沥青路面平整度控制分析

【摘 要】本文对高速公路沥青路面平整度检测方法及控制技术问题进行探讨，并结合工程案例具体说明，文章旨在提高道路工程施工质量，从而促进交通事业发展。
　　 【关键词】沥青路面；平整度；质量控制
　　
　　 随着公路交通事业的发展，各种大型运输汽车的产生，要求我们的公路等级要提高，公路的标准要提高，以便满足道路的运行能力。要想有好的运行能力，施工质量是关键，而检测是保证质量的手段，质量的好坏可以通过检测来确定。
　　 1 沥青路面平整度检测方法
　　 1.1 直接式检测类
　　 对直接式检测类平整度检测仪而言，主要的平整度指标为国际平整度指标IRI，国际平整度指标IRI是被广泛采用的路面平整度指标，国际平整度指标IRI的优点是具有很强的时间稳定性和空间稳定性，这使得不同时间和地点检测的国际平整度指标IRI值可进行直接比较。国际平整度指标IRI的计算是基于四分之一车辆仿真模型，四分之一车辆仿真模型是用于模拟车辆在实际路面行驶时车体对路面纵断面起伏波动的动态响应。四分之一车模型，模型包括弹簧质量、线性弹簧和阻尼器、非弹簧质量、轮胎弹簧等四个部分，四分之一车辆仿真模型用于模拟车辆机械系统在路面纵断面曲线输入的激励下的动态响应，通过四分之一车辆仿真模型计算模型车车辆悬挂系统的单向位移量，将各次计算的单向位移值累加(单位为m)并与路段长度相除(单位为km)，即可以得到国际平整度指标IRI，其单位为m/km。应该强调的是国际平整度指标IRI必须先获得路面纵断面剖面曲线，然后将路面纵断面剖面曲线输入到四分之一车辆仿真模型，由四分之一车辆仿真模型计算国际平整度指标IRI。事实上，几乎所有的自动化路面断面曲线检测系统(直接式检测类)都包含国际平整度指标IRI的计算软件包，因此只要获得路面纵断面剖面曲线，就能较易获得国际平整度指标IRI。
　　 1.2 响应式检测类
　　 响应式检测类的检测对象主要包括检测车辆的动态垂直加速度和垂直位移，当平整度检测仪检测的对象是车辆的动态垂直加速度时，此类平整度检测仪可归为电子响应式检测类:当平整度检测仪检测的对象是车辆的动态垂直向累积位移量时，此类平整度检测仪可归为机械响应式检测类，对电子响应式检测类，由于其检测的对象是车辆的动态垂直加速度，检测原理相对简单，其平整度指标为各采样点垂直加速度的根平方值均值，简称RMSVA，一般RMSVA与国际平整度指标IRI具有很好的相关性。机械响应式检测类平整度仪的工作原理是通过检测车体与后轴的相对位移单向累积数值来间接计算路面平整度，当车辆行驶时，由于路面的不平整会使后桥与车厢之间产生上下相对位移，此时检测仪的钢丝绳会带动高精度位移传感器转动，使高精度位移传感器输出一系列的脉冲信号，这些脉冲信号经过一定的预处理，每一脉冲输出成为一定的单向位移量信号，此信号再经过数据采集与处理系统的预处理得到单向位移值，此单向位移累积值在计数器上进行累积，测量时单向位移累积值每增加一厘米计数器就记录一个数。计数器记录的单向位移累积值，连同行车的距离信号一起，以一定的数据模式记录在数据文件中，供数据处理系统进一步分析得出路面平整度指标-颠簸累积值VBI。
　　 2 高速公路沥青路面平整度控制技术
　　 2.1 优选高速公路路线设计方案
　　 在高速公路路线选线时，应尽量布设在地形简单、地势平坦之处，避免产生过多和过大的线型起伏变化。平纵线形设计时应选用一般值或较大值，慎用极限低指标，力求线形平滑顺直。应尽可能避免高填和深挖路基，把路基平均填筑高度控制在较低的范围之内，以降低路基设计剩余工后沉降量。严格控制单位公里内的桥涵数量和变坡点数量及变坡点处坡度差值。
　　 2.2 严控路基施工质量，提高基层顶面平整度
