胡天翔，高正荟（西部中大建设集团有限公司，甘肃　兰州　730000）



浅谈沥青路面平整度控制

胡天翔，高正荟
（西部中大建设集团有限公司，甘肃兰州730000）

摘要：随着改革开放的进一步深入，全国高等级公路得以迅猛发展。在高等级公路建设中，由于沥青混凝土路面和水泥混凝土路面相比具有表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪音低、施工期短、养护维修简便、适宜分期修建等诸多特点而被广泛运用。如何能更好地使高速公路有较好的舒适性、安全性和经济性，满足人们出行时对公路越来越高的要求，其中一个很重要的指标就是平整度，它反映了道路的综合使用性能。结合西部中大建设集团在广西壮族自治区承建的柳武高速公路路面施工工作实践，以及对平整度的定义和检测方法、引起路面不平整的原因分析、施工平整度控制要点等方面，分析了影响沥青混凝土平整度的各种因素以及解决的办法。最终达到能够有效地控制路面平整度，减缓沥青混凝土路面平整度的下降速度以及延长沥青混凝土路面的使用寿命，提高舒适性和安全性的目的，并以此带来显著的经济效应。

关键词：整度;下承层;沥青混凝土路面

1　概述

沥青混凝土路面是采用沥青材料做结合料，粘结矿料修筑面层的路面结构，路面平整度直接影响道路的使用功能。沥青路面的平整度的好坏体现着企业施工技术水平和管理能力。持久良好的路面平整度是高速行车舒适和安全的必要条件，也是工程质量好坏的标志。

1.1对车辆运营的影响

路面的不平整是引起车辆随机振动的最重要因素，不仅会引起轮胎的磨损和过早破坏，加速车辆零部件损失，而且增加了车辆的燃油消耗，提高车辆运营费用。因此，提高路面平整度对车辆运行的经济性有重要的影响。

1.2对行车舒适性和安全性的影响

良好的路面平整度能保证车辆高速、舒适、安全的通过，而不平整度的路面会造成路面颠簸，影响行车的速度，驾驶的平稳和乘客的舒适性。此外，路面平整度也直接关系着行车安全，路面平整度太差，雨后容易积水，导致行车时的水雾和漂滑而出现安全事故。对高等级公路而言，这一点尤为重要。因此，提高路面平整度能间接确保车辆行驶安全。

1.3对路面养护费用和使用寿命有显著的影响

如果路面的平整度好，可以减少车辆与路面的相互作用动荷载，消除积水，防止渗漏，那么必定会延长路面的使用寿命，节约养护费用。

总之，路面平整度是评定路面质量的主要技术指标之一，它关系着行车的安全、舒适以及路面受到冲击力的大小和使用寿命。在施工过程中，不但要求路面的初始平整度好，而且要求良好平整度能保持较长的时间，即路面的不平整度衰减缓慢。

2　沥青混凝土路面平整度的检测方法

公路路面平整是以几何平面为基准，表现为道路路面纵向和横向的凸凹程度。所谓路面不平整是指实际路面表面对设计的几何平面的偏离程度,即路面平整度。路面平整度检测方法有3m直尺法、连续式平整度仪检测法、车载式颠簸累积仪检测法和车载式激光平整度仪检测法四类。

3m直尺法是以量测的最大间隙h作为平整度评价指标，以mm计。由于3m尺全部由人工操作，数据采集慢，并且只能测得很少数据，因此人为因素大、精度低、测试效率低。只适用于道路施工过程中进行质量控制，不适合高等级公路竣工验收和日后运行中进行检测评定。在评价路面使用状况或在路面管理系统的数据采集方面是一种落后的测量分析方法，当然在施工控制中仍具有重要的应用价值。

连续式平整度仪检测法的评价指标为标准差δ。在我国多采用3m长、8个轮组成基架的连续式平整度仪测量路面不平整度。该仪器在8～12km／h速度下测量，每100m长输出一个不平整度值——标准差(mm),常称平整度均方差指标值。用均方差值的大小来表示实际路面的平整度时，均方差值越小，平整度的指标越高，反之，平整度的指标越低。连续式平整度仪可实现连续测试，工作效率高，能较好地反映路面的凹凸程度，因此，主要用于测定路面表面平整度，评定路面的施工质量和使用质量，但不适用于在已有较多坑槽、破损严重的路面上测定。

