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淺談改性瀝青及SMA路面平整度的控制論文
一、引言
平整度是衡量高級路面質(zhì)量好壞的重要指標。路面不平順，會增大行車阻力，并使車輛產(chǎn)生附加振動，直接影響行車的安全性、舒適性，同時會加劇汽車零部件及輪胎的損壞，并增大油料的消耗；附加振動以及不平整的路面所滯積的雨水，也將加速路面的破壞。隨著社會的發(fā)展需要，高等級公路建設(shè)幅度的擴大，人們對路面行車的安全性、舒適性以及路面的耐久性都提出了更高的要求，交通部在修定《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》（JTJ 071－98）中也相應(yīng)對路面平整度指標進行修訂，采用了更高更嚴格的指標。下面結(jié)合國道319改線（海滄路段）一期工程的施工、監(jiān)理，談?wù)勅绾螌Ω男詾r青及SMA路面的平整度進行控制。
該工程東連海滄大橋石塘立交，西接角嵩公路，是進出廈門島的西通道，全長8.233公里，按一級公路結(jié)合城市I級主干道標準設(shè)計，雙向六車道，寬為2X12.25米。本路段交通量大、重載多，特別是廈門地處東南沿海，夏季炎熱，為防止瀝青硅路面在重載作用下產(chǎn)生車轍、推擁和波浪等病害，充分利用SMA具有較好的高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性，能保持較好抗滑能力和平整度、減少噪音、提高路面能風度等優(yōu)點，本工程采用改性瀝青及SMA結(jié)構(gòu)取代中粒式瀝青砼抗滑表層。
二、影響改性瀝青及SMA路面平整度的因素分析
改性瀝青是指摻加改性劑或采取對瀝青輕度氧化等加工措施，使瀝青或瀝青混合料的性能得以改而制成的瀝青結(jié)合料；SMA是一種由瀝青、纖維穩(wěn)定劑、礦粉及少量的細集料組成的瀝青馬蹄脂，填充間斷級配的粗集料骨架間隙而形成的眼擠型密實結(jié)構(gòu)混合料。改性瀝青及SMA路面是一種新型的路面結(jié)構(gòu)，具有如下特性：
1.造價高，對路基與路面的施工質(zhì)量要求較高；
2.改性劑必須完全分散在瀝青中，才能充分發(fā)揮其效能：
3.改性瀝青及SMA混合料具有粗集料多，礦粉多，改性瀝青結(jié)合料多，細集料少，摻纖維穩(wěn)定劑，材料要求高的特點，特別是對粗集料的堅韌性、顆粒形狀和棱角性的要求很高；
4.只有在高溫狀態(tài)下碾壓才能達到密實效果，且不產(chǎn)生推擁，這是SMA的一個重要特征；
5.改性瀝青及SMA混合料致冷后非常堅硬，強度高。
改性瀝青及SMA的特性決定了其施工與普通瀝青硅相比具有特殊性，故應(yīng)加強施工中每一環(huán)節(jié)的檢測控制與管理，從其特性入手，對其特殊的施工工藝進行分析，影響路面平整的主要因素有：
1.路基與下承層的施工質(zhì)量。路基填筑不均勻或路基、下承層結(jié)構(gòu)密實度和強度不足，整體穩(wěn)定性差，易產(chǎn)生不均勻沉降，路面平整度差：對于下承層的平整度以及高程誤差，都會通過結(jié)構(gòu)層自下而上層層積累，影響到改性瀝青及SMA路面的平整度。
2.原材料及混合料的質(zhì)量。只有保證原材料和混合料的質(zhì)量，才能保證改性瀝青及SMA面層的完整性和強度，路面平整性才有保障。
3.施工工藝及機械配置。本工程采用改性劑SBS，改性瀝青制作采用高溫剪切與膠體磨的特殊加工方法，拌和時間長，生產(chǎn)率降低，混合料粘度大，施工溫度要求高，混合科冷卻結(jié)硬后強度高，要保證其密實度和平整度以及充分發(fā)揮SMA粗集料的嵌擠作用，只有通過采用合理的施工工藝及機械配置才能實現(xiàn)。
4.施工人員的素質(zhì)與責任心。只有通過施工人員對施工中每一環(huán)節(jié)加強檢測控制與管理力度，充分調(diào)動其主觀能動性，才能發(fā)揮先進的施工工藝、合理的機械配置和先進的機械設(shè)備這一組合的最佳效果。
