高速公路路面材料的性能及施工質量控制研究

中國建筑第五工程局有限公司，湖南 長沙 410000

1 高速公路的基礎路面結構及性能

當前絕大部分的高速公路路面往往以粗細集料填筑和瀝青攤鋪為主，整體的路面結構分為墊層、底基層、基層以及面層[1]，利用這種方式能夠進一步提升高速公路的質量，同時延長其耐用性和使用壽命。從性能方面來看，粗細集料和瀝青混合物遠優于其他材料，不僅能夠提升高速公路路面的抗壓性能，還能進一步提高公路的利用率，避免道路塌陷等不良問題的發生。瀝青混合材料可以應用于不同地形的高速公路建設，受周邊環境的影響較小，對于惡劣天氣具有較高的抵抗性能。結合我國的高速公路施工需求來看，瀝青路面的使用率較高，該路面的性能較為優越，與常規的路面結構相比，瀝青路面具有較好的承載力，能夠打造連續性的無接縫路面，還可以全面提升路面的質量，延長高速公路的使用壽命。如果使用傳統的水泥結構路面，其抗滲性能較差，在暴雨季節可能會導致路面水分滲入路基中，從而影響路基的穩定性。當前我國針對高速公路的瀝青路面也有一系列的質量評價體系，不同路面類型和道路等級的指標權重如表1所示，由此能夠鑒定出不同路面的材料性能是否可以滿足公路的實際運行需求。

表1 不同路面使用性能評價指標（PQI）

2 當前高速公路路面質量存在的問題

影響高速公路施工質量的主要因素較多，不僅與路面施工選擇的基礎材料有關，還和材料生產過程中的相關細節有直接關系。不同的路面施工需要注意的點也有一定的差異性，這些細微的差異是影響路面質量的關鍵因素，這些因素可以總結為以下三種。

（1）材料選擇問題。通過分析我國既有高速公路路面存在問題的相關資料，發現部分高速公路的路面材料中選用了較多的礦料，礦料雖然具有較強的顆粒黏性，但是在受到外界作用力的影響下，顆粒之間會存在一定程度的位移現象，導致整體路面結構的穩定性和可靠性下降，同時也會嚴重影響路基的承載性能。我國當前對高速公路路面材料的礦料比例有著嚴格的要求，但是在實際施工過程中受成本等多種因素的限制，對材料性能的要求不夠苛刻，除了礦料比例不協調，還存在著天然砂礫顆粒參數不符合施工標準等問題。

（2）混凝土結構路面問題。混凝土路面的強度是由整體工程的安全系數決定的。由于高速公路的運營壓力較大，超載現象時有發生，若混凝土材料自身的強度與相關規定不符，便會導致高速公路自身的服務職能被削減。大多數的混凝土路面存在著受損概率高的問題，但是由于成本及其他客觀因素的影響，部分高速公路依舊利用混凝土作為主要的路面施工材料，這其中的缺陷尚未能進行針對性的優化。

（3）瀝青結構路面問題。雖然瀝青路面的優勢較大，但是在實際的施工過程中還必須結合實際的交通條件和氣候條件選擇合適的瀝青材料，只有這樣才能夠提升路面的整體性能，發揮瀝青路面自身原有的優勢和價值。當前瀝青結構路面的主要問題以路面開裂、大面積車轍為主，而產生該種問題的主要因素在于施工材料的選擇與實際施工需求不符，同時在施工過程中質量控制工作落實得不夠徹底，其中存在較多的細節缺陷。瀝青路面損壞類型及其權重如表2所示，以此來劃分瀝青路面問題的嚴重性和影響，這既能為當前瀝青路面質量優化提供相關依據，又能成為檢測路面質量的關鍵。

表2 瀝青路面損壞類型及其權重

3 高速公路路面施工質量控制措施

（1）嚴格落實原材料粉塵管控。如果路面施工材料中夾帶了大量的粉塵，會影響整體的路面施工質量和材料性能，因此在進行集料加工的過程中，必須落實合理且完善的除土管理工作，當前集料加工除土方式通常以山體除土和碎石除土為主[2]。前者主要指的是在進行山巖開采過程中，必須確保巖石干凈整潔，清除地表雜質。后者需要對開采結束后的材料進行毛石處理。在這個過程中，由于毛石的沖擊力較大，因此相關人員必須落實篩網質量控制，可以通過焊接槽鋼的方式，避免滾落的毛石對篩網產生質量影響，此外還需要調整篩分網的角度，更好地實現毛石和碎土的篩分處理。當前在選擇除塵方案的過程中，通常以強力引風機和灑水方案為主，相關工作人員必須明確具體的除塵位置，并在生產線中優化除塵設備，提升除塵的質量和效率。

（2）加強集料規格控制。落實集料規格控制主要涉及集料顆粒和集料尺寸這兩方面的控制，主要的控制方案以優化破碎設備和篩分網的尺寸為主。在巖石開采的過程中，可以首選質量較好的巖石進行開采施工。還要結合實際的集料需求，選擇合理的破碎方式，一級破碎主要以顎式破碎為主，二級破碎涵蓋了沖擊破碎、圓錐破碎以及反擊破碎，不同的破碎方法會影響集料的形狀和粒徑。這其中沖擊破碎簡單易操作，破碎率高，顆粒的形狀較為完好，給料粒徑為10～70mm，反擊破碎給料粒徑為100～500mm，在實際的集料破碎過程中，需要結合實際的工程粒徑需求來選擇不同的破碎方式。在進行篩網尺寸控制的過程中，需要根據實際的集料粒徑需求進行調整，同時也要結合瀝青混合料的配比等級進行控制。長期執行篩分作業的設備由于篩分會導致篩網的孔徑受到磨損而逐漸增大，因此需要落實階段性的設備維護和管理，定期進行更換或者優化調整，確保篩分的質量能夠得到控制。

（3）落實瀝青混合料控制。瀝青混合料是直接影響后期工程路面質量的關鍵，因此針對瀝青混合料的控制，需要結合拌和階段進行分析。首先在瀝青混合料拌和的過程中，必須嚴格落實計量系統的標定管理，需要注意的是要在靜態標定的環境下進行數值標定[3]，避免瀝青混合料的運動狀態對計量系統造成數值影響。可以利用插入式溫度計來實現對拌和料的溫度控制，利用溫度傳感器和測溫系統實現對拌和階段的溫度控制，整體的拌和階段溫度控制如表3所示。

表3 瀝青混合料拌和階段溫度控制 單位：℃

除此之外，在拌和結束后，瀝青混合料的運輸、攤鋪階段也要進行合理控制，并合理規劃瀝青拌和料的攪拌和運輸時間，結合成本、時間以及路況來規劃運輸路線，避免出現拌和料離析現象。此外，要加強運輸期間的溫度控制，保證材料的性能不會受到損壞。運輸至現場后需要按照一定的間隔卸料，接下來利用正確的方法進行攤鋪管理，增強瀝青混合料的凝固質量，落實沉降數值分析，通過性能檢測來提升瀝青路面的實際質量，尤其是要加強路面的平整度管理，避免出現跳車等情況，為后期的路面開裂控制奠定基礎，從而為當前的高速公路運行服務提供安全保障。

4 結束語

綜上所述，提升高速公路路面施工的質量是維持社會穩定性的重要途徑，路面施工是高速公路建設的關鍵，因此必須嚴格控制路面材料的性能以及施工方法，提升施工管控的有效性，確保施工材料的性能符合實際施工需求。通過除塵管理、集料管理以及拌和施工管理來實現整體管控，確保路面施工可靠穩定，這樣才能夠提升整體工程的水平和質量。