车载式颠簸累积仪检测法和车载式激光平整度仪检测法评价指标均为国际平整度指数IRI。由于路面平整度的测量手段和种类繁多，同一条道路采用不同的测量手段和仪器可得出不同的路面平整度量测结果，为了使采用不同的测量手段和仪器测定的结果可以相互比较和转换，以提供相对稳定和有效的路面平整度指标和评价标准，提出国际平整度指数IRI（即International Roughness Index的简写）标准。它是一项标准化的平整度指标，它采用1/4车模型（类似于单轮拖车），模拟标准车在80km/h速度条件下，车身悬挂的总位移（单位为m）与行驶距离（单位为km）之比。

3　沥青混凝土路面平整度影响的因素

3.1下承层施工质量

下承层施工质量不仅是影响公路路面后期平整度的主要因素，也是影响公路路面早期平整度的重要因素。根据平整度传递作用，沥青混凝土路面的平整度与路基、路面底基层、基层平整度息息相关。路基、路面底基层、基层平整度将直接反射到路面面层上。要提高路面平整度，应严格控制下承层的施工质量。下承层质量主要为3个指标:弯沉、压实度和平整度，其中，弯沉和压实度主要影响的是路面后期的平整度。路基、路面底基层、基层的施工平整度由于平整度本身的传递性而影响公路路面的早期平整度。

3.2桥头涵洞两端及桥梁伸缩缝处

1）由于压实机械的作业面狭小使压实不到位，通车后容易引起路基的压缩沉降；

2)由于台背路基填料和台身刚度差较大，造成沉降不均匀；

3)在桥(涵)与路基接合处，常会产生细小收缩裂缝，雨水涌入后，使路基产生病害，导致该处路基发生沉降；

4)桥梁伸缩缝在造型和施工考虑不周和处理不当。

3.3沥青混凝土路面的施工工艺

路面结构层的施工指的是沥青混凝土面层的施工，其影响平整度的因素很多，如粗集料的级配，沥青混合料的温度，施工机械的先进程度及碾压工艺、施工人员素质等很多环节都将影响路面的平整度。

1）沥青路面面层摊铺材料的质量。（1）沥青混合料的配合比不合理，有：油石比较大，已铺筑的路面会产生壅包和泛油。油石比较小，路面会出现松散。矿料的质量不好，集料的压碎值和石料的抗压强度太差和针片状颗粒含量过高，使路面混合料的稳定度降低，容易出现路面的各种病害；2）沥青混和料的拌合不均匀，导致出现花白料，使路面难以摊铺成型。拌和温度过高造成沥青老化，不能保证沥青混凝土摊铺质量。拌和和能力过小，出现停工待料状况，使接头处温度降低，出现温度差，形成一个个坎。当运输设备不配套或司机技术较差时，会撞击摊铺机，使机身后移，形成台阶。

2）路面摊铺机械及工艺。摊铺机是沥青面层施工的主要机具设备，其本身性能的好坏及操作水平对摊铺平整度影响很大，具体表现为：摊铺机结构参数选择不当；摊铺机基准线控制不当；摊铺的速度快慢不均；摊铺机在操作中猛烈起步和紧急制动以及供料系统忽快忽慢，这些都会造成面层的不平整和波浪。

3）碾压工艺对平整度的影响。沥青面层铺筑后的碾压对平整度的影响主要有压路机型号选择、碾压温度控制、碾压速度控制、碾压路线选择、碾压遍数控制等方面，如果选择和控制不好碾压工艺，将会造成面层的不平整。

4）接缝处理欠佳影响。接缝包括纵向接缝和横向接缝(工作缝)两种。接缝处理不好常容易产生的缺陷是接缝处下凹或凸起，以及由于接缝压实度不够和结合强度不足而产生裂纹甚至松散。

总之，影响路面平整度的因素很多。只有通过对各种影响因素的控制，达到理想的路面平整度，才能实现人们对公路的舒适、安全、经济的要求。

4　沥青混凝土路面平整度控制措施

在实际施工过程中，为了加强对沥青混凝土路面质量及平整度的控制，除了在开工前通过试验段来确定摊铺、碾压等施工工艺外，还应从以下几个方面着手控制。

4.1下承层施工质量及桥头涵洞两端及桥梁伸缩缝处质量控制

在路基交验时，严格控制路基压实度（台背回填）、弯沉及平整度指标，所交验路段各项指标均应达到规范要求的合格标准，对不符合规范要求的路段要求路基施工单位整改处理复验合格，确保下承层施工质量可控。同时在桥背及涵背回填完成后，采取人工沙袋预压，使其在路面施工前达到预计沉降值，从而消除后期不均匀沉降。在条件允许的情况下，可在涵背两层回填范围内浇筑砼搭板（工艺同桥头搭板），确保路面施工平整度。

