陳思舟
(育才-布朗交通咨詢監理有限公司,湖南長沙410000)
在瀝青路面施工過程中,受到多種客觀因素影響,公路施工和使用中容易產生問題,大大影響了公路的使用周期。因此,在對公路瀝青路面施工建設過程中,為有效提高公路質量,施工質檢隊伍著手提升公路瀝青路面試驗與檢測技術,有效保障公路瀝青路面質量,同時確保人民群眾出行安全。
施工前:目標配合比、施工配合比、材料壓碎值、瀝青附著力、瀝青物理性能(三項指標)等;施工期間:瀝青混合料篩分、馬歇爾、抽提等;施工后:壓實度、滲水、平整度、彎沉值等。
構造深度又稱紋理深度,是部分區域公路表面開裂出現縫隙的一般深度,該指標可以有效地評價路面粗糙度、排水性能和抗滑性能。不同等級公路路面的結構深度不同,本階段瀝青路面結構深度一般大于0.5mm。其中,路面平整度是指路面縱向凹凸量的偏差值,而路面抗滑性能是路面行車安全的體現。路面平整度與抗滑性能均是路面評價、路面施工驗收的關鍵性指標。路面平整度體現路面輪廓曲線的平整度。當路面縱斷面曲線比較平滑時,表示路面平整度較好。抗滑能力的評價和測試主要運用面鋪砂法、擺錘儀檢測法和摩擦系數檢測法。鋪砂法檢測指標為結構深度,代表路面宏觀粗糙度。
回彈模量指路面能夠抵抗外部載荷強度的能力,是判定路面抗壓能力的關鍵性指標,一定程度上能夠反應路面的壓實性能,已成為路面檢測最為關鍵的指標。
彎沉指的是在規定的標準軸載下,路基或路面上輪隙位置產生的總豎向變形(總彎沉)或豎向回彈變形值(回彈彎沉),單位為0.01mm[1]。設計彎沉值一般是依據路面使用周期來判斷通過車道的累計等效軸數和公路等級。路面彎沉設計值是由面層和基層類型確定的,其主要指標含設計彎沉值、回彈彎沉值、竣工驗收彎沉值等。竣工驗收彎沉值是檢驗路面是否滿足設計要求的指標之一。以設計彎沉值為控制指標計算路面厚度時,驗收彎沉值應小于或等于設計彎沉值;當厚度計算以層底拉應力為控制指標時,路面彎沉值應根據拉應力計算的結構厚度重新計算,即竣工驗收彎沉值。
滲水試驗是瀝青路面施工建設中的一項關鍵質量控制指標,其在一定程度上體現了路面的壓實度以及出場、到場、攤鋪與碾壓溫度是否滿足公路質量基本標準[2]。目前,公路瀝青路面的滲水指標需得到更大的提高。中下層目標為90ml/min,上層目標是60ml/min。
最小直徑和最大寬度比<0.4 的粗集料顆粒,其常用的檢測工具為針片狀規準儀,主要用于混凝土骨料的分類和篩選。通常情況,針狀顆粒長度≥2.4x 粒級平均粒徑;片狀顆粒厚度≤0.4x 粒級平均粒徑。允許的針片狀顆粒總含量碎石等級:I 級(5%)、II 級(15%)、III 級(25%),若出現超標情況,碎石混凝土拌和物的流動性將會變差,且會降低混凝土強度,無法滿足使用。
集料壓碎值是常規的石材性能指標。集料高溫壓碎值用于測量高溫集料在不斷增加的荷載下抵抗壓碎的能力,是用做衡量集料力學性能的關鍵性指標。通常可以識別公路路面基層、底基層和瀝青路面質量,以評估其對工程適用程度。
施工建材是公路工程建設的根本,也是公路建設最關鍵的物質、資源條件。公路建設的施工建材種類繁多,其中瀝青混合料與砂的檢測是最主要項目,在公路建設中需嚴格對其質量進行管控,可通過檢測集料(測量骨料的干質量和水質量)的相適密度。此外,應使用壓力機檢測骨料的壓碎值,以確定骨料的抗壓強度,之后通過研磨機明確通過骨料的拋光值,并利用摩擦儀了解摩擦系數。依據上述條件就能獲得骨料的最終數據。
