沥青路面层间温度分析及路面平整度的控制

李岗，吕品阳，许翀

（嘉兴市嘉萧高速公路投资开发有限公司，浙江嘉兴314001）

1 引言

自“十一五”实施高速公路“五八”工程以来，浙江省出台了一系列技术规范和技术指南，加大了养护投入和监督考察力度，全省高速公路沥青路面总体质量和路况水平得到了提高，但路面平整度欠佳、桥头跳车、路面早期破损等问题仍然存在。笔者在这里主要从路基路面施工及养护管理等方面对平整度的影响因素做简要分析并提出相应的解决对策。

2 路基、底基层、基层平整度对沥青混凝土面层平整度的影响

沥青混凝土路面的平整度并不是由最后一道结构层决定的。路基、底基层、基层施工过程中存在的细节问题、质量通病等逐渐累积，最后会影响面层的平整度。

1）提高路面平整度要从路基平整度抓起。根据笔者的施工经验，在当前宕渣材料日益紧缺的情况下，如果地质情况允许，可以选用石灰土作为路基填筑材料。石灰土经过合理的配比、碾压后形成致密的板结层，增强了路基整体强度，同时，由于石灰土相对密度较小，可以有效控制路基工后沉降。

2）严格控制底基层、基层平整度。推荐使用3D数字化摊铺技术，减少人为因素对底基层、基层平整度的影响[1]。

3）桥头、涵头沉降对路面平整度的影响。桥、涵等结构物的台背填筑材料也可使用石灰土进行替代，以减少不均匀沉降造成的跳车现象。

3 沥青混合料的质量对路面平整度的影响

沥青混合料的质量直接影响着沥青路面的施工质量和使用品质，控制混合料的稳定性和波动性尤为关键，而混合料的质量又与原材料的质量密切相关，具体表现在以下方面：（1）集料的规格和质量。在料源考察期间，要进行取样留存，对到场的原材料进行比对和系统的数据检测，各项指标都合格的原材料方可进场使用。（2）沥青的规格和质量。优先选用埃索、壳牌等质量可靠的沥青品牌，推荐使用红外光谱仪对到场沥青的相似度进行控制。（3）沥青混合料的拌和。沥青混合料生产的过程中，推荐使用天然气进行加热，以缩短加热时间、提高生产效率、降低混合料的温度离散性。在沥青拌和楼接入物联网系统，对每一盘混合料的拌和时间进行监控，做到可回溯。（4）沥青混合料的运输。沥青混合料运输车可采用棉被、油布、保温板等方式进行保温，减少运输过程中的温度损失，到场后温度满足规范要求的材料才可使用[2]。

4 摊铺机械及摊铺作业对平整度的影响

摊铺机性能及操作水平是影响沥青混凝土路面平整度的直接因素，性能不匹配或操作不规范都会造成路面不平整甚至表面波浪。具体表现在以下方面：（1）根据路面等级，选择性能优良、结构参数稳定，与拌和机能力匹配的摊铺机，推荐安装3D数字化摊铺设备，加强摊铺平整度控制。（2）摊铺速度要均匀。摊铺速度过快会使铺层疏松、供料困难；过慢则会影响生产效率，且料温下降不易压实。将摊铺机接入物联网系统，实时监测摊铺速度，在摊铺速度不满足要求时进行报警，提醒现场施工人员及时进行调整。（3）在卸料过程中，要求运料车与摊铺机推动轮轻柔接触，料斗均匀起升卸料，同时，应防止混合料撒落在摊铺机行走履带前，造成自动找平系统的工作迎角发生变化。（4）防止沥青混合料离析。在螺旋布料仓前部设置阻尼链条，避免竖向离析；在螺旋吊杆、螺旋边部位置安装反向叶片，避免条状离析；在螺旋布料仓边部增加柔性挡板，避免边部自由摊铺导致混合料不均匀；在布料仓内采用长螺旋，减少螺旋吊杆处的带状离析风险。（5）摊铺过程中，注意混合料的保温。在摊铺机螺旋布料器上方加装保温盖板为螺旋布料仓保温，减少沥青混合料在摊铺前的温度损失，保持混合料的施工和易性，提升沥青摊铺质量。

