高速公路“四改八”项目沥青路面平整度施工控制研究

费燕华 FEI Yan-hua

（黑龙江省公投中路交通科技有限公司，哈尔滨 150028）

0 引言

良好的沥青路面应具备“坚实、平整、耐久、抗滑”的特性，可见平整度指标在路面实体质量中非常关键。随着沥青路面在我国的迅速发展，如何做好沥青路面平整度已经总结了非常多的经验，基本从减少路基沉降、控制路面基层的平整度、保证沥青面层连续摊铺、减少温度离析与级配离析、做好沥青面层的压实度控制、针对特殊的桥涵段进行处理等方面开展平整度提升管控。黑龙江省京哈高速哈尔滨段“四改八”改扩建工程在沥青面层施工过程中，充分借鉴国内“四改八”项目的成功质量管控经验，总结了不同于以往单幅双车道沥青面层施工的影响因素，抓住几项主要矛盾，有效地提升了路面平整度。

1 平整度影响因素分析

在总结以往施工经验的基础上，“四改八”项目平整度的控制难点体现在路面“宽”这一个字上，常规路面断面宽度为10.5m，而“四改八”项目断面宽度达到18.9m，宽度增加了8.4m，增长了80%。“宽”意味着单位时间内摊铺用量的增大、意味着离析控制面更广、厚度不均匀性更明显，因此“四改八”路面施工平整度控制需要从适应路面“宽”这个点开展对应性的研究工作。

1.1 沥青拌合楼型号的影响

为了保证路面能够连续稳定的摊铺，首先需要保证连续不断的供料，以ATB-25 摊铺施工为例，路面摊铺速度控制为1.0m/min，一般路面施工要求5 辆运料车等待卸料时开始摊铺，每辆料车装料50t，下面层摊铺厚度为12cm，每1m 需要消耗的沥青混合料为5.6t，每小时摊铺的沥青混合料为336t，一般4000 型沥青拌合楼产量为280t/h，则摊铺1 小时，生产出的混合料为530t，依次计算可以得出混合料产量与消耗量的关系。（表1）

表1 下面层混合料产量与摊铺消耗量随时间变化的关系

从表1 中可以看出，5h 时间点已经出现生产量满足不了摊铺量的问题，采用常规4000 型拌合楼正常施工5h就将出现摊铺机停机等料的问题。由于1 小时时间段内，4000 型沥青拌合楼生产量只有280t，满足不了现场摊铺机336t 的摊铺量，所以5h 之后的每个小时都会出现等料问题，而且等料的时间将越来越长，路面很难做到连续稳定摊铺。

1.2 沥青混合料摊铺机的影响

在北方地区双向四车道路面施工过程中比较青睐全宽式摊铺机，优点是无热接缝、横坡容易控制，路面均匀性好，加上国内济青高速改扩建段、京哈高速长余段、京台高速改扩建段均采用了“大宽度”摊铺机一次成型，因此京哈高速哈尔滨段也以“大宽度”摊铺机施工为主。虽然“大宽度”摊铺机功率大，抗离析效果好，但在使用过程中，也遇到了一些问题。具体如下：

①起步厚度控制难度高，起步摊铺质量不容易控制，导致路面的接缝平整度控制差，起步阶段的厚度均匀性差。

②为适用路面宽度，采用了大质量、大功率摊铺机，整机质量达到50t 以上，一旦出现停机等料的问题，受摊铺机自身重力影响，沥青铺面高程出现明显的下沉，严重的影响到路面平整度。

③摊铺机从中间往两侧输料，越到边部，边部的熨平板受到的挤压反作用力越明显，边部出现一定程度的翘曲，导致中间与两侧的厚度控制难度大。

④解决边部搅拌不均匀问题而设置的独立熨平板宽度也会影响摊铺质量，2.5m 宽度的独立熨平板构造组成一定程度上造成摊铺机爬坡抖动、无力等问题。

⑤初始压实度不足，不足的原因有两点：一是设备操作人员认为摊铺机熨平板振动频率过大可能造成摊铺机的损坏，因此在无人监督的情况下减少使用振捣功能；二是设备因为陈旧、维修随意（替换零件非全新品，从其他设备上拆卸后使用）导致提高振捣后容易出现各种导致停机的故障，因此不敢提高熨平板振动频率。不重视初始压实度导致摊铺后路面较为松软，碾压过程更容易出现波浪，严重影响路面平整度。

⑥国内改扩建工程逐渐增多，全宽式摊铺机的使用率较高，而国内应用成熟的品牌比较少，因此项目需求的全新或近似全新的要求难以满足，到场的设备使用年限长，故障率高也是影响路面平整度的关键点。

