高原凍土區(qū)域?yàn)r青路面施工技術(shù)及質(zhì)量控制研究

林明明

（1.河南科技大學(xué)土木工程學(xué)院，河南 洛陽 471000；2.中石化河南石油勘探局有限公司房地產(chǎn)管理中心，河南 南陽 473000）

公路網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)是高原地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵點(diǎn)，通過修建公路可以提高貨物運(yùn)輸?shù)臅r(shí)效性，加快高原區(qū)域的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)換效率。但在公路修建過程中受高原區(qū)域低溫影響，凍土層及外界環(huán)境因素會加大工程道路的施工難度。特別是瀝青路面施工，環(huán)境因素所產(chǎn)生的影響會縮短路面使用壽命、增加養(yǎng)護(hù)工作量，在一定程度上加大了成本損耗量，制約高原區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。為此，必須根據(jù)高原凍土層區(qū)域特點(diǎn)，深入分析瀝青路面的施工技術(shù)，并提出相應(yīng)的解決措施，確保路面修建和投入使用期間可以承載更多的外部作用力，保證運(yùn)行安全，使瀝青路面在全生命周期內(nèi)發(fā)揮更大價(jià)值。本文針對高原凍土區(qū)域?yàn)r青路面施工技術(shù)及質(zhì)量控制進(jìn)行探討，僅供參考。

1 瀝青路面施工技術(shù)與質(zhì)量控制意義

1.1 增強(qiáng)道路施工的持續(xù)性

高原凍土區(qū)域的復(fù)雜地質(zhì)特性對道路施工有很大影響。因此，在施工過程中應(yīng)加強(qiáng)施工技術(shù)管控，針對凍土層產(chǎn)生的施工干預(yù)進(jìn)行分析，并結(jié)合施工技術(shù)、質(zhì)量控制措施，制定有針對性的解決方案，避免施工中出現(xiàn)問題，確保瀝青路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

1.2 提高道路工程的建設(shè)收益

瀝青路面施工技術(shù)與質(zhì)量控制措施的落實(shí)是采取科學(xué)性、規(guī)范性的管控機(jī)制，確保施工中各要素可以達(dá)到高度契合，在工程建設(shè)中發(fā)揮出各要素的主體功能。同時(shí)，每一項(xiàng)規(guī)范體制的建設(shè)及落實(shí)，都可以增強(qiáng)整個(gè)施工流程的管控力度，充分發(fā)揮工作人員的積極性和施工技術(shù)的規(guī)范性，提高工程建設(shè)質(zhì)量，為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。

1.3 增強(qiáng)瀝青路面的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性

道路建設(shè)是高原區(qū)域交通運(yùn)輸發(fā)展的基礎(chǔ)保障。但在實(shí)際施工中受凍土區(qū)域的影響，整個(gè)路面結(jié)構(gòu)嚴(yán)重?fù)p傷。針對施工中出現(xiàn)的問題，需要采取規(guī)范的施工技術(shù)和質(zhì)量控制措施加以解決，以有效改善路面結(jié)構(gòu)，延長工程項(xiàng)目的使用周期，使路面結(jié)構(gòu)在長時(shí)間、高負(fù)荷的運(yùn)行模式下也不會發(fā)生開裂和破損問題，確保道路行車安全。

