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高速公路沥青路面平整度问题研究
李治鑫
(新疆大学建筑工程学院20082201083)
[摘要]沥青路面平整度问题是高速公路普遍面临的问题之一。本文着重分析了影响高速公路沥青路面平整度的因素，并提出了提高高速公路沥青路面平整度的措施。
[关键词]沥青路面；平整度；影响因素
前言
高速公路沥青路面平整度是影响道路使用性能、反映道路综合质量的主要因素之一，也是反映路面施工质量与服务水平的一项重要指标。不平整的路面将会增大行车阻力，使车辆产生附加振动作用，这种振动作用会造成行车颠簸，影响行车的速度和安全、驾驶的平稳和乘客的舒适，还会对路面施加冲击力，加剧路面和汽车机件损坏以及轮胎的磨损，并增大油耗，还会积滞雨水，加速路面的破坏。因此认真分析影响高速公路沥青路面平整度的因素，研究改善和提高路面平整度的技术措施非常必要。
1．影响高速公路沥青路面不平整度的因素
1.1 路基不均匀沉降，造成高速公路沥青路面出现凸凹
路基是路面的基础，路基不均匀沉陷，必然会引起路面的不平整，其主要原因是路基填料控制不好，路基填料的含水量大，施工单位力量不够，未能按规范要求挖台阶施工，造成路基于填料接缝接合部产生裂缝和沉降，路基压实机具不足，使路基土壤的密实度偏低，土体透水性增强，造成水分集聚和侵蚀路基，使路基土软化而产生不均匀沉降。有些路段原地基勘探不祥，路基修筑在软土地段，因软土的压缩性大，在自重的作用下产生沉降，还有些路段是由于路基的防护、排水系统不完善，造成湿陷性黄土的不均匀沉陷、水流不畅，引起路基变形。
1.2 基层施工质量的影响
以往“基层不平面层调，下层不平上层找”的老方法，对平整度要求很高的高速公路来说是根本行不通的。如规范允许基层顶面偏差10mm，当用沥青混合料将10mm 低洼处填平时，尽管表面是铺平了，但该处多出的10mm 松厚经压实后仍会出现低洼现象，其深度为10-(10/1.2)＝1.7mm(1.2 为沥青混合料平均压实系数)。如误差大于10mm 则不平整度将更大，由此可见基层顶面的平整度对沥青面层的平整度影响可谓举足轻重。
1.3 面层摊铺材料的质量对高速公路沥青路面平整度影响
沥青路面的施工质量，也取决于主要材料的质量和沥青混合料的配合比设计及沥青混合料的拌和。
1.4 施工机械作业的影响
1.4.1 摊铺机
基准钢丝及装置的准确程度在施工中采用底面层“走钢丝”、中、上面层“走雪撬”的基准控制方法，收到了较好的效果。
底面层施工前，先要张拉好用于承托仪表传感器的基准线(2～3mm 钢丝绳)，然后设好各桩(桩距10m)，根据测量的挂线高确定各桩位钢丝的高度。应精心测量、认真调整，并检查钢丝拉力不得小于784N。否则，由于测量不准、量线失误或拉力不够钢丝下挠等都会通过架设在钢丝上的仪表反映到摊铺路段上，造成路面波浪状起伏，影响平整度。
摊铺机仪表性能及微调器的正确使用路面标高的控制是靠仪表来实现的。摊铺机带全自动调平装置，能够根据自动找平仪的指令达到设计高程，这样铺筑的路面平整度好。如仪表反映迟缓，加上微调器使用不当升降太快均会反映到新铺路面上，影响平整度。
摊铺机熨平板加热及调整摊铺前，如果熨平板加热温度不够或加热不均匀，摊铺时会造
成温度较高的混合料与温度较低的熨平板粘结，使得摊铺层面出现拉毛、小坑洞、深槽等不规则的凹凸不平。因此，摊铺前熨平板温度必须加热到85℃～90℃。
