孫立峰,張 達(dá)

(1.牡丹江公路設(shè)計(jì)院;2.東北林業(yè)大學(xué))

1 平整度的重要性

(1)對(duì)車輛有重要影響。路面的不平整是引起車輛隨機(jī)振動(dòng)的最重要影響因素,不僅會(huì)引起輪胎的磨損和過(guò)早破壞,而且增加了車輛的燃油消耗。

(2)對(duì)于全路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有明顯的價(jià)值。路面不平整激發(fā)車輛產(chǎn)生了動(dòng)態(tài)力,反過(guò)來(lái),增加了路表面的不平整,隨之發(fā)生的是行駛車輛對(duì)路面的動(dòng)態(tài)作用力隨路面不平整的惡化而增大,同時(shí)隨車輛的速度增大而增大。車輛動(dòng)態(tài)作用力加劇了路面的不平整,更大的不平整引起了更大的車輛動(dòng)態(tài)力。

(3)對(duì)行車舒適性有影響。優(yōu)良的平整度能保證車輛高速、舒適、安全的通過(guò)。公路開(kāi)放交通后,瀝青面層直接與行車接觸,司乘人員和乘客直接從路面的平整度感覺(jué)到工程的質(zhì)量。此外,對(duì)行車安全的意義也不可忽視,路面平整度太差,雨后容易積水,導(dǎo)致行車時(shí)的水霧和漂滑而出現(xiàn)安全事故。對(duì)于高等級(jí)公路而言,尤為重要。

2 平整度測(cè)定方法

(1)斷面類平整度測(cè)定。

沿行駛車輛的軌跡來(lái)測(cè)量路面表面的高程,得到路表縱斷面,然后通過(guò)數(shù)學(xué)分析后采用綜合性統(tǒng)計(jì)量表征平整度的測(cè)定方法稱為斷面類平整度測(cè)定。這一類的方法主要有水準(zhǔn)測(cè)量、梁式斷面儀、慣性斷面儀等。斷面類平整度測(cè)定方法的優(yōu)點(diǎn)是直接得到了輪跡帶路表面的實(shí)際斷面,依據(jù)它可以對(duì)路面平整度的特性進(jìn)行分析。而其缺點(diǎn)是對(duì)于水準(zhǔn)測(cè)量和 TRRL梁斷面儀來(lái)說(shuō),測(cè)定速度太慢,不宜用于大范圍的數(shù)據(jù)采集;而對(duì)于慣性斷面儀來(lái)說(shuō),測(cè)量?jī)x器的精密度高,操作運(yùn)用技術(shù)要求高,購(gòu)置和使用費(fèi)用也高,因而其廣泛應(yīng)用受到了限制。

(2)反應(yīng)類平整度測(cè)定。

反應(yīng)類平整度測(cè)定系統(tǒng),是在車上安裝由一傳感器和一個(gè)顯示器組成的儀器,可以傳感和積累車輛以一定速度行駛在路面上時(shí)懸掛系的豎向位移量。儀器得到的測(cè)定值,相應(yīng)于懸掛系位移量。反應(yīng)類平整度測(cè)定系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低廉,操作簡(jiǎn)單,可用于大范圍的路面平整度快速測(cè)定。然而,由于這類測(cè)定系統(tǒng)是對(duì)路面平整度的一個(gè)間接度量,其測(cè)定結(jié)果同測(cè)試車輛的動(dòng)態(tài)反應(yīng)狀況有關(guān),也就是隨測(cè)試車輛機(jī)械系統(tǒng)的振動(dòng)特性和行駛速度而變化。測(cè)試車輛的特性如軸載、輪胎類型和壓力、懸掛系統(tǒng)都會(huì)影響到測(cè)量的平整度。因而測(cè)量結(jié)果的時(shí)間穩(wěn)定性差,同一臺(tái)儀器在不同時(shí)期測(cè)定的結(jié)果不一致。為了克服這一缺點(diǎn),需經(jīng)常對(duì)平整度儀器進(jìn)行標(biāo)定。另外兼容性也差一些,一個(gè)部門(mén)測(cè)定的結(jié)果很少能為其他部門(mén)所用。這個(gè)問(wèn)題可通過(guò)將各種測(cè)量結(jié)果轉(zhuǎn)換成一個(gè)通用的平整度指標(biāo)來(lái)解決。另外,這種測(cè)定方法不能給出路面表面的真實(shí)斷面,無(wú)法利用測(cè)定結(jié)果考察和分析影響路況的路表特性。