　　 严格控制软弱地基、桥涵台背、填挖结合处的路基施工节奏和施工质量，以减少工后剩余沉降和避免出现路基不均匀沉降。优选CBR值高且颗粒均匀的材料作为路基填料，采取分层压实作业，使路基回弹模量值大于设计值或使实测弯沉代表值小于设计弯沉值，对实测弯沉值离散性大和超设计值的地段进行返工处理，以保证路基密实、均匀、稳定，使路床顶面平整度控制在15 mm以内。
　　 基层顶面平整度对提高沥青路面表面层平整度至关重要。实践表明，以往“基层不平面层调，下层不平上层补”的旧观念在高速公路上是行不通的。如水泥稳定碎石基层顶面平整度偏差8 mm，若在其上铺筑一层沥青混合料常规施工而不作特殊处理，沥青层将残留1.34 mm的低洼深度，从而导致沥青层不平整度标准差超规范σ<1.0mm的要求（《公路沥青路面施工技术规范》（JTJ032-94））。
　　 基层顶面平整度控制措施有:①树立从原始地基处理开始直至基层顶面的层层把关全过程平整度控制新理念；②提高基层顶面平整度交验标准。基层顶面平整度交验采用八轮仪σ<2.4mm，3 m直尺间断测定仅用于横向接缝检查，**大间隙控制在5 mm以内；③采用“走钢丝”法组织基层施工。使用配有浮动基准梁的ABG摊铺机匀速摊铺作业，严控混合料的级配和含水量，规避混合料的集料离析和含水量不均匀；④严把施工接缝关。接缝位置控制在3 m直尺底面脱离点处，采用1/2层厚切缝挖除和斜向碾压法配合人工找平组织接缝施工。
　　 3 工程应用实践
　　 某高速公路C段沥青路面结构形式，从以下方面介绍平整度控制的有效措施。
　　 3.1 层层分解平整度指标。在基层顶面平整度σ<2.4 mm基础上，层层分解平整度指标，即上面层AC-13C改性沥青砼IRI<1.5 m/km、σ≤0.8mm，中面层6cmAC-20C沥青砼σ≤1.1mm，下面层8 cmAC-25C沥青砼σ≤1.4 mm。中、上面层平整度指标分解符合“每铺一层能使平整度减小标准差0.2~0.3 mm”的工程实践，下面层平整度指标分解符合“采用平整度仪测试和浮动基准梁配合摊铺机摊铺，每层路面平整度能提高1/3或为下层0.65倍左右”的工程实践。
　　 3.2 优选摊铺设备和摊铺工艺。上面层宜选用非接触式平衡梁自动找平摊铺机全幅施工，由于其公称**大粒径只有13.2 mm，只要缓慢、匀速、连续不间断摊铺，一般不会产生离析。这样摊铺的上面层不但平整度好，而且也没有长重基准梁所产生的压痕。中下层均采用不小于10 m的前“雪橇”板、后接触轮式浮动基准梁摊铺机“两机联铺”作业，为更好地控制下面层的厚度，施工时宜采用钢丝绳引导的高程控制方式(即“走钢丝”)。
　　 3.3 严格控制混合料出厂温度，尽力消除摊铺机使用不当对路面平整度的影响，合理控制碾压组合方式。混合料出厂温度设定应综合考虑运输、摊铺、碾压时的温度散失程度，使连续摊铺的混合料温度差控制在10℃以内，以防止混合料产生温度离析现象。混合料出厂温度的控制应主要靠集料加热时间和温度来保证，避免沥青加热温度过高。严禁随意调整摊铺机的行使速度和夯锤频率、随意停机和仓促调整摊铺厚度，尽力消除因预选抑角没有设置好、找平仪的灵敏度不合要求、烫平板没有处在浮动位置等摊铺机使用不当所造成的混合料摊挤、波浪等现象。合理碾压组合方式是轻、重、轻压路机组合和紧跟慢走、高频低幅碾压作业。
　　 3.4 处理好施工接缝。接缝位置设置在6m直尺脱离处，采用斜向碾压法配合6m直尺检查来保证施工接缝的平整度。
　　 4 结束语
　　 随着公路技术等级的提高，各级公路管理部门和施工单位已对加强质量检测施工质量控制和验收工作予以了高度重视，为使公路满足使用要求，必须在精心设计的基础上，严格按照设计文件和现行施工技术规范要求认真组织施工，还必须配一定数量的试验检测设备和专职试验检测人员，以提高道路工程施工质量，以使交通事业迅速发展。
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