沥青路面双层摊铺平整度控制技术研究 

王磊 交通部公路科学研究院

引言  

平整度是评价路面质量最重要的技术指标之一，它直观地反映了行车的舒适度和路面的安全性。在高等级公路工程建设中，影响平整度的关键因素很多，因此平整度的控制过程也能客观地反映公路建设者的技术和管理水平。本文所讨论的沥青路面双层摊铺平整度控制技术，源于一种新的沥青面层施工工艺中、上面层两种不同配合比的沥青混合料同时铺筑，并一次碾压成型。

在中国，目前可以完成这种摊铺作业的设备只有于几年前引进的戴纳派克F300(埚加装AM300模块的组合式沥青摊铺机。这种新型的施工机械尚未能大范围推广使用，但是从瑞典、德国、荷兰、俄罗斯等国家的部分路段工程实例来看，其在提高施工效率和改善层间粘结方面表现出良好的作业性能。课题组根据其设备特性、技术特点和施工过程，依托陕西洛商高速公路试验段，对双层摊铺沥青路面平整度控制技术进行了系统的研究，提出了相应的双层擀爵平整度控制方法。

影响双层摊铺沥青路面平整度的主要因素，首先，双层摊铺与传统的分层摊铺工艺不同，其中，上面层为同时铺筑，因此对下承层的平整度要求较高；其次，整套设备自重大，结构复杂，操控难度高。同时，为了保证连续摊铺作业，一般需要2台拌和站配合出料，实现不间断供料：在结构层厚度不变的情况下，当碾压厚度增大时需要采取特殊的压实方案以保证压实度。所以，在双层摊铺施工中，必须采取相应的控制措施，保证路面平整度达到施工规范的要求。下承层平整度要求路面平整度是各结构层平整度的累积反映，基层的不平整很容易直接反映到面层上。从传递角度考虑，可归纳为以下几个方面：下承层平整度、松铺层平整度、压缩比不均匀。

 因此，双层摊铺平整度的控制应从基层开始，按上一级路面施工标准进行平整度检查验收。摊铺机操控性要求组合式双层摊铺机由l台经过改装的传统沥青摊铺机加装1个可独立行走的辅助摊铺模块组成，包含2套独立发动机组、2套熨平板 以及分料器。2个前后布置、高度和容量不同的相互独立的料斗用 来存放2种不同配合比的沥青混合料，这使得全套设备基础总重达到35 t，工作质量最大能达到95 t。由于上面层料斗位于摊铺机中部较高位置，设备重心较高，在工作过程中，工作质量和设备重心会随着中、上面层混合料质量的实时变化而变化。在一定范围内，必然影响设备的行进速度、摊铺厚度和仰角的稳定性。摊铺机的失稳会引起摊铺后预压密实度的变化，从而导致最终压实厚度的差异，影响路面平整度。 

1、考虑到上述因素，需采取以下控制措施： 

（1）双层摊铺机一般采用自 动行走系统．避免人为操作误差。

（2）为了保持重心稳定，减小设备基础质量与工作质量的变化范围，双层摊铺设备应设计使用2台转运车，同时对上、下料仓连续均匀供料。

（3）要求机手操作熟练。注意观察，能根据摊铺情况及时作出调整。

（4）摊铺机必须缓慢、均匀、连续摊铺，摊铺速度宜控制在2—3 m·miff’范围内。13双层摊铺设备对配套拌和站的要求因为双层摊铺施工中必须要求中、上面层同时不间断供料，因此受到拌和站的拌和能力、两种混合料产量配合比、运输能力和经济效益核算等因素的制约。如果双层摊铺机由于等料或断料造成速度的变化或停铺，必然会由人工来调节厚度、熨平板的激振力与振捣梁行程，摊铺过程的不连续也将是影响路面平整度的重要因素之一。 