4.2沥青面层材料的质量控制

柳武高速公路沥青面层采用三层结构，上面层采用SBS改性沥青混合料AC-13C、中面层采用SBS改性沥青混合料AC-20C、下面层采用普通道路石油A级沥青混合料AC-25。在沥青混合料配合比设计方面，本项目通过目标配合比设计（由广西交通科学研究院完成）、生产配合比设计和生产配合比验证3个阶段调试后，确定粗集料、细集料、矿粉和沥青材料相互配合的最佳组成比例。使其既满足面层设计要求，又符合经济的原则。在柳武高速公路路面施工中，中面层还进行了动态稳定度的检查以及抗车辙能力检测是否符合设计要求。为提高混合料的高温稳定性、在沥青混合料中，增加粗矿料含量，从而提高沥青混合料的内摩阻力。同时适当提高沥青材料的粘稠度，控制沥青与矿料的比值(油石比)，严格控制沥青用量，采用具有活性矿粉以改善沥青与矿料的相互作用，同时提高沥青混合料的粘结力。在沥青混合料搅拌过程中严格控制拌和温度及拌和时间，确保混合料各个阶段的温度符合规范要求，且无无花白料。

4.3摊铺工艺控制

1）摊铺机结构参数和调整

熨平板宽度选定应遵循以下3个原则：

（1）对称原则：组合后的熨平板应与机械本身左右对称，即对称原则;

（2）最小接缝原则：熨平板的组合宽度内应尽可能减少纵向接缝，即最小接缝原则;

（3）纵向接缝不重合原则：在多层次路面的上下层纵向接缝不重合原则。

2）摊铺机的摊铺进度控制

（1）摊铺机速度一般为2～6m／min。（2）在摊铺过程中应尽量避免停机，应将每天必须停机中断摊铺点放在构造物一端预定做收缩缝的位置。在中途万一停机，马上将熨平板锁紧不使下沉，停顿时间超过30min或混合料低于100℃时，要按照处理冷接缝的方法重新接缝。

3）摊铺机操作控制措施。选用熟练的摊铺机操作手，并进行上岗前培训。摊铺前，熨平板必须清理干净，调整好熨平板的高度和横坡后，预热熨平板。熨平板的预热温度应接近沥青混合料的温度，一般可加热到85～90℃。在摊铺过程中，应有专人指挥卸料车进行卸料；确保摊铺机供料系统的工作具有连续性，即保证脚轮（输送轮）内的料位高度稳定、均匀、连续，料位高度保持在中心轴以上叶片的2/3为宜。同时派专人负责及时清扫洒落的粒料。

4.4碾压质量控制

碾压质量直接影响到路面的密实程度和行车后的平整度，碾压不密实，开放交通以后，行车密实以后，路面变形就会很大，平整度衰减就快。

沥青混凝土面层的碾压通常分为3个阶段进行，即初压、复压和终压。

1）初压，第一阶段初压习惯上常称作稳压阶段。由于沥青混合料在摊铺机的熨平板前已经初步夯击压实，而且刚摊铺成的混合料的温度较高（常在140℃左右），因此只要用较小的压实就可以达到较好的稳定压实效果。通常用6～8t的双轮振动压路机以2km/h左右速度进行碾压2～3遍。碾压机驱动轮在前静压匀速前进，后退时沿前进碾压时的轮迹行驶进行振动碾压。也可以用组合式钢轮-轮胎（4个等间距的宽轮胎）压路机（钢轮接近摊铺机）进行初压。前进时静压匀速碾压，后退时沿前进碾压时的轮迹行驶并振动碾压。

2）复压，第二阶段复压是主要压实阶段。在此阶段至少要达到规定的压实度，因此，复压应该在较高温度下并紧跟在初压后面进行。复压期间的温度不应低于100～110℃，通常用双轮振动压路机（用振动压实）或重型静力双轮压路机和16T以上的胶轮压路机同进先后进行碾压。碾压遍数参照铺筑试验段时所得的碾压遍数确定，通常不少于8遍，碾压方式与初压相同。