摊铺机振捣器、夯锤对路面平整度的影响振捣器、夯锤的频率与摊铺速度、混合料级配、温度和厚度等有很大的关系，应按使用说明书规定认真选定合适的频率。如果摊铺较薄的上面层，振捣器、夯锤频率过大会造成熨平板共振，使摊铺机找平装置处于不稳定状态而影响平整度。同时，应经常检查振捣器、夯锤皮带，皮带过于松弛会使振捣频率、夯实次数快慢不一，形成路面“搓板”。
校正行驶方向引起路面不平整摊铺机行驶方向发生偏斜时，必须及时校正。此时，摊铺机履带一边前进，另一边缓慢前进, 快的一边熨平板前方会有一个向前抬高的小台阶，慢的一边熨平板后端会有一个向后推挤的小台阶，影响路面平整度，应在碾压时采取措施予以消除。
1.4.2 压路机
路面平整度好坏的关键在摊铺机，与压路机的碾压有着不可分割的关系。合理的碾压工艺与正确的碾压操作是保证路面平整度的重要手段。
碾压方式及碾压速度的控制碾压沥青混合料应采用组合碾压的方式，初压时首先采用双钢轮压路机，碾压两遍，速度为1.5～2km/h；复压紧接在初压后进行，应采用重型轮胎压路机，碾压4～5 遍，速度为3.5～4.5km/h；终压采用双钢轮压路机，碾压两遍，速度为2.5～
3.5km/h。碾压时除按规范标准进行外，应注意碾压路线和方向不得突然改变，以免使混合料产生推移或发裂。
碾压温度的控制沥青混合料的温度控制是沥青路面施工过程中的关键，现场应有专人负责对来料车、摊铺后、碾压前、碾压中及碾压终了的温度进行测试。碾压应在混合料较高温度下进行最为有利，一般初压不低于120℃，复压不低于90℃，终压完成时不低于70℃。温度越高越容易提高路面的平整度与压实度，温度偏低导致沥青混合料颗粒间摩擦阻力加大，使沥青面层压实度不均匀，且容易形成局部松散和发裂，影响路面平整度。
压路机的正确使用轮胎压路机使用时，应注意检查各个轮胎的新旧程度和轮胎压力，必须做到新旧一致、压力相等。否则轮胎软硬不一，在碾压过程中形成轮迹，使沥青面层横向平整度超标。钢轮压路机应装雾状喷水装置以防混合料粘轮，轮胎压路机应有专人负责用1：3 的油水混合液喷洒轮胎表面，防止碾压时将沥青混合料粘起形成路面不平整。
1.6 桥梁涵洞两端及伸缩缝跳车对高速公路沥青路面平整度的影响
桥梁涵洞两端及伸缩缝的跳车，严重影响着路面整体平整度。桥梁、涵洞的台背填土，由于压实机械的作业面狭小而且压实不到位，通车后，引起路基的压缩沉降。台背填料与台身的刚度差别大，造成沉降不均匀。在桥梁、涵洞与路基结合处，常会产生细小缩裂缝，雨水渗入后，使路基产生病害，导致该处路基发生沉陷。另外桥梁伸缩缝在选型和施工时考不周和处理不当，产生跳车现象。
2．提高高速公路沥青路面平整度的措施
2.1 路基的处理
路基的施工质量，是整个路线工程的关键。
2.1.1 要严格规范施工。路基施工应严格按现行《公路路基施工技术规范》的要求进行，并应通过试验路段来确定不同机具压实不同填料的最佳含水量、适宜的松铺厚度和相应的碾压遍数、最佳的机械配套和施工组织，还要有一定素质的施工队伍来完成。
2.1.2 完善路基排水系统。为了保持路基能经常处于干燥、坚固和稳定状态，须将影响路基稳定的地面水予以拦截，并排除到路基范围之外，防止漫流、聚积和下渗。同时，对于影响路基稳定的地下水，应予以截断、疏干、降低水位，并引导到路基范围以外使全线的沟渠、管道、桥涵构成完整的排水体系。
2.2 基层的处理
保证基层的平整度是保证高速公路沥青路面平整度的先决条件。要严格按照《公路路面基层施工技术规范》的要求进行底基层和基层施工，必须坚持除与土基接触的底基层可以采用路拌法施工以外，其上面的各层均应采用集中场拌合摊铺施工方法，以确保标高、横坡、强度、平整度达到设计要求。
基层完工后要加强基层养护，采用不透水薄膜或湿砂进行养护，也可以采用喷洒沥青乳液保护。若无上述条件时，可以用洒水进行养护，并应严格控制行车。
