瀝青路面平整度檢測(cè)方法及病害原因分析

楊劍軍 李峰

摘 要：瀝青路面的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化改進(jìn)可以有效提高瀝青路面平整度。該文圍繞三米直尺法、連續(xù)式平整度儀以及車載式激光平整度儀3種對(duì)于瀝青路面進(jìn)行平整度檢測(cè)的方式展開(kāi)論述，同時(shí)對(duì)于產(chǎn)生平整度問(wèn)題的小波浪、大波浪、搓板式波浪等病害的原因進(jìn)行分析，并對(duì)其中如何解決相關(guān)問(wèn)題、保障路面平整、提升行車安全性及舒適性展開(kāi)相關(guān)探討。

關(guān)鍵詞：瀝青路面 ?平整度 ?檢測(cè)方法 ?病害

中圖分類號(hào)：TP29 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ?文章編號(hào)：1672-3791（2021）10（c）-0000-00

Asphalt Pavement Flatness Detection Method and Disease Cause Analysis

YANG Jianjun1 ? LI Feng2

（1.Jiangsu China Solibase Engineering Technology Research Co.， Ltd.， Nantong， Jiangsu Province， 226003 China; 2.National Institute of Measurement and Testing Technology （Nantong） Co.， Ltd.， Nantong， Jiangsu Province， 226200 China）

Abstract： Optimization and improvement of related technical standards of asphalt pavement can effectively improve the flatness of asphalt pavement. This paper focuses on three methods of flatness detection for asphalt pavement： three meter rule， continuous flatness instrument and vehicle mounted laser flatness instrument to discuss. At the same time， it analyzes the causes of small waves， large waves and washboard waves. It also discusses how to solve relevant problems， ensure road leveling， and improve driving safety and comfort.

Key Words： Asphalt pavement; Flatness; Detection method; Disease

瀝青路面的平整度病害問(wèn)題作為一項(xiàng)影響道路安全與舒適性的不良因素，對(duì)這一指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)與分析，能夠?yàn)楹罄m(xù)減少瀝青路面損害，實(shí)行有效養(yǎng)護(hù)與維修具有重要意義。并且，在建設(shè)時(shí)期的施工中對(duì)于該問(wèn)題進(jìn)行整治，才能夠從根本上減少平整度病害，保證道路的安全行駛并提高行駛舒適性。

1瀝青路面平整度的檢測(cè)方法

1.1 3米直尺法

采用3米直尺法進(jìn)行檢測(cè)過(guò)程中所用到的測(cè)量工具為由硬質(zhì)鋁合金鋼制作而成的，其頂面中間部位安裝有氣泡水平儀并且其底邊平直、長(zhǎng)度為3 m。采取3米直尺法以實(shí)現(xiàn)瀝青路面平整度的檢測(cè)內(nèi)容體現(xiàn)為如下：首先將該直尺以縱向的形式設(shè)于行車道輪跡位置處，而后對(duì)直尺與路面之間的最大間隙進(jìn)行確定，用精度為0.2 mm塞尺進(jìn)行測(cè)量，每隔單位距離連續(xù)測(cè)試，并以5尺作為一個(gè)單元數(shù)據(jù)。但是，在實(shí)際的應(yīng)用中，這一方法無(wú)法體現(xiàn)過(guò)人的優(yōu)勢(shì)，且該項(xiàng)技術(shù)較為落后，其檢測(cè)過(guò)程工作效率較低，與高速公路及一級(jí)公路的路面檢測(cè)需求不相適應(yīng)，只能用于面積較小、距離較短的斷面。因此，在當(dāng)前路面施工中，該方式適用場(chǎng)合較少且控制效果簡(jiǎn)單，僅僅作為瀝青路面施工的一種簡(jiǎn)易控制方法[1]。

1.2 連續(xù)式平整度儀法

另一種常采用的瀝青路面平整度檢測(cè)方式為連續(xù)式平整度儀，其設(shè)備為前四輪、后四輪的八輪車，并且儀器的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度為3 m。在八輪車的中間安裝測(cè)定輪，且其能夠?qū)崿F(xiàn)起落。在實(shí)際的檢測(cè)使用中，適用于以下環(huán)境：檢測(cè)速度保持在6～8 km/h、最大測(cè)速值為12 km/h且最小轉(zhuǎn)彎半徑不小于5 m。安裝于測(cè)定輪上的傳感器能夠每經(jīng)10 cm采集相關(guān)數(shù)據(jù)。經(jīng)過(guò)收集的數(shù)據(jù)集的計(jì)算區(qū)間取每相隔100 m的數(shù)據(jù)，對(duì)于其輸出位移平方差進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果即為平整度標(biāo)準(zhǔn)差。采取這一方式進(jìn)行路面狀況以及平整度的評(píng)定測(cè)量，與上述與3米直尺法相比較可以體現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)，經(jīng)過(guò)這一方法所獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)具有測(cè)量精度高的特點(diǎn)，并且，將該方法應(yīng)用于檢測(cè)中能夠體現(xiàn)出數(shù)據(jù)可靠、評(píng)估準(zhǔn)確且速度快、效率高的優(yōu)勢(shì)，但其實(shí)際運(yùn)用的過(guò)程又較為簡(jiǎn)單，因此能夠有效提高檢測(cè)工作效率。

