瀝青路面平整度檢測方法及病害原因分析

瀝青路面平整度檢測方法及病害原因分析作者：楊劍軍李峰來源：《科技資訊》2021年第30期摘要：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種對于瀝青路面進(jìn)行平整度檢測的方式展開論述，同時對于產(chǎn)生平整度問題的小波浪、大波浪、搓板式波浪等病害的原因進(jìn)行分析，并對其中如何解決相關(guān)問題、保障路面平整、提升行車安全性及舒適性展開相關(guān)探討。關(guān)鍵詞：瀝青路面平整度檢測方法病害中圖分類號：TP29文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號:1672-3791（2021）10（c）-0000-00AsphaltPavementFlatnessDetectionMethodandDiseaseCauseAnalysisYANGJianjun1LIFeng2（1.JiangsuChinaSolibaseEngineeringTechnologyResearchCo，Ltd.，Nantong，JiangsuProvince，226003China;2.NationalInstituteofMeasurementandTestingTechnology（Nantong）Co.，Ltd.，Nantong，JiangsuProvince，226200China）Abstract:Optimizationandimprovementofrelatedtechnicalstandardsofasphaltpavementcaneffectivelyimprovetheflatnessofasphaltpavement.Thispaperfocusesonthreemethodsofflatnessdetectionforasphaltpavement：threemeterrule，continuousflatnessinstrumentandvehiclemountedlaserflatnessinstrumenttodiscuss.Atthesametime，itanalyzesthecausesofsmallwaves，largewavesandwashboardwaves.Italsodiscusseshowtosolverelevantproblemsensureroadleveling，andimprovedrivingsafetyandcomfort.KeyWords:Asphaltpavement;Flatness;Detectionmethod;Disease瀝青路面的平整度病害問題作為一項(xiàng)影響道路安全與舒適性的不良因素，對這一指標(biāo)進(jìn)行檢測與分析，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)時期的施工中對于該問題進(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方法1.13米直尺法采用3米直尺法進(jìn)行檢測過程中所用到的測量工具為由硬質(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、長度為3m。采取3米直尺法以實(shí)現(xiàn)瀝青路面平整度的檢測內(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，而后對直尺與路面之間的最大間隙進(jìn)行確定，用精度為0.2mm塞尺進(jìn)行測量，每隔單位距離連續(xù)測試，并以5尺作為一個單元數(shù)據(jù)。但是，在^際的應(yīng)用中，這一方法無法體現(xiàn)過人的優(yōu)勢，且該項(xiàng)技術(shù)較為落后，其檢測過程工作效率較低，與高速公路及一級公路的路面檢測需求不相適應(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，該方式適用場合較少且控制效果簡單，僅僅作為瀝青路面施工的一種簡易控制方法［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)長度為3m。在八輪車的中間安裝測定輪，且其能夠?qū)崿F(xiàn)起落。在實(shí)際的檢測使用中，適用于以下環(huán)境：檢測速度保持在6~8km/h、最大測速值為12km/h且最小轉(zhuǎn)彎半徑不小于5m。安裝于測定輪上的傳感器能夠每經(jīng)10cm采集相關(guān)數(shù)據(jù)。經(jīng)過收集的數(shù)據(jù)集的計(jì)算區(qū)間取每相隔100m的數(shù)據(jù)，對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定測量，與上述與3米直尺法相比較可以體現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢，經(jīng)過這一方法所獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)具有測量精度高的特點(diǎn)，并且，將該方法應(yīng)用于檢測中能夠體現(xiàn)出數(shù)據(jù)可靠、評估準(zhǔn)確且速度快、效率高的優(yōu)勢，但其實(shí)際運(yùn)用的過程又較為簡單，因此能夠有效提高檢測工作效率。1.3車載式激光平整度儀法平整度檢測中對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時，規(guī)定車輛以30~100km/h的速度行駛于測試路面、以1mm為最小采樣間距、輸出間隔長度大于5m,輸出指標(biāo)包括平整度標(biāo)準(zhǔn)差與國際平整度指標(biāo)。后續(xù)竣工驗(yàn)收以及預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的數(shù)據(jù)支持來源于車載式路面激光平整度儀檢測。