淺談瀝青路面的施工

董彬林

[摘要]瀝青路面的使用性能是指路面能提供的行車條件。路面行車使人感覺越舒適,路面使用性能越好。瀝青路面的使用性能除了影響行車舒適性外,還直接影響行車的安全性。路況差,必然增加行駛難度,造成駕駛人員緊張,降低運輸效率,增加油耗,直接影響交通運輸和經濟發展,并帶來不良社會影響。

[關鍵詞]瀝青路面施工

一、瀝青路面的施工現狀

由于瀝青路面具有表面平整、無接縫、行車舒適、噪音低、施工期短和維修方便等優良特性,當前世界各國的高等級公路大多采用瀝青路面,我國也不例外。目前,我國已經建成的高等級公路中有90%采用了瀝青路面。令人擔憂的是許多已經建成的瀝青路面公路出現了嚴重的早期破壞,通車不到幾年的時間就出現路面開裂、剝落、泛油、擁包、車轍等早期破壞現象,嚴重影響了行車舒適性和行車安全。雖然有很多其他方面的因素,但是瀝青路面施工中過程控制不嚴格,關鍵環節控制不得力也是造成路面早期破壞的重要原因之一。瀝青路面的使用性能是指路面能提供的行車條件。路面行車使人感覺越舒適,路面使用性能越好。瀝青路面的使用性能除了影響行車舒適性外,還直接影響行車的安全性。路況差,必然增加行駛難度,造成駕駛人員緊張,降低運輸效率,增加油耗,直接影響交通運輸和經濟發展,并帶來不良社會影響。

二、氣候條件及交通情況對瀝青路面的影響

1.瀝青路面的車轍變形、擁包等主要發生在夏季高溫情況下,是一種混合料各種成分位置的變化過程。通常情況下,礦料級配的貢獻率占到60%。瀝青結合料則提供40%的抗車轍能力。

2.瀝青路面的溫縮裂縫表現為寒冷季節瀝青混合料的集料之間的瀝青膜拉伸破壞,然后再導致集料的破裂。因此低溫抗裂性能主要取決于瀝青結合料的低溫拉伸變形性能,瀝青結合料性能的貢獻率達到90%。這時候的混合料非常堅硬,混合料的礦料級配對抵抗收縮變形導致的開裂無能為力,其貢獻率充其量只有10%。

3.瀝青混合料的水損害是由于瀝青結合料與集料表面的粘結力喪失而導致剝離,瀝青混合料的水穩定性取決于瀝青與礦料界面的粘結力,尤其是礦料品種。

4.瀝青混合料的疲勞開裂源于反復荷載的作用,集料性質、礦料級配、瀝青結合料的性質,還包括路面設計都起到重要作用。一般認為,瀝青結合料的作用起到60%。

三、改進瀝青路面使用性能的途徑

路面使用性能評價取決于道路使用者對路面使用條件的綜合感受,據有關數據調查顯示,影響路面使用性能的第一因素是平整度,其次是道路裂縫及車轍。同我國路況實際情況結合起來看,影響瀝青路面使用品質的主要問題是坑槽、車轍、裂縫,當然橋梁伸縮縫安裝質量及施工縫的施工質量也會影響行車舒適性,但主要的影響因素來自于前者。分析原因,大致有以下三個因素影響了瀝青路面的使用質量。一是路面設計。這里主要指路面結構及厚度設計。瀝青路面的結構及厚度設計應根據氣候條件、交通荷載、地理條件、材料供應等因素根據計算理論得出。目前我國的瀝青路面設計大部分可稱之為模式化設計,不同地區,不同氣候條件,甚至不同交通量狀況,得到的瀝青路面結構及厚度設計都是類似或相同的;二是材料設計。瀝青路面的材料設計(原材料質量要求及瀝青混合料配合比設計)是瀝青路面設計、施工中的一項重要內容。而在我國的設計文件中,缺乏有針對性的材料設計內容,而僅僅是照搬規范,按中值法確定瀝青混合料級配。在實際施工中,施工單位按照設計圖紙或規范推薦的級配范圍中值法確定瀝青混合料級配。這樣做的結果是確定的瀝青混合料的級配同使用要求不匹配,易形成早期損害。合理的瀝青混合料配合比設計是保證瀝青路面施工質量的技術前提,在配合比設計方面,必須擯棄僵化的概念,根據交通量、氣候等因素,以路面使用性能為基點,有針對性地進行配合比設計,才能保證瀝青路面的良好使用性能;三是施工因素。瀝青路面的早期損壞經常與使用的材料不好、壓實度偏低、級配變異性大、排水設計不合理等有關。要充分發揮瀝青路面的優點,必須有良好的施工品質作保障。要確保瀝青路面達到預期的設計目標和路用性能,必須做好施工階段的質量控制。影響施工質量的因素很多,如原材料、施工質量管理方法,尤其是施工過程中的變異性問題等。

四、基于可靠度的瀝青路面施工質量控制

根據公路工程質量控制的定義,可以定義基于可靠度的瀝青路面施工質量控制為:在施工階段,為了達到要求的瀝青路面結構可靠度,采取一定的方法對可靠度的影響因素進行控制,藉以提高瀝青路面的施工質量。從前面的施工可靠度分析可知,為了保證施工可靠度目標值,基于可靠度的瀝青路面施工質量控制要對原材料和施工工序影響可靠度的測試指標進行控制,并對這些測試指標的數據進行分析,以便進行質量改進。

這種質量控制方法主要是根據影響材料質量的各項技術標準和工藝參數在施工過程中的測試數據,借助控制圖(管理圖)之類的統計工具,對生產過程進行測試及統計分析研究,探求測試數據的變化原因,對那些明顯影響質量的因素,應采取措施加以控制,并不斷建立新的施工標準,來保證今后不要發生嚴重的質量事故,使施工能長期保持在穩定的質量狀態。

要保證瀝青路面設計可靠度,關鍵是對質量控制指標進行控制。質控指標大致可以分為兩類,對應兩種控制方法。第一類指標與施工可靠度概念直接相關,如土基回彈模量、各層材料回彈模量以及各結構層厚度,可通過建立體系可靠度評價模型,計算不同結構層的可靠度來評估參數水平,并通過在后期參數水平不變的情況下預算路面可靠度,在當前參數水平不夠的情況,通過對后繼施工水平的提高,保證路面設計可靠度,減少返工,實現動態控制。第二類指標是與施工可靠度概念間接相關,它們直接影響第一類參數水平,可以利用常規控制圖實現過程控制來控制其變異水平。

五、小結

綜上所述,較早的路面施工工藝和施工技術受到強有力的挑戰,我們必須根據國內現有的材料狀況和設備條件進行調整,利用好國外的先進技術,再加以中國化的運用,與此同時,我們必須針瀝青路面的材料特點進行重新而有深入的研究,提高瀝青路面的施工工藝和施工控制方法已經迫在眉睫了。

參考文獻: [1]公路瀝青路面施工技術規范(JTG F40-2004).人民交通出版社,2004.