2 高原凍土區(qū)域?yàn)r青路面施工現(xiàn)狀

與平原區(qū)域相比，高原區(qū)域的紫外線較強(qiáng)，陽光長時(shí)間照射將對瀝青產(chǎn)生輻射影響，加速瀝青老化，在一定程度上縮短瀝青材料的使用壽命。另外，由于高原區(qū)域本身的低溫特性，會加劇整個(gè)地質(zhì)區(qū)域的凍土問題，增加前期規(guī)劃與中期施工難度，道路在投入使用過程中，受區(qū)域季節(jié)性氣候和高強(qiáng)度紫外線的影響，導(dǎo)致瀝青路面產(chǎn)生物理損傷，如瀝青路面防滑性能、防水性能等在一定程度上加大了行車安全風(fēng)險(xiǎn)。在工程施工中，凍土區(qū)域?qū)β坊a(chǎn)生的影響會延長工程的施工周期，增加前期成本損耗。隨著國家政策的落實(shí)，相關(guān)部門和企業(yè)針對高原地區(qū)瀝青路面施工技術(shù)研究投入較大的資源，但受傳統(tǒng)施工技術(shù)和我國對高原凍土區(qū)域施工經(jīng)驗(yàn)缺失等方面的影響，在某些方面仍有一定的局限性。如施工材料、施工技術(shù)、施工設(shè)備等。其中某一項(xiàng)施工工序不合格或不規(guī)范，必然會降低整體工程質(zhì)量。因此 ，需要在后期發(fā)展過程中，加大各類資源和施工技術(shù)的研發(fā)力度，結(jié)合高原區(qū)域的土質(zhì)特征和外界環(huán)境的干擾因素，深入剖析道路路面施工技術(shù)的各項(xiàng)關(guān)鍵點(diǎn)，并將其應(yīng)用于高原地區(qū)建設(shè)，以滿足交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展要求。

3 高原凍土環(huán)境對路面施工質(zhì)量的影響

3.1 瀝青混合料老化

高原區(qū)域海拔較高、紫外線較強(qiáng)、整體氣溫較低、晝夜溫差變化較大，將加速瀝青混合原料的老化。例如，降低瀝青原料的粘附性，在瀝青路面投入使用過程中，外界環(huán)境因素和車輛行駛產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)影響因素，將加大瀝青路面損耗，進(jìn)而產(chǎn)生裂縫，嚴(yán)重影響車輛行駛安全。

3.2 攤鋪碾壓精度不足

高原凍土區(qū)域土層具有傳溫特性，特別是在長時(shí)間零下低溫的凍土層，由于外界環(huán)境的低溫作用，將降低瀝青混合原料的結(jié)構(gòu)特性，導(dǎo)致整項(xiàng)攤鋪碾壓工作在規(guī)定的溫度時(shí)限內(nèi)難以進(jìn)行有效施工。特別是在極低溫條件下，瀝青溫度已不能達(dá)到實(shí)際平鋪效果，導(dǎo)致工程質(zhì)量下降，如果不及時(shí)處理，極易造成瀝青路面的橫向裂縫。

3.3 環(huán)境惡劣，增加施工的不穩(wěn)定因素

高原區(qū)域自然環(huán)境惡劣，經(jīng)常發(fā)生雪災(zāi)、霜凍等自然災(zāi)害，且晝夜溫差變化較大。施工期間出現(xiàn)大風(fēng)、急劇降溫等情況，會對施工材料、施工設(shè)備等造成嚴(yán)重影響，使工程項(xiàng)目無法在規(guī)定的周期內(nèi)完成。這也是造成高原區(qū)域道路施工周期中施工停滯的主要原因。這類自然災(zāi)害的持續(xù)性影響較廣，施工人員必須克服艱難險(xiǎn)阻，完成一系列施工任務(wù)，大大增加了整體施工難度。

4 高原凍土區(qū)域?yàn)r青路面施工技術(shù)

4.1 混合料配比技術(shù)

瀝青混合原料在制備前期需要進(jìn)行預(yù)拌處理，并充分考慮到實(shí)際施工屬性及外界環(huán)境的影響，嚴(yán)格控制攪拌時(shí)間、溫度、濕度等。同時(shí)，應(yīng)確保各類混合用料符合凍土區(qū)域施工需求。在拌和時(shí)，應(yīng)調(diào)整原料區(qū)和待料區(qū)的原料粒徑，分析出冷料倉供料比之間的平衡度，調(diào)節(jié)拌和裝置參數(shù)。在此過程中，可以先分析整個(gè)區(qū)域內(nèi)的施工因素，對拌料設(shè)施和原料之間的搭配度進(jìn)行抽樣試驗(yàn)，如果試驗(yàn)結(jié)果符合施工要求，方可進(jìn)行下一道工序。如與預(yù)期設(shè)定參數(shù)存有差異，需重新調(diào)整，直至采樣試驗(yàn)的各項(xiàng)參數(shù)符合工程建設(shè)參數(shù)。

