談高速公路瀝青路面工程施工質(zhì)量控制

摘要:本文根據(jù)工程案例，就高速公路瀝青路面工程施工質(zhì)量控制、激光紋理評(píng)價(jià)路面施工離析及質(zhì)量控制水平等問(wèn)題介紹和總結(jié)。

關(guān)鍵詞:高速公路；瀝青路面；施工技術(shù)；質(zhì)量控制

目前，我國(guó)高速公路瀝青路面建設(shè)的主要問(wèn)題表現(xiàn)為早期損壞，如車轍、坑槽、開(kāi)裂等，究其原因不外乎設(shè)計(jì)、材料、施工等存在問(wèn)題。調(diào)查研究及大量工程實(shí)踐顯示，基于疲勞理論的設(shè)計(jì)規(guī)范和設(shè)計(jì)方法并非主要原因，施工質(zhì)量的不均勻被普遍認(rèn)為是主因之一。通過(guò)施工過(guò)程的質(zhì)量控制，是能夠減少或避免原材料不穩(wěn)定、瀝青混合料施工不均勻等施工質(zhì)量問(wèn)題。本文以某高速公路為案例，以控制瀝青混合料的離析為目的，針對(duì)整個(gè)施工過(guò)程開(kāi)展研究，主要包括集料生產(chǎn)、運(yùn)輸、堆放等環(huán)節(jié)的集料離析，瀝青拌合樓生產(chǎn)、儲(chǔ)存、裝料、攤鋪機(jī)收斗、布料器分料等工藝環(huán)節(jié)存在的混合料級(jí)配離析，混合料運(yùn)輸距離過(guò)長(zhǎng)、未采取保溫措施、機(jī)械故障、氣溫較低等于原因?qū)е碌臏囟入x析。顯然，僅僅認(rèn)識(shí)到離析問(wèn)題所在和采取了防止離析的相關(guān)技術(shù)措施仍然是不夠的，還需要有效的檢驗(yàn)手段 ，監(jiān)控施工質(zhì)量效果以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、反饋信息和調(diào)整相應(yīng)施工工藝，施工中嘗試了無(wú)損檢測(cè)方法激光紋理儀。

1 工程案例

該公路全長(zhǎng)153.2 km，預(yù)測(cè)本高速公路建成通車后的交通量大，重載車多，又處在高溫、多雨的地區(qū)，顯然對(duì)于瀝青路面的抗高溫穩(wěn)定性和抗水損害性能將是嚴(yán)峻的考驗(yàn)。

該公路主線以瀝青混凝土路面為主，其路面結(jié)構(gòu)(見(jiàn)1)為:主線路基段4cmAK-16A(上面層)+5cmAC-20I(中面層)+6cmAC-25I(下面層)+1cm(下封層)+40cm(水泥穩(wěn)定碎石基層)+20cm(水泥穩(wěn)定類底基層);橋面鋪裝部分沒(méi)有下面層，中面層與上面層與路基段相同。而沿線的石場(chǎng)調(diào)查顯示，石料基本是花崗巖 ，限于工期和造價(jià)的制約，材料設(shè)計(jì)只能采用花崗巖，這無(wú)疑為設(shè)計(jì)高性能的瀝青混合料增加相當(dāng)大的難度。

瀝青面層工程量大，工期緊是該工程的突出問(wèn)題。為了確保工程施工質(zhì)量，甚至實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)工程，制定一套瀝青路面施工的組織管理和質(zhì)量控制體系十分必要。

2 施工質(zhì)量控制

通過(guò)對(duì)該高速公路瀝青路面施工離析的控制和研究，提出了瀝青路面離析主要應(yīng)從集料離析、瀝青混合料級(jí)配離析以及溫度離析3個(gè)方面進(jìn)行控制。

2.1 石料質(zhì)量控制

鑒于目前我國(guó)石料生產(chǎn)的整體技術(shù)能力和管理水平落后，不可能要求規(guī)格料生產(chǎn)能達(dá)到很高的水平，而原材料的質(zhì)量又直接影響著瀝青混合料的性能，如何在有限的條件下，提高該高速公路瀝青路面原材料質(zhì)量十分關(guān)鍵。該高速公路石料采用沿線的花崗巖類石料，不可避免的會(huì)存在一些不足，如與瀝青的粘附性差、強(qiáng)度不高、磨光值偏低，組分不穩(wěn)定(密度變化)等，顯然，加強(qiáng)對(duì)石場(chǎng)和料場(chǎng)原材料技術(shù)指標(biāo)的質(zhì)量跟蹤控制十分必要。施工中在加強(qiáng)對(duì)施工單位原材料自檢以及監(jiān)理單位抽檢的基礎(chǔ)上，同時(shí)開(kāi)展了技術(shù)服務(wù)單位平行檢驗(yàn)與質(zhì)量穩(wěn)定性評(píng)價(jià)試驗(yàn)，如及時(shí)進(jìn)行石場(chǎng)或料場(chǎng)各規(guī)格料的表觀密度、篩分、針片狀、軟石含量等指標(biāo)的檢驗(yàn)。粗集料每500m3進(jìn)行常規(guī)檢驗(yàn)，細(xì)集料每200m3 抽檢，將各指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，通過(guò)對(duì)均值及標(biāo)準(zhǔn)差的比較，跟蹤石料的質(zhì)量便一準(zhǔn)狀況，如篩分顆粒組成配變化反映了振動(dòng)篩網(wǎng)的磨損程度，密度的變異顯示了開(kāi)采巖層的變化，棱角度的變大說(shuō)明反擊頗槌需要更換等。