为了保证上、中面层混合料的充分供应和连续铺筑，必须使拌和站供料与摊铺设备的生产能力相匹配，目前中国这台戴纳派克 F300C／S(AM300)组合式沥青摊铺机在双层摊铺作业时，只配有1台 MF300C转运车．由转运车输料能 力(300～500t)和摊铺机摊铺速度 (2～3m11ain。)综台计算，得出拌和站混合料生产总量至少应在400t 以上。选取中国高速公路沥青面层比较有代表性的设计结构层，计算其混台料用量，根据拌和站主流机型配置，考虑到生产成本，优化配置后一般推荐使用3000型_+4000型沥青拌和站或者3000型+5000型沥青拌和站组合与双层摊铺设备相匹配。另外，施工单位要根据运距和运输车辆数量预估生产时间和混合料储备。双层摊铺时由于两层沥青混合料叠加，会产生一个约10ml厚的叠层，增加了压实难度。所以在双层摊铺中、上面层施工中，为保证压实效果，碾压速度应和摊铺速度相匹配，压路机数量应和摊铺宽度相匹配，要严格按照试验路确定的碾压工艺来控制碾压过程。压实的关键措施如下：

(1)压路机组要紧跟双层摊铺机，首先采用4td x型钢轮压路机进行稳压。

(2)初压时，要求至少使用13t以上的双钢轮振动压路机，以保证压实度。

(3)复压时，可以根据面层材料的特性，考虑是否采用30t胶 轮压路机。

(4)终压是消除表面缺陷和保证面层平整度的最后一个阶段。较高的沥青混合料温度有利于终压过程中消除复压时表面遗留的不平整痕迹。终压结束时，普通沥青混合料温度不应低干90℃，改性沥青及SMA混合料不应低于100℃，并应尽可能在较高温度下完成最终压实作业。

2、洛商高速双层堋铺试验路平整度控制方法：

    洛商高速公路位于陕西省境内，建设里程124 km，双层摊铺试验路段选取于白JIf大桥与中心一号桥(Klo+975～K12+795)之间，总长1 200 rlrl，采用戴纳派克F300C／S (AM300)双层沥青摊铺机完成。 

试验路上、中面层总厚度为IOarn。 2台4000型沥青拌和站与双层摊铺机匹配，其中商州拌和站距离试验，负责生产下面层沥青混合料；洛南拌和站距离试验路段5 lan，负责生产上面层沥青混合料。为了更好地收集、分析双层摊铺技术的各项性能指标，试验路段采取4种路面结构方案。

2．1基层平整度控制在双层摊铺施工前，中心实验 室对下承层路面(下面层)的平整度、压实度、横坡和高程等指标进行复验，要求下承层平整度均方差值控制在l 2以内，对超出标准的路段进行铣刨预处理。

2.2接缝处置,试验路段包括一条横向接缝，采用垂直的平接缝处置,用切缝机切割齐整并冲洗吹干后刷粘层油，切缝与路中线垂直。试验路段路面结构铺机移至接缝处，熨平板里侧与接缝平行，垫上合适的薄木板，高度等于松铺厚度，垫板长度应超过熨平板长度，以保证摊铺的稳定性。将熨平板加热至120℃，同时开启振动装置，使之低速运转，接缝料整平处理后，压路机由旧路向新料成45。角斜压，然后横向碾压3～5 遍，最后用3m直尺检测。

