山区高速公路沥青混凝土路面平整度质量控制

（三明市交通规划设计院，三明365000）

山区高速公路沥青混凝土路面平整度质量控制

■黄凌君

（三明市交通规划设计院，三明365000）

高速公路沥青混凝土路面平整度是体现其质量性能的关键指标。以三明建泰高速公路为例，针对山区高速公路桥隧比例高、横断面变化频繁、雨量丰富等特点，从施工技术、完善设计等方面分析沥青混凝土路面平整度的质量控制措施，结果表明山区高速公路沥青混凝土路面平整度的改善应该从多方面着手，合理的控制策略对提高山区高速公路路面平整度质量水平具有显著作用。

山区高速公路沥青混凝土路面平整度质量控制

路面平整度关系到行车的安全、舒适以及路面所受冲击力的大小和使用寿命[1]，平整度也是高速公路交竣工验收中一项主要指标。随着我国高等级公路的迅速发展，对路面平整度的要求越来越高，大量研究也围绕高速公路沥青混凝土路面平整度质量控制展开[2-5]。然而，目前的研究主要是从整体上如何改善摊铺和碾压施工工艺、提高基层平整度、改进沥青混合料质量等方面阐述，专门针对山区高速公路特点分析路面平整度还比较少。笔者以三明建泰高速公路为例，首先对影响山区高速公路沥青混凝土路面平整度要素进行归纳，然后从施工技术、完善设计等方面分析沥青混凝土路面平整度的质量控制措施，研究充分考虑山区高速公路路面平整度控制特色，成果可为其他类似工程提供应用参考。

1 工程概况

建泰高速公路起于福银高速公路泰宁朱口镇，止于建宁船顶隘(闽赣界)。该地区常年雨量充沛。公路全长79.3km，采用双向四车道标准建设，设计时速80km。全线有大、中桥梁30座共9987m，隧道5.5座共19529.5m，桥隧比例高达37.2%，为典型的山区高速公路。主线路面采用沥青混凝土结构层(3km以上长隧道路面采用水泥混凝土结构层)，整条线路2009年12月13日开工建设，2013年11月08日建成通车，其中路面结构层施工周期为1年。

2 影响山区高速公路沥青混凝土路面平整度的因素

造成山区高速公路沥青混凝土路面不平整的因素很多，归纳为以下四个基本因素。

2.1 机械性能及施工作业的影响

摊铺机是沥青路面施工的主要机具设备，其本身的性能、摊铺机基准线的控制及操作对摊铺平整度影响很大。摊铺机结构参数不稳定、摊铺的速度快慢不匀或紧急制动、供料系统速度忽快忽慢、机械行走过程中熨平板高低浮动等都会造成面层的不平整和波浪。尤其是山区高速公路条件下，受地质条件限制，平竖曲线往往较多，横断面变化频繁，这对摊铺机性能和摊铺工艺提出更高要求。

沥青结构层碾压质量的好坏也对平整度产生重要影响。山区高速公路沥青路面存在较多大型压路机无法碾压的边角区域，其碾压效果关系到整个路面平整度质量。

2.2 平整度传递方面的影响

平整度的传递是指路面下层的不平整向上反映的过程。下承层不同部位本身凹凸不平、材料压缩量不均匀性、材料松铺表面不平整、碾压过程中材料推移等都会造成路面出现平整度不足现象，从而反射到路面上层[6]。

(1)路基对路面结构层平整度的影响

对于山区高速公路而言，由于桥隧比例大、高填路基出现频率高、涵洞通道数量多等原因，桥台背和涵背回填段路基下沉、高填段路基不均匀沉降、桥梁隧道铺装层表面不平整已成为导致沥青路面结构层不平整的关键因素。另外，山区雨量丰富易造成路基弹簧，这也会直接影响沥青路面结构层的平整度。

(2)底基层、基层对沥青面层平整度的影响

高速公路沥青混凝土结构层最终的平整度是面层决定的，但是以下各个层次平整度控制不好都将导致行车不适。山区高速公路由于桥隧多，路基界面提交连续性差，路面底基层和基层摊铺时必然接缝较多，平整度难以控制。

2.3 沥青混合料质量因素

沥青混合料的质量对路面平整度的影响是直接的。矿料规格不符合要求，粒径过大，混合料拌合不均匀，运输途中产生老化，这些都容易导致沥青混合料粗细颗粒离析，使路面平整度较差。山区高速公路施工过程交通不便，路线较长，混合料易产生温度离析，石料来源也容易鱼龙混杂，如何采取恰当措施改善混合料质量是控制平整度的一个关键所在。