1.3 車載式激光平整度儀法

平整度檢測(cè)中對(duì)于車載式路面激光平整度儀的應(yīng)用也較為廣泛，其主要結(jié)構(gòu)包括主系統(tǒng)、縱斷高程傳感器和距離傳感器等，將各類結(jié)構(gòu)部件安裝于汽車尾部的底盤。實(shí)際應(yīng)用于瀝青道路平整度檢測(cè)時(shí)，規(guī)定車輛以30～100 km/h的速度行駛于測(cè)試路面、以1 mm為最小采樣間距、輸出間隔長(zhǎng)度大于5 m，輸出指標(biāo)包括平整度標(biāo)準(zhǔn)差與國(guó)際平整度指標(biāo)。后續(xù)竣工驗(yàn)收以及預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的數(shù)據(jù)支持來(lái)源于車載式路面激光平整度儀檢測(cè)。而其施工操作簡(jiǎn)單便捷且工作效果可靠，在很大程度上解放勞動(dòng)力，有利于提高檢測(cè)工作效率與企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，但由于相關(guān)設(shè)施的價(jià)格昂貴對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用產(chǎn)生限制性因素。

2瀝青路面平整度病害及原因分析

2.1瀝青路面病害類型

瀝青路面平整度數(shù)據(jù)不佳主要?dú)w咎于表面波浪問(wèn)題，其中以小波浪、大波浪和搓板式波浪等現(xiàn)象較為常見(jiàn)。其中，小波浪也稱紋波，其間隔一般為0.3～0.9 m，豎向高差一般為3 mm。紋波一般采取車載式激光平整度儀與連續(xù)式平整度儀，以有效反映相關(guān)數(shù)據(jù)。而大波浪之間的間隔距離則較遠(yuǎn)，可以采用3米直尺法進(jìn)行測(cè)量。搓板式波浪問(wèn)題的產(chǎn)生大部分是由施工過(guò)程中操作振動(dòng)壓路機(jī)時(shí)的不當(dāng)行為而造成路面粗糙的情況所致，且其間隔小于75～100 mm，相對(duì)較小，同時(shí)豎向高差也小，難以通過(guò)連續(xù)式平整度儀和車載式激光平整度儀進(jìn)行精確反映[2]。

2.2病害對(duì)于瀝青路面性能的影響

表面波浪的影響主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：第一，小波浪即波紋問(wèn)題會(huì)在一定程度上影響路面密實(shí)度，混合料不易壓實(shí)、壓密，因此，小波浪會(huì)在一定程度上造成瀝青路面密實(shí)度降低與空隙率增加的問(wèn)題。第二，搓板式波浪問(wèn)題的主要形成時(shí)期為壓實(shí)工作階段，大波浪會(huì)在一定程度上造成對(duì)壓實(shí)工作質(zhì)量的嚴(yán)重影響，使路面密實(shí)度顯著降低而折損路面壽命，往往會(huì)導(dǎo)致車輛顛簸。第三，表面波浪問(wèn)題這一公路病害對(duì)于其性能的影響主要體現(xiàn)在降低路面平整度而導(dǎo)致路面等級(jí)降低和路面使用壽命減短。但只有受到重載交通影響下而嚴(yán)重波浪，且對(duì)路面沖擊載荷很大時(shí)，才會(huì)導(dǎo)致道路結(jié)構(gòu)性能的變化。

2.3原因分析

2.3.1瀝青路面產(chǎn)生小波浪的原因

在路面施工過(guò)程中，若未能及時(shí)有效控制攤鋪機(jī)攪籠料位混合料出現(xiàn)忽高忽低的問(wèn)題，則會(huì)出現(xiàn)路面的小波浪問(wèn)題。在這一過(guò)程中，混合料從刮板向后運(yùn)輸，送至熨平板前部攪籠中時(shí)存在量多或者量少的問(wèn)題時(shí)（量多時(shí)高過(guò)攪籠頂部，量少時(shí)低于攪籠底部），熨平板上的作用力受到這一問(wèn)題的影響而改變，因而打破系統(tǒng)的受力平衡狀態(tài)。與此同時(shí)，熨平板繞大臂牽引點(diǎn)旋轉(zhuǎn)的平衡的仰角重新被設(shè)定，此時(shí)仰角數(shù)據(jù)發(fā)生相應(yīng)變化，進(jìn)而對(duì)于攤鋪厚度產(chǎn)生一定影響，以至于表面波浪問(wèn)題的形成。同時(shí)熨平板在運(yùn)行過(guò)程中狀態(tài)不穩(wěn)定、參數(shù)設(shè)置不準(zhǔn)確等問(wèn)題，例如機(jī)械連接間隙不適宜、安裝于攤鋪機(jī)上的縱坡儀存在安裝不當(dāng)或靈敏度設(shè)置過(guò)高問(wèn)題、在攤鋪機(jī)推動(dòng)料車行駛過(guò)程中駕駛員常踩剎車[3]。綜上，在道路工作中對(duì)于攤鋪機(jī)操作不當(dāng)或混合料性質(zhì)變化是造成小波浪的產(chǎn)生的重要原因。