1.3 碾压设备的影响

沥青路面碾压要求遵循以下原则：高频、低幅、紧跟、慢压。目前沥青面层施工采用的压实设备主要为双钢路压路机以及胶轮压路机，针对这两种压实设备的特点，其中胶轮主要靠自重通过橡胶轮对路面进行搓揉，只有双钢轮通过振动对路面进行压实，设备存在振动频率的参数，因此为了保证路面压实度与平整度，在确定双钢轮压路机时选择合适的振动频率以及振幅比较重要。目前在双钢轮压路机市场上主流的四种产品的参数对比如表2。

表2 主流双钢轮压路机机械性能参数一览表

从振动频率以及额定振幅对比可以看出：3 号双钢轮压路机在四组设备中更加接近满足高频低幅的要求，施工过程中可以优先选择该设备；而2 号双钢轮压路机频率低振幅高，在理论上更容易出现压实不均匀的情况，如果加上压路机行驶速度过快，这种问题会更加明显，因此在使用过程中需要尽可能降低碾压速度，增加碾压遍数；对于1 号双钢轮在使用过程中应该适当控制碾压速度；4 号双钢轮频率、振幅均较高，适宜接缝处理。

1.4 施工组织安排的影响

确保路面摊铺连续稳定是保证平整度的最主要的途径，这种连续体现在不间断供料上，稳定则体现在摊铺机性能的稳定性以及操作人员对摊铺机性能熟悉、掌握水平的稳定性。在一定时间段内，由于桥涵进度与路面进度的不一致，路面施工过程中跳开桥涵，在桥涵两侧留下一定的路段后续施工，在完成桥涵段落施工过程中发现了两个问题：

①摊铺设备拆装时间长，拆装再组合后，摊铺机的参数需要再调整，包括拼接是否平顺、连接件的松紧程度是否合适等等，操作人员也需要再熟悉摊铺性能，存在适应摊铺机工作状况这种形式的“试验段”施工，整体平整度效果也不是很好，常常会出现比较多的状况，调试的时间长，甚至会进行返工处理。

②对接缝的处理。中间跳开的桥涵段落后期再施工时，出现了填补中间空挡的情况，并且施工段落不长。一天施工需要处理起步、收尾两个接缝，很短的距离两个接缝处理难度相对比较大，如果处理不好，行车过程中接缝不平的感觉在时间间隔上也会更短，严重影响舒适性。

2 平整度控制措施

2.1 保证拌合站的产量

为了达到供需平衡，减少摊铺机停机等料的现象，以北方地区白班16 小时施工时间计算，拌合楼每小时的产量需要达到320t，那么每一盘沥青混合料应为4.9t，因此在沥青拌合楼选择上，应配置5000 型及以上沥青拌合站。本项目上选配了5000 型以及5500 型沥青拌合站，理论上的产量为320t/h-360t/h，并且在开始摊铺前准备阶段，要求前场不少于10 辆运输车才能开始摊铺，基本解决了摊铺机不间断等料的问题。

2.2 沥青混合料温度的控制

沥青路面施工质量的关键因素之一在于沥青混合料的温度控制，在控制沥青混合料老化风险的前提下，混合料的温度越高越有利于路面压实度、平整度指标的控制，因此在沥青面层施工过程中提出了严格的温度控制要求：ATB-25 混合料出厂温度不低于170℃，摊铺温度不低于155℃；AC-20 与SMA-13 混合料出厂温度不低于185℃，摊铺温度不低于170℃。为了避免出现通过提高集料加热温度来控制混合料的出厂温度导致混合料的老化问题，要求拌和生产过程中要严格控制沥青温度，其中道路石油沥青不低于155℃，改性沥青不低于165℃；为了减少矿粉对上面层拌和连续性以及温度的影响，要求矿粉含水量控制在0.5%以内；为了减少集料含水量对温度的影响，细集料全部入库或入棚，粗集料采取彩条布或篷布覆盖，同时做好料仓排水设计，避免料场积水；为了加强运输过程中的保温效果，提出料车顶部采用棉被+苫布双层覆盖，四周挂披棉被的保温措施。

2.3 摊铺机的选择与使用

主要以单台全宽式的中大DT-2360 以及天顺SP1860为主，局部路段开展了双台摊铺机阶梯状施工的应用研究，使用效果也相当不错。另外摊铺机使用过程中，有三个事项进行了调整或要求：①两侧独立熨平板的宽度由2.5m 调整到0.5m；②设备应满足出厂不超过三年的新旧程度要求；③设备供应商应安排厂家技术人员随机做好技术支持。通过应用后总结，下面层平整度小于1.0mm，中面层平整度达到0.5-0.7mm，上面层平整度达到0.4mm 左右，路面行车相对比较舒适，达到平整度控制要求。