而其施工操作簡單便捷且工作效果可靠，在很大程度上解放勞動力，有利于提高檢測工作效率與企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，但由于相關(guān)設(shè)施的價格昂貴對于實(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咎于表面波浪問題，其中以小波浪、大波浪和搓板式波浪等現(xiàn)象較為常見。其中，小波浪也稱紋波，其間隔一般為0.3~0.9m,豎向高差一般為3mm。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)行測量。搓板式波浪問題的產(chǎn)生大部分是由施工過程中操作振動壓路機(jī)時的不當(dāng)行為而造成路面粗糙的情況所致，且其間隔小于75~100mm,相對較小，同時豎向高差也小，難以通過連續(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，小波浪即波紋問題會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題。第二，搓板式波浪問題的主要形成時期為壓實(shí)工作階段，大波浪會在一定程度上造成對壓實(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，往往會導(dǎo)致車輛顛簸。第三，表面波浪問題這一公路病害對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，且對路面沖擊載荷很大時，才會導(dǎo)致道路結(jié)構(gòu)性能的變化。2.3原因分析2.3.1渥青路面產(chǎn)生小波浪的原因在路面施工過程中，若未能及時有效控制攤鋪機(jī)攪籠料位混合料出現(xiàn)忽高忽低的問題，則會出現(xiàn)路面的小波浪問題。在這一過程中，混合料從刮板向后運(yùn)輸，送至熨平板前部攪籠中時存在量多或者量少的問題時（量多時高過攪籠頂部，量少時低于攪籠底部），熨平板上的作用力受到這一問題的影響而改變，因而打破系統(tǒng)的受力平衡狀態(tài)。與此同時，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，此時仰角數(shù)據(jù)發(fā)生相應(yīng)變化，進(jìn)而對于攤鋪厚度產(chǎn)生一定影響，以至于表面波浪問題的形成。同時熨平板在運(yùn)行過程中狀態(tài)不穩(wěn)定、參數(shù)設(shè)置不準(zhǔn)確等問題，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)置過高問題、在攤鋪機(jī)推動料車行駛過程中駕駛員常踩剎車［3］。綜上，在道路工作中對于攤鋪機(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，也會在一定情況下導(dǎo)致大波浪問題的出現(xiàn)。例如，熨平板上的作用力受到改變，這一現(xiàn)象是攪籠料位波動所導(dǎo)致當(dāng)熨平板無法以良好的機(jī)械狀態(tài)運(yùn)行時，也會導(dǎo)致大波浪現(xiàn)象的出現(xiàn);對于縱坡儀安裝工作的不恰當(dāng)操作造成大波浪問題，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)時如頻繁手動調(diào)整攤鋪厚度也會在攤鋪的過程中形成大波浪。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，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合下較為常見。瀝青混合料中采用的最大骨料在相對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。而由于級配不合理也會導(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，在瀝青路面施工過程中，搓板式波浪現(xiàn)象的發(fā)生常因振動壓路機(jī)的行駛、操作不恰當(dāng)而導(dǎo)致。首先，在實(shí)際的施工過程中，要求壓路機(jī)振動頻率盡可能高，將其控制在35-50Hz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，攤鋪厚度小時則振幅小，攤鋪厚度大時則振幅大，以0.3~0.8mm為適宜范圍。在大多情況下，作用力的大小受到振動壓路機(jī)振幅的影響，壓路機(jī)速度越高時并且低于2400頻率數(shù)/min時產(chǎn)生的搓板式波浪越嚴(yán)重，同時在這一過程中，壓路機(jī)速度過快、振幅不合理也無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)波浪問題時，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)場實(shí)際狀況，適當(dāng)調(diào)整壓路機(jī)振幅、振動頻率與速度，以避免搓板式波浪的產(chǎn)生。4結(jié)語綜上所述，對于瀝青路面的相關(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，且展開病害原因分析對于實(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)［1］ 周宗淘，張躍.高速公路瀝青路面平整度檢測技術(shù)的應(yīng)用研究［J］.黑龍江交通科技，2020,43(2)：30-31.［2］ 張守俊.高速公路養(yǎng)護(hù)施工中影響瀝青路面平整度的原因探討［J］.建材與裝飾，2020(16)：