改性沥青路面平整度控制技术在公路工程中的应用

2014-12-25尹红

交通运输研究 2014年16期

尹红

（新疆公路工程咨询公司，新疆乌鲁木齐830000）

0 引言

公路路面的不平整会直接导致车辆在行驶过程中出现振动的现象。当车辆出现振动时，车辆荷载会对路面造成一定的冲击力，车辆与路面的相互冲击作用会引起车辆的磨损、耗油量增加，同时会降低车辆的行车舒适度，引起路面损坏，甚至出现行车事故。所以路面的平整性是衡量路面使用性能的一个重要方面。尤其是在沥青路面施工中，应加强对沥青路面平整度的控制。我国地处北方的新疆地区具有冬冷夏热、昼夜温差大以及气候干燥的特点，在这种环境下容易造成路面结构的破坏。

新疆地区具有以下气候和地理特点：

（1）春夏两季风沙大，这会对公路路基造成严重的侵蚀；

（2）地下水位较高，一般为0.3～0.5m，有些地方甚至常年处于水的浸泡中，在每年春冬两季进行耕地灌水时，地下水位还会出现增高的现象；

（3）冬季较为寒冷，冰冻的高度会高达0.8m，在地下水中含有的某些离子会引起盐涨问题，而随着春节的到来和温度的升高，冰冻会逐级溶解，这又会造成冻融翻浆的问题，导致路基路面出现疲软，像弹簧一样。上述所有气候特点都会影响路面的平整度。

1 沥青路面平整度的重要性

显而易见，路面的不平整会直接引起车辆出现附加的振动作用。一方面，车辆的颠簸会使行车速度降低；另一个方面，车辆振动会影响行车的舒适度和平稳性，甚至加剧车辆本身的耗损，这直接影响了车辆的运营费用。根据相关数据可以知道，当路面的不平整度达到2m/km时，轻型车辆的运营费用会增加60%，而重型车辆的运营费用相对少一些，约为25%。此外车辆产生的振动作用，会对路面产生一定的冲击力，造成路面不平整度的加剧和路面破坏。

在新疆的公路建设中，沥青混凝土路面是主要的路面结构，因此，应不断对加强路面平整度控制的研究，这具有非常重大的意义。下面，笔者将结合多年的工作经验，对沥青路面平整度的影响因素进行简要的分析，并通过新疆地区某具体的工程实例探讨改性沥青路面平整度控制技术及其应用。

2 沥青路面平整度的影响因素

2.1 基层平整度的影响

基层的平整度问题能直接反映在面层上，当进行沥青路面摊铺工作时，摊铺机的履带或轮胎会直接接触到基层，基层在找平装置的作用下，在一个平面内，熨平板可以进行摊铺和压实的工作。如果基层的平整度存在问题，对于整机的浮动所产生的不良作用，熨平板是无法一次性进行纠正的，基层的不平整性会使熨平板随之上升或下降，形成波浪。

2.2 路面摊铺的影响

在沥青路面的摊铺施工中，会对沥青路面平整度造成影响的因素有很多，包括混合料质量、机械的使用性能、施工工艺以及工作人员的水平等。为了保证路面的平整度能够满足要求，在沥青路面的摊铺施工中，应做到确保混合料在供应中能够保持均匀、连续，避免在混合料供应过程中出现中断或变化。拌和机和摊铺机应配套选择，使两种产量保持一致，或者也可以采用多台拌和机对同一台摊铺机进行混合料的供应。但是多台拌和机的联合使用，会存在来自于不同拌和机的混合料温度不一致以及每台拌和机的混合料粒径不同的问题，这些会导致摊铺结束后出现局部温度差异大、碾压温度变化较大等问题，从而影响沥青路面的平整度。

2.3 其他影响因素

人为因素也是影响路面平整度的一个重要因素，对于设计人员而言，如果其对施工不够熟悉，不能彻底了解施工工艺，以及工作不够认真，都可能导致路面平整度出现问题；作为路面基层的路基，如果出现不均匀沉降问题，会导致路面平整度的问题；在进行沥青混合料配合比的设计时，如果其不符合要求，也会引起路面平整度的问题；在进行碾压工作时，一定要确保压实度达到要求，不能为了争取平整度而降低压实度的要求，同时严格按照碾压的工作进行，确保正确地进行碾压操作，这样才能保证沥青路面的压实度和平整度符合相关要求。

3 工程应用

3.1 工程概况

本工程为新疆地区两个城市之间的某一段高速公路，路面层设计为：天然砂砾底基层25cm+水泥稳定砂砾30cm+粗粒式沥青混凝土6cm+中粒式沥青混凝土4cm。本公路所处的地区为山前冲积平原地带，海拔超过1 000m，地势平坦，无明显的起伏变化，地层以第四系堆积物卵砾、圆砾和砾砂为主。该地区夏季温度高，雨量少，同时蒸发量很大，昼夜温差大，极端最低温和最高温的差异高达70℃左右。该地区为典型的干旱荒漠气候，日照时间为全国最长地区之一，具有丰富的光热资源，并且在冬季，其冰冻深度可达1m左右。总结以往高速公路在超载的情况下路面会出现早期破坏的教训，在本工程的施工中，决定对于部分路面的中面层和上面层采用SBS 改性沥青材料。

3.2 改性沥青的性能

改性沥青是指在沥青中掺杂外掺剂，也就是改性剂（外掺剂的种类有橡胶、树脂、橡胶粉以及高分子聚合物等），或者通过采取措施对沥青进行轻度氧化处理，而提高和改善沥青混合料的性能，由此制作成改性沥青。

3.3 改性沥青的应用

根据本工程所在地区的地形、地质特点，结合本工程的具体工程实际，该工程的部分路段决定采用SBS改性沥青铺筑。路面一标段中有2 100m长度的中面层和上面层中应用了改性沥青混凝土；路面二标段则有两段应用了沥青混凝土，长度分别为950m 和1 000m；路面三标段则有三段，长度分别为560m、800m 及800m；路面四标段有三段，长度分别为1 000m、3 020m 及800m。每段所采用的沥青混凝土具体用量根据工程情况进行确定。改性沥青在部分路段中应用于中面层和上面层中，中面层的摊铺厚度为7cm，上面层则为5cm，整个路面有22m 的宽度采用了改性沥青的摊铺，根据工程的具体数据即可计算出在各个路段的各阶段施工过程中所用到的改性沥青混凝土的用量，本工程改性沥青路面施工中所需要的改性沥青总用量为2 569t，如图1、表1所示。