2.4 碾压设备的选择与使用

选择振幅小、频率高的压路机：中下面层ATB-25、AC-20 碾压施工以13t 以上双钢轮、30t 以上胶轮组合，上面层SMA-13 碾压全部配置13t 以上双钢轮，在双钢轮碾压设备上以选用3 号双钢轮为主，也选用了部分1 号双钢轮。

严格控制摊铺速度：配以沥青路面智能压实管控系统，严格的控制压路机行驶速度，以2-5km/h 为适宜的碾压速度，超过7km/h 情况下管控系统将微信预警推送到各参建单位管理人员，及时提醒、及时整改，强化现场实时管理。

切实保证碾压遍数：碾压遍数严重影响路面压实度与平整度的技术指标控制，以往压实遍数的保障依赖于操作手的自觉控制，但是大宽度的路面碾压相比较单向双车道路面更容易出现漏压的问题，并且很难及时发现，本项目也是通过信息化控制手段，采用智能压实管控系统，在压路机驾驶室内实时云图显示压实遍数，时刻提醒现场施工人员、管理人员碾压均匀性，通过杜绝少压、漏压的问题提高路面施工质量。

保持紧跟碾压、高温碾压：要求现场初压以及复压的全部作业区间保持在30-50m，弱化初压区与复压区的划分，初压压路机与复压压路机同进同退，特别在中下面层碾压施工中，这种方式能够保证胶轮尽早发挥搓揉作用，在路面温度尽量高的情况下完成压实，平整度与压实度得到了有效控制。

只有沥青路面碾压施工真正的遵循“高频、低幅、紧跟、慢压”的要求，施工结束后才能得到密实平整的路面。

2.5 初始压实度的严格控制

要求沥青路面的初始压实度应保持在85%左右。当施工工艺仅能保证沥青路面初始压实度达到70%-80%时，要求开展摊铺机的工艺调试，初始压实度始终达不到80%的摊铺机坚决调换，基本满足85%的状态下才能开始大面积摊铺施工。通过摊铺过程中夯实达到的密实度越高时，后续压路机的振动、推挤对路面的平整度影响会更小。

2.6 施工组织的协调优化

积累了施工组织管理的经验后，在后续路面摊铺施工中，一是保证大段落的作业面开展施工，宁可等一等，也要保证摊铺作业面的连续性，彻底消除频繁拆装机、处理对接缝等问题；二是高度重视施工前准备工作，由项目部、监理单位对每日施工准备工作进行确认后再施工，包含现场下承层的清扫、粘层油撒布等工作、施工各班组人员到位情况、机械设备到位情况，避免施工准备不充分带来的停机问题，同时提出谁检查谁负责的要求，对由于准备不足导致的停机问题追究现场管理人员的责任；三是针对桥头平整度控制难点地区，中下面层均采用挂线施工，保证每一层平整度均有效控制。通过施工组织的优化，降低了施工班组的施工质量控制难度，进一步减少了平整度控制难点，对路面平整度的提升又增加了一道保障。

3 经验总结

根据应用情况总结，“四改八”改扩建工程路面摊铺过程中，为提升平整度控制，可从以下几个方面进行控制：

①国内“四改八”项目目前大部分均使用DT-2000、DT-2360、SP1860-3 型摊铺机，从使用效果看基本良好，全宽式摊铺机的选用重点应考虑摊铺设备的新旧以及技术人员的支持程度。

②如果无法选用大功率的摊铺机，在摊铺方式上可做一些优化，考虑由单幅全宽摊铺改成双台摊铺机施工。

③“四改八”项目应充分考虑拌合站产量，以5000 型及以上型号拌合站为主，为了保证产量，还需特别关注拌合站生产状态，通过原材料粒径的严格控制，生产配合比的不断优化，确保拌合楼生产过程中不出现等料问题，保证连续稳定的生产。

④适用的摊铺设备、碾压设备、控制摊铺机压路机速度、重视初始压实度的功效、施工组织优化等等措施确保摊铺、碾压过程能够连续稳定，同样能有效控制路面平整度问题。

“大宽度”摊铺的技术深度逐渐从十多米宽度往接近二十米宽度在应用，特别是在“四改八”项目中，虽然应用效果大多不错，但是过程中必定也是总结了不少经验，遗憾的是目前可查阅的具体分析资料还不算太多，本项目也可以算是一个经典的案例，通过各环节难点的针对性解决，总结了十九米大宽度路面摊铺控制经验，为后续类似项目的开展提供了技术保障。