(3)主觀評(píng)估法。

在無(wú)法采用斷面類或反應(yīng)類測(cè)定路面平整度,而又需要對(duì)路面的平整度作粗略的估計(jì)時(shí),可采用主觀評(píng)價(jià)的辦法來(lái)估計(jì)IRI。評(píng)價(jià)的依據(jù)是對(duì)不同平整度在路表形狀和行駛感覺(jué)等方面特性的描述。評(píng)估者對(duì)照這些描述和評(píng)估路段的實(shí)際狀況,確定 IRI值。

3 平整度的影響因素及防治措施

基層的平整度對(duì)路面的平整度有重要影響。在平整度不好的基層上攤鋪瀝青層時(shí),使得混合料攤鋪的厚度不同,厚薄甚至相差幾公分,壓實(shí)后,瀝青混凝土面層也不會(huì)平坦。特別是在開(kāi)放交通后,隨著交通量的加大,平整度下降很快。

基層平整度不好的問(wèn)題,可通過(guò)嚴(yán)格要求施工質(zhì)量來(lái)解決。需要指出的是,要想保證基層的平整度,必須從路基開(kāi)始嚴(yán)格抓起,直到面層。對(duì)于瀝青面層的施工,要防止片面追求平整度,而忽略壓實(shí)的不良傾向。

瀝青混凝土礦料的級(jí)配會(huì)影響路面局部的平整度。石料最大半徑過(guò)大,攤鋪時(shí)容易產(chǎn)生離析,熨平板也會(huì)帶動(dòng)大粒徑石料,形成或長(zhǎng)或短的小溝。甚至在大碎石后形成小的空洞,從而影響瀝青面層的平整度。

此外,路基路面的不均勻沉陷,輕者造成平整度破壞,重者引起結(jié)構(gòu)方面的問(wèn)題。路面的水損害會(huì)引起瀝青從石料表面剝落,引起路面的宏觀構(gòu)造增大,平整度衰減加快。這些可通過(guò)精心設(shè)計(jì)得到改善。

一般而言,瀝青混凝土施工時(shí),攤鋪下面層時(shí)通常在路面兩側(cè)安裝基準(zhǔn)鋼絲繩。為了獲得良好的平整度,基準(zhǔn)鋼絲繩的間距不易過(guò)大,鋼絲繩拉力適中。中面層、上面層用等厚法鋪筑。

攤鋪機(jī)作業(yè)時(shí),應(yīng)保證有足夠量的運(yùn)料車輛,以防供料不足。應(yīng)使攤鋪機(jī)前保持有 3～5輛瀝青混合料待卸車,在卸料過(guò)程中卡車要保持移動(dòng)。

攤鋪瀝青混凝土過(guò)程中,攤鋪機(jī)速度對(duì)于平整度也有影響,攤鋪機(jī)應(yīng)勻速、不停頓地連續(xù)攤鋪。此外,要做好橫向和縱向接縫?？v向接縫應(yīng)避免冷接縫,雙機(jī)作業(yè)時(shí)應(yīng)使攤鋪機(jī)相距 8m左右,兩側(cè)厚度與橫坡一致。也可使用寬幅攤鋪機(jī)全幅攤鋪,這樣就避免了縱向接縫。

橫向接縫碾壓時(shí),可以用光輪壓路機(jī)從兩側(cè)向中心線沿45°方向碾壓,過(guò)中心線后,從另一側(cè)以同樣方法碾壓直至在中間搭接,碾壓 2～3遍后,可沿路線正常碾壓。碾壓過(guò)程中應(yīng)經(jīng)常使用 5m直尺檢查接縫,如發(fā)現(xiàn)某些部位較低時(shí),可撒一層細(xì)混合料繼續(xù)碾壓,直到達(dá)到要求的平整度為止。

[1] 沙慶林.高速公路瀝青路面早期破壞現(xiàn)象及預(yù)防[M].北京:人民交通出版社,2001.