3）终压，第三阶段终压是消除缺陷和保证面层有较好平整度的最后一步。由于终压要消除复压过程中表面遗留的不平整，因此，沥青混合料也需要有较高的温度。终压常使用静力双轮压路机并应紧接在复压后进行。终压结束时的温度不应低于沥青面层施工规范中规定的70℃(中上面层为90℃)，应尽可能在较高温度下结束终压。

在施工现场，碾压应是初压、复压和终压的压路机各在相互衔接的小段上碾压并随摊铺速度依次向前推进。当然，实际碾压过程中压路机会超过复压与初压和终压复压的分界线；为使压路机驾驶员容易辨明自己应该碾压的路段，柳武高速路面施工采用“初压、复压、终的标示标牌，并根据沥青混合料的温度和碾压遍数安排专人移动标牌，提醒驾驶员及时进入自己的碾压路段。

4）为保证各阶段的碾压作业始终在混合料处于稳定的状态下进行，碾压作业应按下述规则进行：由下而上（沿纵坡和横坡）；先静压后振动碾压；初压和终压使用双轮压路机，初压可使用组合式钢轮-轮胎压路机，复压使用振动压路机和轮胎压路机；碾压时驱动轮在前，从动轮在后；后退时沿前进碾压的轮迹行驶；压路机的碾压作业长度应与摊铺机的摊铺速度相平衡，随摊铺机向前推进；压路机折回去在同一断面上，而是呈阶梯形；当天碾压完成尚未冷却的沥青混凝土层面上不应停放一切施工设备（包括临时停放压路机），以免产生形变；压实成型的沥青面层完全冷却后才能开放交通。

4.5接缝质量控制

接缝和桥头处往往是平整度最差，容易出现跳车的地方，为了减少跳车提高平整度，要尽量减少接缝尤其是纵向冷接缝，认真做好热接缝。在施工缝及构造物两端的连接处仔细操作，保证接缝处沥青混合料紧密、线型平顺和平整度达到要求。

表面层横向接缝应采用垂直的平接缝，以下各层可采用自然碾压的斜接缝，沥青层较厚时也可作阶梯形接缝。其他等级公路的各层均可采用斜接缝。

1）纵向接缝。为提高柳武高速路面整体平整度，本项目路面摊铺采用两台摊铺机平行作业，避免了施工冷缝，同时通过试验段确定的相关碾压参数，确保了热接缝处的平整度。

2）横向接缝，相邻两幅及上下层的横向接缝均应错位1m以上。横向接缝有斜接缝和平接缝两种。高速公路、一级公路的中、下层的横向接缝可采用斜接缝，在上面层应采用垂直的平接缝，其他等级公路的各层均可采用斜接缝。铺筑接缝时，可以已压实部分上面铺一些热混合料使之预热软化，以加强新旧混合料的粘结。但在开始碾压前应将预热用的混合料铲除。为提高接缝处平整度，柳武路面施工根据试验段相关总结，对上中下面层均采用垂直平接缝。

平接缝应做到紧密粘结、充分压实、连接平顺，在施工结束时，摊铺机在接近端部前约1m处将熨平板稍抬起驶离现场，用人工将端部混合料铲齐后再予碾压，然后用3m直尺检查平整度，趁混合料尚未冷透时垂直刨除端部层厚不足的部分，使下次施工时直角连接。

5　结束语

沥青混凝土的平整度控制是一个综合的工程，必须做好影响平整度各个环节的控制，并作好平整度的检查工作。在施工过程中应充分发挥施工组织设计、试验段总结报告、工地试验室检测数据反馈等的作用，通过理论数据指导工程施工，同时通过对工程施工的试验段和工地试验室的检测来修正理论数据。并对路基、路面工程的各个环节在交验时严格把关，最终确保路面的平整度达到设计和使用的要求。以达到路面行车的舒适性和安全性、降低后期养护维修成本、提高公路运营经济效益目的。

参考文献：

[1]交通部公路科学研究所.《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)[S].2004．

[2]交通部公路科学研究所.《公路路基路面现场测试规程》（JTGE60—2008）[S].2008．

[3]胡天翔.柳武高速公路沥青路面施工组织设计[S]. 2015.

中图分类号：TU528.42