2.3 选用符合设计要求的沥青混合料配合比
沥青混合料配合比设计包括目标配合比设计、生产配合比设计和生产配合比验证3 个阶段。通过配合比设计，决定沥青混合料的矿料级配及沥青用量。
2.3.1 确定沥青混合料类型，沥青混合料类型根据道路等级，路面类型所处的结构层位。
2.3.2 确定矿料的最大粒径，对于沥青混合料的最大粒径（D）同路面结构层最小厚度（h）的关系，各个国家均有规定。我国研究表明：随h / D 增大，耐疲劳性提高，但车辙增大。相反h / D 减小，车辙量也减小，但耐久性降低，特别是在h/D ＜ 2 时，疲劳耐久性急剧下降，为此建议h/D ≥ 2。只有控制了结构层厚度与最大粒径之比，才能拌和均匀，易于达到要求的密实度和平整度，保证施工质量。
2.3.3 确定矿质混合料的配合比，并验证配合比。
2.3.4 沥青混合料最佳沥青用量用马歇尔试验确定，通过水稳性、抗车辙试验来检验。
2.4 沥青混合料的拌和及摊铺
为了保证高速公路沥青路面平整度的要求，沥青混合料拌和时间应以混合料拌和均匀，所有矿料颗粒全部裹覆沥青结合料为度。拌和厂拌和的沥青混合料其集料级配、沥青含量以及原料的湿度尽可能保持均匀，无结团成块或严重的粗细料分离现象，不符合要求时，不得使用，并应及时调整。拌和时应保持出料温度的相对稳定。
2.5 沥青混合料的碾压
2.5.1 压实温度应根据沥青稠度、压路机类型、气温、铺筑层厚度、混合料类型经试铺、试压确定，并符合规范要求。材料允许的碾压温度范围是沥青混合料能支撑压路机而不产生水平推移，且压实阻力较小的温度。也就是说可用较少的碾压遍数，获得较高的密实度和较小的压实效果，使碾压表面见不到轮迹。
2.5.2 初压时宜采用钢轮压路机，以两轮压路机为宜，减少轮迹出现的机率，对摊铺层的平整度有利。不宜使用轮胎压路机，由于其重量较大，形成的纵向车辙难以消除，影响路面平整度。复压宜用重型轮胎压路机（轮胎新旧程度要一致，压力相等），利用轮胎对混合料的搓揉作用，使结构层更密实，是结构层压实度获得的主要阶段。终压宜采用双钢轮压路机，使摊铺层表面消除轮迹，并最终将结构层压实。为提高路面平整度，压实时宜用大吨位压路机。
2.5.3 碾压过程派专人监督碾压过程，要严格按照施工规范要求进行操作。
2.6 桥头、涵洞两端及伸缩缝的防治措施
桥头、涵洞两端引起的跳车现象，是高速公路沥青路面普遍面临的重要问题。为消除桥台和台后填方段的差异沉降变形，需对地基进行加固，尤其是特殊路基，如软土地基等。在桥头设计过渡段的一定长度范围内铺设过渡性路面或设置搭板，可以使在柔性结构路段产生的较大沉降通过过渡段至桥涵结构物上，车辆行驶就不至于产生跳车。在挖方地段的台背 回填部位，因场地特别窄小，可选用当地的石渣、砂砾等优质填料；在高填方的拱涵及涵与侧墙的相接部位，尽量选用内摩擦角大的填料进行填筑。在靠近构造物背后设置必要的地下排水设施，也可在桥台与填方结合处及过渡段的路面下设置垫层，防止路面下渗水进入填方。
3.结束语
沥青路面平整度涉及的面很广，影响因素很多，关系到路基、路面施工全过程，情况复杂，有的是机械性能引起，有的则是人为操作、安排失误造成，我们只有在充分研究分析产生的原因后，才能对症下药抓好施工中的每一细小环节。沥青路面平整度是施工机械、人员素质、操作水平的综合反映，只有加强施工现场管理，精心组织施工，才能保证路面平整度，提高路面工程质量。
参考文献：
[1]JTGF40-2004公路沥青路面施工技术规范.人民交通出版社，2005.[2]
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