2.4 设计不合理造成的影响

山区高速公路路面结构层设计是否合理对施工时的平整度控制是至关重要的。

以福建山区高速公路为例，桥梁与桥梁之间若路基较短，如果仍然采用一般情况下水稳碎石底基层+级配碎石基层+ATB-25上基层+AC-20C下面层+AC-16C上面层路面结构组成方式，将导致底基层和基层摊铺时由于界面短机械不容易运作，从而影响底基层和基层的平整度；再如，一般情况下福建山区高速公路主线沥青路面面层为5.5cmAC-20C下面层+4.5cmAC-16C上面层(路基段和桥梁段均如此)，而建泰高速公路由于预计车流量比福建山区的其他高速公路更小，在原设计时路基段主线沥青路面取消5.5cm的AC-20C下面层，这样导致路基段结构层变少，从平整度传递理论看，各层平整度由下往上逐渐变好，ATB-25上基层作为AC-16C上面层的下承层对于最终平整度的促进显然不如AC-20C下面层。

3 山区高速公路沥青混凝土路面平整度的质量控制措施

3.1 施工技术措施

3.1.1 改善机械设备、加强摊铺碾压工艺

建泰高速公路沥青混凝土路面面层采用一次性全宽摊铺碾压成型的施工工艺以减少纵向拼缝。使用的设备为中大DT-1600摊铺机[7-8](功率269kW，最大摊幅16m，摊铺厚度500mm)，具有有效调节摊铺宽度以适应山区路面横断面宽度频繁变化，配备组合式自动找平系统增加摊铺平整度等功能；摊铺时速度应控制在2.5～3m/min左右并保持缓慢、均匀、不间断的摊铺状态，保证行走平稳；每个摊铺作业循环的启动和停机过程中，熨平板的高度和工作角应保持不变；沥青混合料面层摊铺一般情况采用非接触平衡梁或浮动基准梁作为参考基准，但在桥头过渡段AC-20C下面层仍应采用挂线法施工。以上措施均能提高建泰高速公路沥青路面平整度质量。

沥青混合料碾压时严格按照《福建省高速公路路面施工标准化指南》[9]进行。由于建泰高速公路沥青路面存在较多大型压路机无法碾压的边角区域，为了保证混合料压实度从而提高路面平整度，现场采用加强人工手扶振动压路机振压密实的方法。

3.1.2 注重下承层平整度质量

3.1.2.1 重视三背回填及高填路基施工，坚决消除路基弹簧

建泰高速公路在确保路基填筑质量方面采取了一系列有效措施：

(1)严格按《福建省高速公路路基施工标准化指南》[9]要求进行三背回填，确保填筑材料为符合要求的透水性材料，挖台阶应规范进行，桥涵台背填筑前必须用红油漆画好每层20cm的松铺厚度标志线。桥台背填筑成型后采用液压强夯设备补强(图1)。

图1 液压强夯设备

(2)大于8m的填方路基，填高到8m时采用冲击式压路机进行补充碾压，以后每增加填高2m均应进行补压。每次碾压20遍，碾压速度不小于10km/h。路基填筑成型后，在精平之前确保全线冲碾一遍。

(3)及时安排路基填筑工序，路面结构层开始施工时间较晚(2012年10月动工)，使得填筑好的路基有足够时间完成自然沉降，从而大大减少运营后的下沉。

(4)为了克服山区雨量丰富易造成路基弹簧现象，对验收合格移交的路槽界面立刻摊铺水稳碎石底基层覆盖；摊铺水稳碎石底基层之前对存在的路基弹簧坚决挖除，采用水稳碎石换填；若因山区地形限制造成雨季已施工完成的水稳层不连续，产生中断路段，为避免雨水对中断路段路基产生大量弹簧，采用清除表层泥泞，铺设洞渣，撒铺细料嵌缝，压路机碾压后及时铺设水稳层的施工方案。

3.1.2.2 加强桥梁隧道铺装质量控制

桥梁隧道水泥混凝土铺装层不平整，往往会影响沥青混凝土面层平整度。铺装层施工完成后局部位置标高和设计值的偏差难免超出规范范围(±1cm)，通常处理办法是在桥面清洗并处理杂物后将超高部分用风镐、高压风钻等工具凿除。由于风镐、高压风钻施工质量主要靠人为控制，存在较大不定因素。建泰高速公路采用大型铣刨设备(图2)对桥梁隧道铺装层超标范围和不平整部位进行处理，使得处理后的标高与设计值偏差基本控制在± 1cm范围。利用连续平整度仪测试铺装层平整度，可达1.0mm。