三、改性瀝青及SMA路面平整度的控制措施
從影響平整度的主要因素出發(fā)，從路基與路面下承層的施工質(zhì)量，原材料及混合料的質(zhì)量，施工工藝和機械配置以及施工人員素質(zhì)等方面采取相應(yīng)的控制措施，重點應(yīng)抓施工工藝和機械配置方面。
1.加強路基與路面下承層的施工質(zhì)量控制
對于路基，應(yīng)從確保路基填土的均勻性以及路基結(jié)構(gòu)整體的密實度和強度；采取合適的涵、臺背、墻背回填與軟基處理方案并減少其過渡段的工后沉降差；采取相關(guān)措施，減少水對路基產(chǎn)生的病害，確保路基穩(wěn)定。
改性瀝青及SMA造價較高，一般只使用于上面層結(jié)構(gòu)，若在（承層施工中不重視手整度及高程誤差控制，想通過4cm厚上面層的施工來對下承層的不足進行彌補，并取得好的平整性是不可能的。本工程主車道全幅寬12.25m，在下承層施工中，均采用ABG攤鋪機全幅式攤鋪，保證攤鋪混合料性能的穩(wěn)定性和控制攤鋪速度的均勻性，并采用不同的找平方式，對不同下承層的攤鋪進行控制，使下承層的平整度控制在較好的水平上。
2.原材料及混合料質(zhì)量的控制
每一批進場的原材料都應(yīng)按相關(guān)規(guī)范和標準進行試驗，并加強施工中試驗自檢和抽檢力度，保證后材料質(zhì)量的穩(wěn)定。
改性瀝青及SMA混合料質(zhì)量直接影響到瀝青面層的施工質(zhì)量和使用品質(zhì)，一旦出現(xiàn)不合格的花料。焦料、過油料鋪筑到路面上都應(yīng)立即徹底鏟除重鋪，經(jīng)人工修補后的路面是不可能有良好的平整度。混合料生產(chǎn)要嚴格把關(guān)，不合格混合料嚴禁使用。通過抽提試驗和馬歇爾試驗對礦料級配、瀝青用量、混合料的密度和空隙率VV、VMA、VCA等指標進行調(diào)控，同時檢測其穩(wěn)定度和流值；通過溫度檢測，對改性瀝青及SMA生產(chǎn)的四大溫度（瀝青加熱溫度160～165℃，改性瀝青制作溫度165～170℃，改性瀝青最高加工溫度175℃，集料加熱溫度190～200℃進行控制，做到不合格材料嚴禁進場，確保混合料的質(zhì)里。
3.加強施工工藝和機械配置的控制
先進成熟的施工工藝、先進的機械設(shè)備和合理的機械配置，是保證改性瀝青及SMA路面平整的關(guān)鍵。
I）攤鋪
本工程采用ABG攤鋪機全幅一次性攤鋪，應(yīng)做到緩慢、均勻、連續(xù)不間斷地攤鋪，禁止隨意變換速度或中途停頓。
①.運料車與攤鋪機恰到好處地配合是保證平整度的一個重要方面，必須防止料車撞擊攤鋪機或?qū)⒘蠟⒌街忻鎸由稀＿\料車應(yīng)在攤銷機前10～20m處停住并掛空檔，卸料過程中由攤鋪機推動汽車同步前進，卸料完畢后，即駛離攤鋪機。由于改性瀝青及SMA生產(chǎn)時拌和機生產(chǎn)率降低，為保證其勻速、不間斷地連續(xù)攤鋪，攤鋪速度一般不超過3m／min～4m／min，甚至可放慢到lm／min～2m／min，這就要求機手應(yīng)具有較高的操作水平，以保證攤鋪機勻速、連續(xù)工作，既能保證壓實度又提高平整度。
②.ABG攤鋪機兩側(cè)各安裝了一臺從美國BLAW／KHOX公司引進的浮動基準梁找平裝置。該裝置總長16.7m，前端有2X12個可上下自由伸縮的“雪橇”板也稱“滑靴”，滑下層表面拖動滑行，構(gòu)成下層基準面。裝置后端有2X8對可上下伸縮的橡膠輪，行駛在攤鋪后的混合料表面，構(gòu)成攤鋪后的上基準面。攤鋪機的自動找平裝置是根據(jù)兩個基準面的高差控制攤鋪厚度。由于雪橇板和橡膠輪都能自由伸縮，可以消除局部不平整對控制厚度的影響。
由于較長的滑靴式浮動基準梁對提高改性瀝青及SMA路面的平整度非常有利，故在本工程部分路段中，對浮動基準梁進一步改裝，浮動梁全長33.4m，后端采用2X12個滑靴來代替2X8對橡膠輪，使平整度可達到0.8mm以內(nèi)。