路面平整度檢測是瀝青路面施工中的主要檢測部分,該檢測能使施工人員實時掌握路面的平整度信息,若出現問題可及時進行彌補。當前,路面平整度檢測多是利用激光斷面儀、連續平整度儀、車輛顛簸累積儀等設備進行。其中,激光斷面儀是應用激光縱向接觸形式對特殊區域的路面進行測量,操作簡單、便捷,且測量數據能及時傳送到中繼器以進行數據處理。牽引車是連續平整度儀檢測中最常使用的輔助工具,其能快速布置待檢測位置,并讓牽引車勻速驅動。行至檢測終點后,要立即關閉儀器,以獲取精準的平面距離檢測數據,然而這種方式的檢測效率不太理想,操作較煩瑣,用時較長。車載顛簸累積儀的應用原理則是單向位移的累積,其內部多為電氣和機械部件。測試數據位移將會逐漸變為角度位移,且脈沖信號也會出現不同程度改變,該方式操作易上手、花銷費用少,可廣泛應用。
瀝青混凝土路面的彎沉值采用激光彎沉儀進行檢測分析。在實施過程中,激光偏轉測試儀應設置在車輪的間隙位置[3]。當車輛行駛距離接近檢測點時,測試儀能清楚呈現出彈性數據參數,處理后再重復檢測,以確保檢測的精準度。在整個檢測操作過程中,要求有關檢測人員使用落錘型彎沉儀檢測進行檢測,再通過計算機控制平臺對落錘設備進行管控,以實現落錘自由下落目標。另外,工作人員還要對各測點的距離進行合理調整,并依據實際情況反復試驗,最終借助形變參數獲得公路瀝青路面彎沉值,對其精準度予以評判。
通過人工鋪砂試驗,將三次路面結構深度的試驗參數平均值當作每個試驗位置的試驗結果,并做好詳細的試驗數據記錄[4]。正常情況下,結合擺式摩擦系數設備檢測進行多次測量、分析和研究,在測量點用噴水罐濕潤路面,以控制被測路面的濕度。為進一步保證檢測準確程度,在施工后要及時開展檢測,結合瀝青含量、礦料級配、路面摩擦等檢測數據,明確瀝青混合料與摩擦系數的關系,加強瀝青路面抗滑能力。
某公路路面施工全長58km,路面采用SMA-13 瀝青混凝土結構,厚度為4.1cm。按照此項工程施工方案基礎要求,瀝青材料含有量需為6.0%。在該工程施工過程中,為明確路面詳細的離析情況,采用雷達地面檢測法在現場進行試驗檢測。
目前,公路建設工程的樣品采集、送檢都是由施工企業完成的。然而,在此過程中,可能出現施工企業急于工程按時完工,在選取送檢樣品時,企業就沒有嚴格依照標準、步驟、流程來選取送檢樣品,加之監理人員對取樣的監督缺少嚴謹性,沒有及時發覺送檢樣品的質量不合格,與實際工程中應用的材料品質不相同的情況。樣品與實際不相符合,就不能完全反映出施工工程的真實情況,如此一來,樣品檢驗將會去原本的作用,檢查工作也就成了一種形式,一旦施工中有未能及時察覺的質量問題存在,將會對整個公路工程造成影響。因此,監理人員應在質量檢測整體過程中充分發揮其監理作用,對整個采集送檢過程進行嚴格的監控,確保送檢樣品的品質與實際一致,避免因小失大,造成不必要的損失。此外,企業還存在樣品送檢過晚的情況,檢驗報告尚未發布,施工單位已開始著手下一步程序,喪失了檢驗的意義。
在公路瀝青路面的試驗檢測過程中,若檢測人員多采取的檢測方法不統一或是技術水平不到位,都會使檢測結果產生較大的偏差。針對相同的路段,所獲得試驗檢測結果不精準,這會使公路瀝青路面施工建設沒有質量參照憑證,制定不出相應的解決方案,致使整個工程受到影響,耽誤公路的建設周期,開銷也進一步增加。
當前,在公路瀝青路面的試驗檢測中,經常采用室外路面外觀質量檢測法。許多關鍵點,如瀝青路面壓實度、密實度、滲水等,難以直觀地得到檢測結果,需采用更深入的室內檢測法來實現。然而,一些室內檢測的環境及全過程太理想化,待指標檢測在標準化條件下實施時,無法真正展現出道路的實況,一定程度上造成了檢測數據有效性的較低,同時不能作為路面檢測的重點開展推廣工作。