2.2 配合比設(shè)計(jì)驗(yàn)證與優(yōu)化

解決瀝青混合料級(jí)配離析應(yīng)首先從目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)開(kāi)始。增加粗集料比利可提高混合料抗高溫性能 ，但也增加了施工離析的風(fēng)險(xiǎn);反之，細(xì)集料比例變大，雖施工均勻性較好，但抗高溫性能損失較大。

眾所周知，AC類瀝青混凝土為密實(shí)懸浮型結(jié)構(gòu)，其粗級(jí)料未能形成良好的嵌擠分布，而越來(lái)越多的研究表明(如美國(guó)的SUPERPAVE技術(shù)和我國(guó)的按體積設(shè)計(jì)混合料CAV法)，混合料的高溫穩(wěn)定性受級(jí)配的粗集料嵌擠狀態(tài)的影響相當(dāng)顯著。為此，設(shè)計(jì)規(guī)范瀝青混合料的同時(shí)適當(dāng)考慮已有研究成果，提高所設(shè)計(jì)的規(guī)范瀝青混凝土粗集料間的嵌擠程度，針對(duì)不同原材料，通過(guò)大量試驗(yàn)確定級(jí)配曲線的走勢(shì)和關(guān)鍵點(diǎn)的通過(guò)率引入體積法設(shè)計(jì)瀝青混合料思想 ，嚴(yán)格控制 VMA、VFA、VV 等積指標(biāo)，如中下面層“S”曲線的曲率反向位置最適宜2.3～9.5mm間，對(duì)于AC類瀝青混合料4.75mm通過(guò)率，AC-25I控制為37%±2%，AC-20I控制為43 %±2 %，2.36 mm 篩檔的分計(jì)篩余控制在10%以內(nèi) ，對(duì)于VMA指標(biāo)，AC-25I大于13 %，AC-20I大于14%。這些技術(shù)措施既提高了瀝青混合料的抗高溫穩(wěn)定性，也減少大顆粒多所造成的級(jí)配離析。

2.3 施工過(guò)程中的離析分析與控制

瀝青混合料施工過(guò)程存在級(jí)配離析和溫度離析主要情況。

控制級(jí)配離析應(yīng)解決瀝青混合料拌和、儲(chǔ)存及運(yùn)輸離析以及現(xiàn)場(chǎng)攤鋪離析等，無(wú)論那一種情況，一般施工后都會(huì)表現(xiàn)為瀝青混合料的均勻性差，出現(xiàn)混合料級(jí)配異常。由于我國(guó)原材料的質(zhì)量穩(wěn)定性較差，目前瀝青拌和機(jī)主要采用間歇式，冷料倉(cāng)進(jìn)料就有可能產(chǎn)生離析，如原材料堆放造成的“上細(xì)下粗”致使冷料階在段性變異;冷料倉(cāng)進(jìn)料無(wú)擋板會(huì)發(fā)生混料;冷料倉(cāng)出料口為矩形時(shí)，滿料倉(cāng)位對(duì)傳送皮帶的產(chǎn)生較大阻力，進(jìn)料方向的倉(cāng)內(nèi)易形成死區(qū);斗門(mén)開(kāi)度大小影響著皮帶轉(zhuǎn)速，若沒(méi)有反饋信號(hào)系統(tǒng)，造成進(jìn)料波動(dòng);細(xì)料含水量過(guò)高時(shí)，供料易產(chǎn)生聚堆的情況，等等。施工中采取將冷料倉(cāng)進(jìn)料口架設(shè)了擋板防止串料，出料口改矩形為梯形等措施。

生產(chǎn)配合比一旦確定后，各熱料倉(cāng)供料應(yīng)保持穩(wěn)定，影響混合料離析的主要是振動(dòng)篩的效率 ，計(jì)量系統(tǒng)和產(chǎn)量(效率)。振動(dòng)篩的效率與篩孔、振動(dòng)頻率和傾角有關(guān)，針對(duì)不同集料調(diào)整合理的篩孔將使各熱料倉(cāng)供料均衡，減少等料溢料;合理的振動(dòng)頻率和傾角將使集料顆粒實(shí)現(xiàn)充分分離，特別是 ，熱料烘干不充分不僅影響與瀝青的裹附，也將使篩分不徹底;集料系統(tǒng)十分關(guān)鍵，如果其他的環(huán)節(jié)沒(méi)問(wèn)題，唯獨(dú)計(jì)量不準(zhǔn)，混合料級(jí)配難免不變異。為此，在施工配合比調(diào)試階段，進(jìn)行了大量試驗(yàn)，確定篩孔尺寸，試驗(yàn)振動(dòng)頻率和篩網(wǎng)傾角與時(shí)間的關(guān)系，進(jìn)而確定合理的生產(chǎn)效率 ，同時(shí)加強(qiáng)烘干鼓料溫的監(jiān)測(cè)，以保證熱料倉(cāng)的篩分質(zhì)量。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以該高速公路瀝青路面施工離析為主要內(nèi)容的質(zhì)量控制研究，可得到以下結(jié)論:

①采取承包商、監(jiān)理單位和技術(shù)服務(wù)單位協(xié)助總包三級(jí)組織管理模式管理施工質(zhì)量是成功的;

②將瀝青路面施工離析劃分為石料離析、礦料級(jí)配離析、溫度離析，進(jìn)行了合理分析，并采取有針對(duì)性的技術(shù)保證措施，收到了理想的效果;

③采用激光紋理儀評(píng)價(jià)瀝青路面施工離析，方法簡(jiǎn)單，操作便捷 ，效果理想、直觀。

④通過(guò)以離析為重點(diǎn)的施工質(zhì)量控制，該高速公路瀝青路面獲得了優(yōu)質(zhì)的施工質(zhì)量效果。