先進的施工設備和工藝是提高路面綜合質量的保證

關鍵詞 壓實度；平整度；施工機械；施工工藝；施工管理；路面質量

　　隨著中國高等級公路的發展，車流量不斷增大，重載車輛增加，路面施工質量問題已十分突出。特別是由于某些施工單位片面追求路面平整度，往往忽視了路面壓實質量。研究表明：提高壓實度，會增加柔性路面的承載能力，有更大的抵抗力，抵抗交通負荷所引起的道路變形，提高抗自然侵害力和抗裂能力，顯著增加路面壽命；同樣，路面平整度也是施工過程中需要控制的重要指標，良好的路面平整度，直接影響了車輛在路面上的行駛質量和乘坐舒適性，也會減少車輛對路面的沖擊荷載，提高路面使用壽命。
　　路面綜合質量的提高是一個系統工程，它涵蓋了路面材料質量、施工機械的選型與合理配置，先進合理的施工工藝、完善的施工管理等諸多方面。 為此，薊縣交通局廣大技術人員，在多年的施工過程中，從影響路面質量的諸多因素入手，在進行了大量試驗的基礎上，確定了合理的施工工

藝，使路面綜合質量得到顯著提高，取得了令人滿意的效果。本文就施工過程中的一些經驗和試驗成果總結如下。

1　原材料的管理

　　原材料的優劣是路面攤鋪質量的基礎，為了解決目前國內普遍存在的多家料場向一個標段供料引起的礦料混雜、料級配變化大的問題，工程處要求所有定點料廠一律采用反擊式聯合破碎機，對粗集料在碎石場內進行統一篩分，保證了礦料的級配，針片狀料含量，棱角性、清潔度、壓碎值等指標滿足公路施工規范JTJ032-94標準要求，從而解決了目前國內普遍存在的原材料質量問題。對細集料、粉料和瀝青，加強了來料質量檢驗工作，從根本上杜絕不合格料混進場內。
　　對進場的不同規格的集料分隔堆放，防止混雜，并采取了防雨、排水措施。特別是細集料，由于其含水率變化很大，在下過雨后，其含水率可達10%以上，因此對細集料用防水材料進行了覆蓋，確保了細集料含水量的穩定，這樣做不僅降低了攪拌設備的燃油消耗率，也為攪拌設備穩定生產和攪拌出優質混合料提供了前提條件。

2　設備選型與配套

路面施工中使用的設備種類很多，檔次也差別很大，而起主導作用的是混合料拌和、攤鋪和壓實機械。拌制瀝青混凝土的設備類型很多，從拌和形式上主要分為三大類：①連續式自由拌和設備；②間歇式強制拌和設備；③連續式半強制拌和設備。由于間歇式強制拌和設備具有兩次計量、熱料二次篩分和強制拌和等特點，與其它兩種設備相比，在含油量和混合料級配控制方面都更準確穩定。在對眾多間歇攪拌站分類對比的基礎上，選擇了日工NBD-240型間歇式混凝土攪拌站，它除了具有移動式設計，安裝速度快的特點之外，還具有計量準確，熱骨料溫控精度高，拌和質量好等優點。在工程施工中，經檢驗其骨料計量偏差<±0.5%，粉料計量偏差<±0.5%，瀝青計量偏差<0.2%，拌制的瀝青混合料均勻，其瀝青含量偏差≤0.2%，溫控誤差≤±5%，能夠拌出優質的混合料。
　　攤鋪機選擇了德國ABG公司生產的TiTAN525型，攤鋪速度0～16 m/min無級調節，其低速作業穩定性好，非接觸式自動找平裝置易于操作，控制精度高，攤鋪寬度變化范圍大(2.5～12.5 m)，夯錘頻率0～25 Hz，振動器頻率33～55 Hz可調，加之刮板輸料傳感器和螺旋布料器料位傳感器等自動控制裝置，使其具備優良的作業性能。
　　為了提高路面平整度，采用進口非接觸式自動找平系統，該系統采用非接觸數字處理技術，具有非接觸、不粘輪、無壓痕、外觀輕巧、操作方便、數字控制、沒有機械誤差等特點，在接縫處理上效果良好。
　　壓路機分為靜碾式、輪胎式和振動式壓路機，研究表明，瀝青混合料在振動狀態下，特別是頻率接近固有頻率時，其內摩擦力會減少80%，壓實效率明顯高于其它兩類壓路機。在分析了各種壓路機特點的基礎上，選定了美國英格索蘭DD130和DD110和徐工產CC21調頻調幅振動壓路機。
　　在確定了主導機型的基礎上，根據連續作業的要求，選擇了其它設備，設備配置情況見表1。

瀝青混凝土面層設備配置一覽表 表1

3　路面施工工藝的試驗研究

　　施工工藝由原材料級配，顆粒尺寸，形狀，瀝青標號，混合料溫度，鋪層厚度等因素而定，為確定所鋪筑材料的最佳施工工藝，在連接線上選取了1 km路段作為試驗路段，確定各設備的運轉參數和設備之間的合理匹配關系。