2.3.2瀝青路面產(chǎn)生大波浪的原因

在道路的瀝青路面施工中產(chǎn)生小波浪的原因，也會(huì)在一定情況下導(dǎo)致大波浪問(wèn)題的出現(xiàn)。例如，熨平板上的作用力受到改變，這一現(xiàn)象是攪籠料位波動(dòng)所導(dǎo)致;當(dāng)熨平板無(wú)法以良好的機(jī)械狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致大波浪現(xiàn)象的出現(xiàn);對(duì)于縱坡儀安裝工作的不恰當(dāng)操作造成大波浪問(wèn)題，作為縱坡基準(zhǔn)的基準(zhǔn)線出現(xiàn)下垂的現(xiàn)象;或者料車撞擊攤鋪機(jī)的現(xiàn)象;操作攤鋪機(jī)時(shí)如頻繁手動(dòng)調(diào)整攤鋪厚度也會(huì)在攤鋪的過(guò)程中形成大波浪。大波浪是基層波浪的反應(yīng)，若其表面不平整則會(huì)出現(xiàn)大波浪現(xiàn)象;壓路機(jī)運(yùn)行中突發(fā)急轉(zhuǎn)、急?；虻管嚨炔僮?，進(jìn)而導(dǎo)致瀝青混合料受到壓實(shí)設(shè)備的作用而產(chǎn)生縱向移動(dòng)，這一現(xiàn)象在攤鋪厚度較大或熱拌瀝青混合料溫度較高的場(chǎng)合下較為常見(jiàn)。瀝青混合料中采用的最大骨料在相對(duì)于攤鋪厚度較小的情況下，也是造成波浪加劇現(xiàn)象的重要原因。而由于級(jí)配不合理也會(huì)導(dǎo)致瀝青混合料在施工碾壓工作環(huán)節(jié)中，受到碾壓輪前部的推移而形成擁包，產(chǎn)生大波浪。

2.3.3瀝青路面產(chǎn)生搓板式波浪原因

根據(jù)相關(guān)資料以及施工經(jīng)驗(yàn)可知，在瀝青路面施工過(guò)程中，搓板式波浪現(xiàn)象的發(fā)生常因振動(dòng)壓路機(jī)的行駛、操作不恰當(dāng)而導(dǎo)致。首先，在實(shí)際的施工過(guò)程中，要求壓路機(jī)振動(dòng)頻率盡可能高，將其控制在35～50 Hz范圍內(nèi)為最佳。其次，瀝青攤鋪層的厚度，在很大程度上決定振幅數(shù)值，攤鋪厚度小時(shí)則振幅小，攤鋪厚度大時(shí)則振幅大，以0.3～0.8 mm為適宜范圍。在大多情況下，作用力的大小受到振動(dòng)壓路機(jī)振幅的影響，壓路機(jī)速度越高時(shí)并且低于2 400頻率數(shù)/min時(shí)產(chǎn)生的搓板式波浪越嚴(yán)重，同時(shí)在這一過(guò)程中，壓路機(jī)速度過(guò)快、振幅不合理也無(wú)法保障瀝青路面的壓實(shí)度符合相關(guān)規(guī)范[4-6]。

3瀝青路面的平整性控制策略

對(duì)于瀝青路面施工如何改善平整度病害的相關(guān)措施、實(shí)現(xiàn)促進(jìn)路面平整度的提高、避免表面波浪問(wèn)題的控制策略具體如下。

第一，關(guān)注攤鋪機(jī)中混合料的料位符合要求，并保持適中穩(wěn)定;第二，關(guān)注瀝青混合料的施工溫度、骨料級(jí)配以及瀝青含量;第三，正確設(shè)置刮板料位置，保障其與攪籠系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，有效控制輸料;第四，檢查縱坡儀是否存在故障，出現(xiàn)波浪問(wèn)題時(shí)，關(guān)閉縱坡儀觀察路面是否繼續(xù)出現(xiàn)波浪現(xiàn)象;第五，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況，適當(dāng)調(diào)整壓路機(jī)振幅、振動(dòng)頻率與速度，以避免搓板式波浪的產(chǎn)生。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于瀝青路面的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步了解優(yōu)化改進(jìn)可以有效提高瀝青路面平整度，且展開(kāi)病害原因分析對(duì)于實(shí)現(xiàn)瀝青路面平整度的控制具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：楊劍軍（1985—），男，本科，工程師，研究方向?yàn)榻煌üこ痰缆窐蛄?、試?yàn)檢測(cè)。