)的振幅也是決定路面壓實(shí)效果和平整度的重要因素。通常根據(jù)攤鋪厚度來選擇振幅檔位。攤鋪厚度在4cm以下的，選擇靜壓；攤鋪厚度在4-6cm 的，選擇1 檔；攤鋪厚度在6-8cm 的，選擇2 檔或3 檔；攤鋪厚度在8-10cm 的，選擇3 檔或4 檔。另外，壓路機(jī)每行進(jìn)5cm 就需要振動(dòng)一次，因此要想保證碾壓效果，壓路機(jī)行進(jìn)速度不能過快。

3 結(jié)論

平整度是決定瀝青混凝土路面施工質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。在實(shí)際施工中，瀝青混合料的配制質(zhì)量與溫度，攤鋪與碾壓效果等諸多因素，都會(huì)對(duì)路面平整度產(chǎn)生影響。因此，要想保證路面平整度達(dá)標(biāo)，必須要加強(qiáng)施工技術(shù)控制，并在施工結(jié)束后選擇車載式激光路面平整度測(cè)定儀或車載式顛簸累積儀進(jìn)行平整度測(cè)定，對(duì)不達(dá)標(biāo)的地方予以處理，保證公路工程高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)完成。