2．3双层摊铺机工作过程控制 戴纳派克F300cs(AM300)有2组独立摊铺系统，由独立的找平油缸、牵引大臂和找平控制器分别对上、下熨平板进行找平控制。

其中，中面层以控制高程为主时，走钢绞线：上面层以控制厚度为主时，采用非接触式平衡梁找平。下面层料斗为四周封闭、上面开口的漏斗形结构，解决了传统国1接缝的处置方式双层摊铺机的工作过程摊铺机进料口两侧骨料离析问题，保证了摊铺混合料的均匀性。同时四周封闭的结构也减少了落料减轻，工作量的同时改善了找平系统的工作面，有利于提高摊铺路面的平整度。由于采用MF300C转运车供料，因而避免了运料车对摊铺机的冲击，双层摊铺机上料仓容积20 t，下料仓容积40 t，施工现场运输车辆大多载重40 t左右。为了保证连续供料，避免转运车卸料时上料仓溢料至下料仓，造成混合料配合比变化，负责运输上面层混合料的车辆每车装载20 t左右，并做好明显的标识以区分中面层混合料运输车，在转运车前分别排成两列，并保持lO～15 m间距，使转运车受料清晰、迅速，保证摊铺机可以匀速、缓慢、不问断摊铺作业。 

双层摊铺机在铺筑Ac混合料时，摊铺速度控制在2 m·In酊1：铺 筑sMA混合料时，摊铺速度控制在1．s电m·mill"。本段试验路由2台4000型拌和站配合生产中、上面层混合料，拌和 能力完全满足不问断摊铺的要求。

2．4压实过程控制试验路共有4种路面结构组合，为了达到规范压实标准，需对不同厚度组合的碾压措施进行优化。压路机碾压速度与摊铺速度相匹配，初压速度为1．钮km．h‘，终 压速度为2．5～35 km·H1。 

2．4．1方案1和方案2的碾压措弓龟要点：

(I)稳压采用2台4tzJ型钢轮 压路机进行。

(2)初压采用2台13 t双钢轮压路机各振压I遍，由外侧向内侧，从低处向高处紧跟摊铺机，碾压速度为2km·h。

(3)复压采用4台31 t聋芑胎式压路机，每台碾压2遍。碾压路段长度为40～50 m。

(4)终压采用2台自重13t双钢轮压路机碾压I或2遍，碾压段落长度为60m。终压完成时，实测温度在110℃ 以上。

2．4．2方案3和方案4的碾压措施要点：

 (1)稳压采用4t的小型钢轮压路机进行。

 (2)初压采用2台双钢轮的压路机往返静压，由外向内、从低向高紧跟摊铺机静压2遍。  

 (3)复压采用2台13诹钢轮振动压路机进行碾压，每台压路机振压3遍。

 (4)终压采用1台13t的双钢轮 压路机碾压2遍。碾压过程中，压实设备一定要紧跟摊铺设备作业，并适当缩短工作区域。终压完成时，实测温度在110℃ 以上。2.5平整度检测结果经过精心的施工组织和平整度控制，本次沥青路面双层摊铺试验路面层，平整度均方差实测值。

 结语

 在沥青路面双层摊铺施工中，控制平整度应从路基顶面平整度验收开始，严格按照相关规范和标准控制原材料质量，精心组织施工，优化配置机械设备，协调拌和站生产和混合料运输,细化摊铺碾压接缝工艺,认真做好面层平整度检验评定，以保证沥青混凝土路面的平 整度达到高标准。根据双层摊铺特性,总结平整度控制要点如下：严格控制下承层平整度标准，按上一级路面施工标准进行碾压后路面平整状况和沥青混凝土路面平整度均方差实测值汇总 ：

(1)平整度检查验收。

(2)摊铺机摊铺时，必须保 持缓慢、均匀、连续，并采取有效措施以保持摊铺机重心稳定。

(3)根据现场情况协调拌和站的生产，做到生产效率和经济性优化协调，保证双层摊铺过程的连续稳定性。

(4)制定合理的压实方案，严格按照明确的碾压工艺来控制碾压过程。终压结束时普通沥青混合料温度不应低于90℃，改性沥青及sMA混合料不应低于100℃，并应尽可能在较高温度下结束终压。

(5)由于同时摊铺中、上面层，所以沥青层厚度增大到10 cm 时，混合料冷却的速度大大延缓。根据现场实测，最佳碾压时间延长至3肛90 mifl，为充分压实提供了更为宽裕的时间，不仅压实度提高 3％左右，而且可以获得良好的平整度。