相關的路面試驗和檢查工作持續時間很短,許多試驗和檢驗人員還未能接受綜合、系統的培訓,缺乏專業能力,影響了檢驗質量,造成檢驗結果產生一定偏差。目前,公路瀝青路面工作人員中鮮少有專門的試驗檢測人員,諸多檢測工作都是由質檢人員負責,但質檢人員的專業檢測技能弱,難以提供專業檢測服務,易形成檢測無效果的情況。
在道路瀝青試驗過程中,樣品是尤為關鍵的一項指標,公路工程試驗結果的準確性需要基于提交供檢查的代表性樣品。其質量與試驗結果密切相關,樣品質量決定著材料的質量。試驗結果可以體現公路工程的實際施工狀態,因此選擇一個非常有代表性的樣本,且取樣質量達到規定標準,有助于全面分析混凝土性能。同時,取樣過程和數量應符合相關規范標準,且需監理機構人員到場并簽字確認。有時會對各種原材料進行一些必要性非常規試驗,需積極進行配合,提供幫助,以明確材料是否符合施工要求。
該道路的車輛通行率很高,長期有載運重型卡車往返。在公路建設過程中,對公路進行修繕、改建的現象十分普遍,其中尤以瀝青路面的質量問題最為突出。因此,有必要嚴格控制道路施工建設整個過程,并進行現場檢查和監督。在施工中心的監管、檢測、跟蹤審核下,需先對整個路面進行彎沉試驗,然后隨機抽樣進行抽芯壓實度試驗。抽芯樣品的平均值需滿足17cm 設計圖紙規格,保證瀝青路面施工符合我國道路施工建設基本標準。施工方應制定并完善有關公路瀝青路面質量檢驗合格標準和制度,并事先在施工路段做好質量、安全、環保技術交底、設備調試、配合比驗證等一系列準備工作。攤鋪過程中,務必嚴格控制混合料的出料溫度、到場溫度、攤鋪溫度、碾壓溫度以及現場攤鋪標高、標寬、標厚和碾壓遍數等。在實施每一個工作流程時應有專人測量和記錄,中間試驗段的攤鋪施工也要依據有關規定開展。經中心實驗室現場勘察與檢測,中間試驗段技術均合格并滿足相關數據指標,達到了設計、規范基礎要求,實現了預期施工建設目標。
為適應經濟快速發展和公路工程科技含量持續提高的要求,適應我國公路工程產業的不斷發展,必須完善和提高公路試驗檢測設施和技術水平,同時還要進一步健全公路試驗檢測基礎設施配置,提高施工隊伍整體檢測水平。一是政府有關部門和施工單位要更加重視公路工程質量檢驗檢測工作,加大人力、物力、財力投入,強化新技術、新建設設施的研發、應用,并引進更先進的基礎檢測設備,確保檢驗檢測過程有效開展。二是針對檢驗檢測機構人員專業技術能力不突出,綜合素質欠佳等問題,必須強化有關工作人員的綜合能力培訓,提高工作人員的職業素質和業務水平,提升我國公路工程的整體檢測水平。
施工單位應積極組織施工人員定期進行能力培訓,深入解析公路試驗檢測的發展情況,尤其是公路工程、路基路面以及瀝青和其他不同的產品參數等質量檢測情況。同時,還需要對路面碎石層的技術問題、傳統施工中的不足、試驗項目阻礙進行深入性分析及系統闡述,共同探討出提高路面施工質量的新方法,使瀝青路面檢測施工人員能夠充分掌握提高路面質量的最新技術,并組建起一支專業性強的施工、檢測隊伍。
該工程檢測獲取的相應參數值為:瀝青密度1.025g/cm3,延展性>100cm,孔隙率為3.6%。通過對相關數據的綜合分析,瀝青路面施工性能參數滿足該工程技術標準基本要求,質量較佳。文章對上述問題研究進行了分析,并提出了相應的解決方案,為日后公路瀝青路面施工提供參考借鑒。