图2 大型铣刨设备

3.1.2.3 从底基层和基层平整度抓起

建泰高速公路由于桥隧多，加之地形限制，路基界面提交时连续性较难控制，为了确保路面底基层和基层摊铺时平整度质量，现场采取严格的责任人定岗措施，由专人负责用3m直尺对底基层和基层接缝施工过程平整度逐尺进行检测，将平整度控制在规范要求之内。如在碾压接头中出现拥包，立即采用人工进行修整；如出现低洼处，人工用耙子将底部耙松并洒少量水后补撒细混料，再用3m直尺检查处理达到规范要求。

3.1.3 提高沥青混合料质量

建泰高速公路沥青路面施工过程中，为了确保混合料石料供应来源可靠，石料粒径规格符合要求，提高拌合质量，通过招标文件明确路面标必须自有沥青碎石开采料场，由业主补助专门料场使用费并帮助协调获得场地，料场标准化建设和石料质量经严格检验，现场需配备水洗和除尘设备；每个路面标只允许建设一个大型沥青混合料拌合站进行集中拌合，严格按照《福建省高速公路路面施工标准化指南》进行，同时加强料仓石料质量检测，从而确保沥青混合料生产及拌合质量；运输时，每辆自卸车都备有大小适宜的覆盖篷布，运输时覆盖在车顶上，并覆盖密实，切实起到保温、防雨、防污染，减少温度离析的作用。

3.2 完善设计方案

建泰高速公路针对路面设计存在的不合理性，采取完善变更设计方案：

(1)主线路基段沥青路面结构层由原设计4.5cmAC-16C上面层+15cm ATB-25上基层+17cm级配碎石层+ 30cm水稳碎石层变更为4.5cmAC-16C上面层+ 5.5cmAC-20C下面层+10.5cm ATB-25上基层+16cm级配碎石层+30cm水稳碎石层，结构层总厚度和原设计一致均为66.5cm，但增加AC-20C下面层，使上面层最终平整度多一层下承层传递和修复的机会(如图3)，桥梁段维持4.5cmAC-16C上面层+5.5cmAC-20C下面层不变。

(2)针对桥梁与桥梁之间长度小于100m路段，如ZK58+565.4～ZK58+634.6，YK60+408.4～YK60+468.6按照复合式路面结构施作，即对该段落增加AC-20C下面层后的图纸再次进行变更设计，除保留上面层4.5cmAC-16C和下面层5.5cmAC-20C，其余结构层采用C15素砼垫层+C35水泥砼板，并与两座桥桥头搭板顺接。从而避免界面过短，水稳碎石摊铺机不易操作影响平整度现象。

3.3 平整度质量控制效果评价

为了进一步贯彻落实建泰高速公路路面工程标准化施工管理实施方案，提高路面平整度质量，建泰公司开展了路面平整度质量控制劳动竞赛，请有资质的专门检测机构采用连续式平整度仪负责对建泰高速公路路面AC-20C下面层平整度(该层平整度质量好坏直接关系到AC-16C上面层最终平整度质量，故重点控制)进行全路段跟踪检测，根据检测结果进行奖惩。检测结果AC-20C下面层全路段平整度标准差，好于规范要求的1.0mm。平整度质量控制成效突出。

图3 建泰高速主线沥青结构层变更后方案

建泰高速公路作为2013年7月举办的福建省高速公路建设推进会主会场，建设质量尤其是沥青混凝土平整度质量也获得好评。路面交工验收过程其AC-16上面层最终平整度验收结果为，成绩优异。

4 结论

(1)山区高速公路沥青混凝土路面平整度受路段桥隧比例高、横断面变化频繁、所处区域雨量丰富等因素影响，质量控制难度高。

(2)针对山区高速公路特色，从改善机械设备、加强摊铺碾压工艺，注重下承层平整度质量，提高沥青混合料质量，完善设计方案等多方面多角度出发，因地制宜的采取措施，能够较好的开展沥青混凝土路面平整度质量控制，成效突出。

[1]赵焕军.高速公路路面平整度的影响因素及应对措施[J].民营科技，2015，(1)：215.

[2]李友林，陶宏春.提高山区高速公路路面平整度的技术措施[J].河北交通职业技术学院学报，2016，13(3)：19-21.

[3]郝丽.加强公路路基路面施工质量管理的措施分析[J].江西建材，2016，(22)：143-144.

[4]郭镌.浅析松建高速公路路面平整度控制措施[J].福建交通科技，2014，(3)：7-9.

[5]王雪如.基于乘车舒适性的高速公路路面平整度评价方法研究[D].北京工业大学，2014.

[6]甄长英，姬涛，赵威.浅谈如何提高高速公路路面的平整度[J].公路交通科技，2010，(6)：125-127.

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[8]陈万明.中大DT1600沥青摊铺机在沥青面层中的应用[J].建筑设计，2014，43(7)：90-92.

[9]福建省高速公路建设总指挥部.福建省高速公路路面施工标准化指南[M].北京：人民交通出版社，2010.