③.攤鋪機刮料輸送器通過閘門后供料和螺旋攤鋪器向兩側(cè)布料，兩者的工作速度要相匹配。在發(fā)生暫時性斷料時，攤銷機應(yīng)保持繼續(xù)運轉(zhuǎn)，停止振搗，并接通熨平板加熱器，保證改性瀝青及SMA的攤鋪與碾壓符合高溫條件要求，這是控制平整度的又一關(guān)鍵所在。
④.提高攤鋪過程中的預(yù)壓密實度。改性瀝青及SM
A混合料在高溫狀態(tài)下主要靠粗集料的敬擠作用，可適當提高夯錘的振搗頻率，在攤鋪機夯錘振搗與熨平板的共同作用下，一般可達到85％以上的預(yù)壓效果。這樣，剩余的壓實系數(shù)極小，所以初壓的痕跡也極小，進而保證了路面的最終乎整度。
2）碾壓
改性瀝青及SMA路面最好采用剛性碾碾壓，并在碾壓過程中嚴格控制好碾壓溫度。本工程采用INGERSOLLRAND振動壓路機，其振動力大、幅度寬，初壓（溫度不低于150℃）、復(fù)壓（溫度不低于130℃）和終壓（溫度不低于120℃）都采用此種壓路機，碾壓3～4遍，一氣呵成。按照以下原則碾壓，充分解決了密安度與平整度的矛盾，實際效果比海滄大橋鋼橋面采用CC25振動壓路機與YL－20型輪胎壓路機組合碾壓要好。
①.按照“緊跟、慢壓、高頻、低幅”碾壓八字方針進行碾壓，這是與一般瀝青混合料碾壓方式最大的區(qū)別。壓路機必須緊跟在攤鋪機后面，只有在高溫條件下碾壓才能取得最好效果，碾壓終了溫度應(yīng)不低于120℃；慢壓是針對目前碾壓速度普遍過快的現(xiàn)象來說，一般要求的碾壓速度不能超出4km/h～skm／h；高頻和低幅方式對提高SMA的壓實度，防止石料損傷，保持石料有良好的棱角性和嵌擠作用具有重要的意義，大振幅很容易造成碾壓過度，使石料壓碎或者馬蹄服上浮，產(chǎn)生“過碾壓彈簧”現(xiàn)象。所以碾壓八字方針也是保證改性瀝青及SMA路面平整的重要環(huán)節(jié)。
②.碾壓應(yīng)均衡地進行，倒退時關(guān)閉振動，方向要漸漸地改變，不許擰著彎行走，一般可采用歐式碾壓，對每一道碾壓起點或終點可稍微扭彎碾壓；消除碾壓接頭輪跡。
③.壓路機不允許在新鋪混合料上轉(zhuǎn)向、調(diào)頭、左右移動位置、突然剎車或停機休息；其他機械化不能在未冷卻結(jié)硬的路面上停留。原則上所有機械，尤其是壓路機從開始碾壓進入角色后便不能停機，直至該段路面施工結(jié)束，否則容易產(chǎn)生局部波浪。
④.碾壓應(yīng)縱向進行，并由攤鋪路幅的低邊向高邊低速行進碾壓，相鄰碾壓重疊至少50cm：初壓時始終讓從動輪在后，避免由于溫度高輪前易留下波浪，影響平整度；終壓用光輪壓路機以消除輪跡。本工程采用雙驅(qū)雙振ingersollrand壓路機，既可保證碾壓后不存在波浪，又能消除輪跡。⑤，在橋梁、涵洞和通道等構(gòu)造物的接頭處，以及匝道、港灣或緊急停車帶等攤鋪機和壓路機難以正常操作的部位，要輔以小型機械或人工操作快速進行，保證其施工溫度。本工程海新路口與角嵩路日匝道，以及主車道兩側(cè)都安裝了立緣石和平緣石，在改性瀝青及SMA路面結(jié)構(gòu)施工中，特別是上面層施工中，對這些地方必須特別小心在意，否則會破壞平線石或影響整體美觀，放采用小型比特律壓路機配合碾壓，使改性瀝青及SMA上面層與平緣石銜接平順。
3）接縫處理
接縫是影響乎整度的一個重要因素。應(yīng)盡量減少接縫，特別是縱向接縫，本工程采用ABG攤鋪機全幅施工，不存在縱向接縫，所以應(yīng)保持勻速、不間斷連續(xù)攤鋪以減少橫向接縫，盡量做到一天只有一個接縫。改性瀝青及SMA路面橫向接縫的處理，對平整度影響很大。接縫跳車現(xiàn)象仍然是改性瀝青及SMA路面的薄弱環(huán)節(jié)。
改性瀝青及SMA路面接縫處理要比普通瀝青混合料難一些，由于冷卻后的SMA混合料非常堅硬，應(yīng)想方設(shè)法防止出現(xiàn)冷接縫處理。為提高平整度，一般采用切割成垂直面的方法，可在改性瀝青及S脫路面完工后，稍停一停，在其尚未冷卻之前，就切割好。具體做法為：將3m直尺沿路線縱向靠在已施工段的端都，伸出端部的直尺呈懸臂狀；以已施工路面與直尺脫離點定出接縫位置，用鋸縫機割齊后鏟除廢料，并用水將接縫處沖洗干凈；在下一次施工搭機前，涂刷粘層油，即可接下去鋪筑混合料。