5 碾压作业对平整度的影响

5.1 压实机械

沥青混凝土面层的碾压一般包括初压、复压、终压。初压宜用双钢轮压路机；复压用振动压路机、轮胎压路机；终压可用双钢轮压路机或振动压路机。压路机的规格、数量与行驶速度应与摊铺机的施工宽度和摊铺机速度相匹配。

5.2 压实工艺

1）严格控制碾压速度和遍数。将压路机接入物联网系统，将采集的数据实时呈现给压路机操作人员和现场管理人员，直观地显示路面各个区域的碾压情况，避免漏压或超压。

2）使用水准仪对摊铺厚度进行复核，发现有低洼处时，在碾压前及时填补；碾压过程中发现粗细集料集中时，应及时将其挖除，换填符合要求的混合料，再进行碾压。

6 施工缝（纵、横）对平整度的影响

沥青路面施工中，施工接缝是必然存在的，接缝处常因结合强度不够产生变形、裂纹、松散或错台等不平整现象。

1）纵向热接缝。先铺沥青混凝土的一边在压实时预留一定宽度，待后面的摊铺机铺完后一起压实即可。热接缝的碾压应放在错轮碾压的最后进行，由1台压路机完成，不要换机。

2）纵向冷接缝。在下次铺筑前把边缘切成垂直面，将后铺的沥青混凝土料与已铺部分重叠5～10 cm，再将原路面上的沥青混凝土料铲除，最后用钢轮压路机按纵向15 cm间隔逐步错轮跨越纵向接缝进行压实[3]。

3）横向接缝。在下次摊铺前，用平整度仪或3米直尺检查端部平整度，将不符合要求的端部切除，在切割面上涂上乳化沥青，用摊铺机熨平板或热料进行预热软化，必要时用人工刮洒1层细料，然后用钢轮压路机横向碾压，以20 cm/次的宽度向新铺方向错移，直至全部在新铺面上为止。

7 沥青路面层间温度对平整度的影响

通过在沪杭甬高速公路甬杭向K19+400（四车道）和K19+000（四车道）里程处各埋设5个数字式温度传感器，每30min测量1次路面和层间温度，采集数据见表1、表2。

表1 甬杭K19+400（第四车道）处7月、8月道路各结构层温度

由表1可以得出：（1）在夏季高温炎热季节，沥青路面表面层温度最高，道路结构层越往下，温度越低。（2）沥青路面日最高、最低温度均出现在表面层。（3）从路表向下至监控点底层，各结构层最高温度出现时段逐渐延迟。（4）与气象温度对比，炎热季节路面日最高温度比当日最高气温平均高20.3 ℃；表面层以下4 cm处日最高温度比当日最高气温平均高13.9 ℃。（5）道路中面层日最高温度已超过目前采用的普通沥青软化点（46～48℃），在中面层沥青混合料采用非骨架结构型级配情况下，若不采取措施，容易形成车辙、拥包和推移等病害。

表2 甬杭K19+000（第四车道）处7月、8月道路各结构层温度

而在接下来的几天中，当路面日最高温度达到55℃并持续0.5 h以上时，安排对测温点前后（甬杭K19+500～K18+950）进行3次洒水降温（主要时段为12:00～15:00），洒水后各结构层温度变化情况见表3。

表3 不同层位洒水前后的降温差

由此可以得出：

1）强制洒水降温后路面表面层温度平均下降6.0 ℃，中面层（表面层以下4 cm处）温度平均下降0.3 ℃。

2）从路表往下各结构层最高温度出现时间逐渐延迟，在洒水以后中面层及以下各结构层温度差大部分仍为正值（最大降幅仅为1.1 ℃），表明洒水对中面层及以下各结构层温度影响不明显。

3)洒水日（路表温度高于55℃时）中面层最高温度均未低于49℃，已高于目前采用的普通沥青软化点，极易引起车辙、拥包和推移等病害，建议中面层沥青材料软化点指标应高于55℃。

8 结语

高速公路沥青路面平整度是施工技术、人员素质、养护管理的综合体现。造成路面不平整的因素很多，对平整度影响因素的分析可以科学合理地指导路面施工及后期养护，有效提高车辆行驶的舒适性，具有重要意义。