3.1　混合料溫度特性試驗

由于混合料具有熱塑性，在高溫下瀝青結合料起到潤滑作用，易于壓實；隨著溫度的降低，壓實作業除了克服骨料間的內摩擦力外，還要克服粘滯阻力，因此混合料的溫度特性，決定了混合料出料溫度、碾壓開始時間和碾壓距離等參數。

3.2　攤鋪速度

　　工程實踐證明，提高路面質量的一個主要措施是保證攤鋪機能連續穩定地攤鋪作業，盡量避免攤鋪時快時慢、時走時停，攤鋪機的作業速度根據拌和機產量和運輸車的能力、鋪層厚度和寬度確定。

3.3 自動找平系統

（1） 構成

非接觸式找平系統為在路面以上一定距離處使用多個聲納追蹤器（一般為4個或8個），它以地面為基準并精確地測出距離平均值，控制攤鋪機的升降油缸，從而達到更加光滑平整的攤鋪效果。

（2） 處理過程

聲納追蹤器是一高程控制傳感器，它發出高頻聲脈沖并測出從物理參照物反射回來的回脈的時間，然后發出信息給控制盒，控制盒檢測此信息并提升或下降調節油缸以維持適當的面層厚度。本聲納追蹤器每秒發射39次聲脈，并對距離求平均值。

3.4　壓路機的壓實工藝
　　路面壓實度決定了路面鋪層的空隙率。研究資料表明，空隙率的大小在很大程度上決定了路面質量，當空隙率大于7%時，每增大1%透水性成倍增長；空隙率降低至5%時，路面壽命提高2～3倍。
　　由于路面壓實主要是克服瀝青混合料的內聚力、內摩擦力，因此根據瀝青混合料的級配、瀝青含量、瀝青標號、確定初壓溫度及振動壓路機的頻率、振幅等參數是十分重要的。

　　(1) 振動壓路機頻率較高時效果優于低頻壓實，這主要是瀝青混合料的固有頻率較高的原因。
　　(2) 振動壓路機在混合料溫度相對較低的情況下也有很好的壓實性能，而靜碾壓路機在壓實度達到95%時曲線變得十分平緩，進一步提高很困難。
　　(3) 從圖上可以看出，碾壓初溫對壓實效率影響很大，溫度高易于壓實。
　　(4) 在鋪層較薄時(4～6 cm)，振幅不宜過大，取0.4～0.6 mm較為合適；太小壓實效率低，過于小時壓實度達不到規定值，太大不僅影響路面平整度，而且有可能將石料振碎。
根據以上試驗結果制定碾壓工藝如下：為了在保證路面壓實度的情況下盡可能提高路面平整度，初壓采用D110不施振碾壓1遍，使鋪層建立一定的承載能力；復壓采用DD130、CC21和DD110振動壓路機各振壓1遍，速度4 km/h左右，頻率40～50 Hz，振幅0.4～0.6 mm；終壓采用DD130不施振碾壓1遍。
　　由溫度特性曲線可知，鋪層溫度平均每分鐘下降20℃。因此在碾壓初溫130℃～140℃時，在30 min內完成碾壓，可保證終壓溫度高于70℃，由此可確定碾壓距離50～60 m，混合料出料溫度155℃～165℃。
　　按以上壓實工藝鋪筑了500 m試驗路段，經檢測壓實度平均值97.8%，平整度標準差0.53 mm(下承層0.6～0.8 mm)，取得了令人滿意的試驗結果。

4　施工組織管理與過程監控

優質的原材料，現代化的機械設備和合理的施工工藝為鋪筑高質量路面提供了物質基礎，而整個工程能否達到預定目標施工的組織管理是至關重要的。為此工程處研究制定了質量保證體系(見表2)，做到目標明確，責任到人，獎罰分明。根據平整度傳遞理論，在確保壓實度的前提下，對各層平整度作出了要求，基層平整度<2.5 mm，達不到要求的地方要進行處理；下面層平整度<1.0 mm；中面層平整度<0.7 mm；上面層平整度<0.55 mm。

質量保證體系一覽表 表2

　　
同時，加強了試驗室技術力量，對施工作業全過程進行跟蹤檢測，及時解決施工過程中存在的問題。通過采取以上措施，在津圍公路、津薊高速等工程施工中，路面綜合質量達到國內先進水平，在年度評選中獲市優工程。

　5結束語

綜上所述，提高路面的施工質量是一個系統工程，從材料管理、設備選型到施工組織管理各環節都要嚴格控制，特別是拌和工藝、攤鋪工藝和碾壓工藝要針對具體材料、機械設備和環境條件進行配套試驗，綜合分析，才能綜合提高路面施工平整度和壓實度。