4）機械配置
科學(xué)合理的機械配置和先進的機械設(shè)備，是路面施工連續(xù)作業(yè)與提高平整度的重要保證。本工程所采用的瀝青及SMA拌和設(shè)備為德國PARIG／M2000型拌和設(shè)備，在施工過程中，其對所有的參數(shù)控制都采用電腦自動化控制，保證了混合料生產(chǎn)的連續(xù)性和混合料質(zhì)量的穩(wěn)定性；改性瀝青生產(chǎn)設(shè)備為北京國創(chuàng)LG－8型煉磨式改性瀝青生產(chǎn)設(shè)備，改性瀝青在拌和廠現(xiàn)場加工制作，經(jīng)顯微鏡觀察其改性劑分散非常均勻，一般小于5u；攤銷機為進口的具有高精度自動找平的全幅式ABG攤鋪機；壓路機采用美國進口的INGERSollRAND雙驅(qū)雙振壓路機。
所需的總運力（載重量×車量數(shù)）應(yīng)根據(jù)拌和機實際作業(yè)時的拌和能力結(jié)合拌和廠至施工現(xiàn)場的運距來確定；由于改性瀝青及SMA施工溫度要求較高，其混合料在運輸過程中必須加蓋篷布，防止結(jié)合料表面給硬，且必須保證攤鋪機前應(yīng)有3輛車等待卸料，宜采用12T以上的運料車供料，做到：“寧可運料車等候攤鋪，也不能攤鋪機等候運料車”。
4.提高施工人員素質(zhì)和責任心
外因是變化的條件，內(nèi)因是變化的依據(jù)。任何科學(xué)的工藝和先進的設(shè)備都離不開這個主觀因素。在改性瀝青及SMA路面施工中，人為因素特別是施工人員素質(zhì)和責任心對路面質(zhì)量的影響也是至關(guān)重要的。現(xiàn)場技術(shù)員，質(zhì)檢員、現(xiàn)場監(jiān)理員要切實發(fā)揮出應(yīng)有的作用，施工人員應(yīng)具有高度的責任感，保證按施工規(guī)范施工，對混合料的拌和、運輸、攤鋪、碾壓以及接縫處理等一系列環(huán)節(jié)，層層把關(guān)，并成立質(zhì)量管理小組，加強各施工人員及機械操作手的質(zhì)量意識，并貫穿于整個施工過程。
四、改性瀝青及SMA路面平整度檢測結(jié)果
工程完工后進行檢測，路面平整度指標采用西安公路研究所研制的XLPY－F型連續(xù)式平整度儀進行檢測，每100米打印出一個實測結(jié)果一均方差（Q），總共165個檢測結(jié)果數(shù)據(jù)，其右幅的檢測數(shù)據(jù)如下（單位為mm）：
從上表可見，檢測結(jié)果均滿足小于交通部規(guī)定的平整度代表值1.2mm的要求，合格率達到100％但平整度指標仍不夠理想，均方差大于0.8mm的比率偏大，特別是左幅已達到31.3％，主要原因是在鋪過程中，為與主車道兩側(cè)的手緣石順接以利排水，攤鋪機有時只能采用走架在乎緣石上的鋼架的找方式，使路面平整度受到平線石子整度的限制。
五、結(jié)束語
綜上所述，要提高改性瀝青及SMA路面的平整度，應(yīng)確保路基的施工質(zhì)量、并從下承層的平整B制、原材料及混合料的質(zhì)量控制、施工工藝和機械配置以及施工人員素質(zhì)入手，重點抓好攤鋪、碾壓接縫處理三方面的施工質(zhì)量，盡可能采用先進的機械設(shè)備和合理的配置，充分發(fā)揮施工人員的主動性積極性。
為提高路面平整度，還應(yīng)追蹤世界先進技術(shù)，學(xué)習(xí)和借鑒外國一系列先進的施工方法和施工工藝，如借鑒美國與歐洲一些國家所使用的與攤鋪機同步前進的布料機從側(cè)邊進行布料，減少對攤鋪機干擾的方法，來保證攤鋪機勻速、連續(xù)工作，既能保證改性瀝青及SMA路面的壓實度又能提高平整度。
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