浅议沥青混凝土面层平整度

孙立峰,张 达

(1.牡丹江公路设计院;2.东北林业大学)

1 平整度的重要性

(1)对车辆有重要影响。路面的不平整是引起车辆随机振动的最重要影响因素,不仅会引起轮胎的磨损和过早破坏,而且增加了车辆的燃油消耗。

(2)对于全路面结构设计有明显的价值。路面不平整激发车辆产生了动态力,反过来,增加了路表面的不平整,随之发生的是行驶车辆对路面的动态作用力随路面不平整的恶化而增大,同时随车辆的速度增大而增大。车辆动态作用力加剧了路面的不平整,更大的不平整引起了更大的车辆动态力。

(3)对行车舒适性有影响。优良的平整度能保证车辆高速、舒适、安全的通过。公路开放交通后,沥青面层直接与行车接触,司乘人员和乘客直接从路面的平整度感觉到工程的质量。此外,对行车安全的意义也不可忽视,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。对于高等级公路而言,尤为重要。

2 平整度测定方法

(1)断面类平整度测定。

沿行驶车辆的轨迹来测量路面表面的高程,得到路表纵断面,然后通过数学分析后采用综合性统计量表征平整度的测定方法称为断面类平整度测定。这一类的方法主要有水准测量、梁式断面仪、惯性断面仪等。断面类平整度测定方法的优点是直接得到了轮迹带路表面的实际断面,依据它可以对路面平整度的特性进行分析。而其缺点是对于水准测量和 TRRL梁断面仪来说,测定速度太慢,不宜用于大范围的数据采集;而对于惯性断面仪来说,测量仪器的精密度高,操作运用技术要求高,购置和使用费用也高,因而其广泛应用受到了限制。

(2)反应类平整度测定。

反应类平整度测定系统,是在车上安装由一传感器和一个显示器组成的仪器,可以传感和积累车辆以一定速度行驶在路面上时悬挂系的竖向位移量。仪器得到的测定值,相应于悬挂系位移量。反应类平整度测定系统的优点是价格低廉,操作简单,可用于大范围的路面平整度快速测定。然而,由于这类测定系统是对路面平整度的一个间接度量,其测定结果同测试车辆的动态反应状况有关,也就是随测试车辆机械系统的振动特性和行驶速度而变化。测试车辆的特性如轴载、轮胎类型和压力、悬挂系统都会影响到测量的平整度。因而测量结果的时间稳定性差,同一台仪器在不同时期测定的结果不一致。为了克服这一缺点,需经常对平整度仪器进行标定。另外兼容性也差一些,一个部门测定的结果很少能为其他部门所用。这个问题可通过将各种测量结果转换成一个通用的平整度指标来解决。另外,这种测定方法不能给出路面表面的真实断面,无法利用测定结果考察和分析影响路况的路表特性。

(3)主观评估法。

在无法采用断面类或反应类测定路面平整度,而又需要对路面的平整度作粗略的估计时,可采用主观评价的办法来估计IRI。评价的依据是对不同平整度在路表形状和行驶感觉等方面特性的描述。评估者对照这些描述和评估路段的实际状况,确定 IRI值。

3 平整度的影响因素及防治措施

基层的平整度对路面的平整度有重要影响。在平整度不好的基层上摊铺沥青层时,使得混合料摊铺的厚度不同,厚薄甚至相差几公分,压实后,沥青混凝土面层也不会平坦。特别是在开放交通后,随着交通量的加大,平整度下降很快。

基层平整度不好的问题,可通过严格要求施工质量来解决。需要指出的是,要想保证基层的平整度,必须从路基开始严格抓起,直到面层。对于沥青面层的施工,要防止片面追求平整度,而忽略压实的不良倾向。

沥青混凝土矿料的级配会影响路面局部的平整度。石料最大半径过大,摊铺时容易产生离析,熨平板也会带动大粒径石料,形成或长或短的小沟。甚至在大碎石后形成小的空洞,从而影响沥青面层的平整度。

此外,路基路面的不均匀沉陷,轻者造成平整度破坏,重者引起结构方面的问题。路面的水损害会引起沥青从石料表面剥落,引起路面的宏观构造增大,平整度衰减加快。这些可通过精心设计得到改善。

一般而言,沥青混凝土施工时,摊铺下面层时通常在路面两侧安装基准钢丝绳。为了获得良好的平整度,基准钢丝绳的间距不易过大,钢丝绳拉力适中。中面层、上面层用等厚法铺筑。

摊铺机作业时,应保证有足够量的运料车辆,以防供料不足。应使摊铺机前保持有 3～5辆沥青混合料待卸车,在卸料过程中卡车要保持移动。

摊铺沥青混凝土过程中,摊铺机速度对于平整度也有影响,摊铺机应匀速、不停顿地连续摊铺。此外,要做好横向和纵向接缝。纵向接缝应避免冷接缝,双机作业时应使摊铺机相距 8m左右,两侧厚度与横坡一致。也可使用宽幅摊铺机全幅摊铺,这样就避免了纵向接缝。

横向接缝碾压时,可以用光轮压路机从两侧向中心线沿45°方向碾压,过中心线后,从另一侧以同样方法碾压直至在中间搭接,碾压 2～3遍后,可沿路线正常碾压。碾压过程中应经常使用 5m直尺检查接缝,如发现某些部位较低时,可撒一层细混合料继续碾压,直到达到要求的平整度为止。

[1] 沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防[M].北京:人民交通出版社,2001.