4.2 路面攤鋪技術(shù)

在進(jìn)行瀝青路面攤鋪時(shí)，攤鋪機(jī)的運(yùn)行速度必須勻速、緩慢，在施工區(qū)域分層填筑時(shí)，通常時(shí)間設(shè)定在3～7m/min。在攤鋪交叉口位置時(shí)，考慮到拐角區(qū)域?qū)備伣Y(jié)構(gòu)的影響，需要有專業(yè)技術(shù)人員指揮。如果在施工中存在缺陷或缺口，導(dǎo)致攤鋪不足，需要人工找補(bǔ)。在攤鋪工序完成后，應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量合格檢驗(yàn)，如果攤鋪參數(shù)不符合預(yù)測基準(zhǔn)，應(yīng)重新攤鋪處理。

4.3 碾壓及壓實(shí)施工技術(shù)

碾壓施工技術(shù)是對區(qū)段內(nèi)的瀝青原料進(jìn)行初壓、重壓，避免在實(shí)際碾壓過程中出現(xiàn)碾壓不均衡或漏壓的問題。同時(shí)，要保證各碾壓環(huán)節(jié)之間的連貫性與貼合性。如果壓路機(jī)暫停，需要分析壓路機(jī)在此區(qū)域停止期間產(chǎn)生的震動參數(shù)，如果壓路機(jī)行駛期間變道，需要調(diào)整壓路機(jī)角度，避免速度波動較大，以有效保證瀝青路面碾壓結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

在進(jìn)行瀝青路面壓實(shí)施工時(shí)，需要分析區(qū)域內(nèi)各類原料的配比情況，增強(qiáng)壓路機(jī)的壓實(shí)精度，確保壓路機(jī)各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)可以精準(zhǔn)壓實(shí)、凝合瀝青原料，保證每一路段中路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在實(shí)際應(yīng)用過程中，壓路機(jī)的壓實(shí)工作主要是對瀝青混合料內(nèi)的縫隙進(jìn)行物理施壓，縮小物料之間的間距，從而提高路基自身的密實(shí)度，增強(qiáng)路面的耐久性。

4.4 接縫施工技術(shù)

道路施工中通常面臨縱向與橫向交叉的問題，容易產(chǎn)生施工縫隙，特別是高原凍土區(qū)域。當(dāng)施工區(qū)域處于低溫環(huán)境時(shí)，瀝青溫度會急劇下降，導(dǎo)致橫向與縱向交叉節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生裂縫。瀝青路面接縫施工技術(shù)是針對道路產(chǎn)生的施工縫隙進(jìn)行處理，提高路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在進(jìn)行縱向施工時(shí)，可采用兩臺攤鋪機(jī)同向運(yùn)動，通過梯隊(duì)聯(lián)合的攤鋪方式，實(shí)現(xiàn)路面縫隙的無縫處理。具體操作工序如下：攤鋪混合料時(shí)，預(yù)留15～25cm位置，此區(qū)域無需壓實(shí)。當(dāng)攤鋪機(jī)械工作時(shí)，受水平擠壓力，攤鋪層會出現(xiàn)8～12cm的重疊區(qū)域，此區(qū)域則可利用熱接縫的施工方式進(jìn)行二次碾壓處理，以解決縫隙問題。對于橫向施工縫隙，可采取平接縫的方式，用鋸縫機(jī)在攤鋪層裂縫區(qū)域進(jìn)行切割，以達(dá)到縫隙優(yōu)化的效應(yīng)。另外，在攤鋪前期，應(yīng)清理接縫區(qū)域內(nèi)的粉塵和各類雜質(zhì)，避免雜質(zhì)混入瀝青原料內(nèi)，破壞瀝青路面內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

5 高原凍土區(qū)域?yàn)r青路面施工質(zhì)量控制對策

高原凍土區(qū)域?yàn)r青路面施工病害問題的產(chǎn)生，大多數(shù)是由于瀝青原料配比不合格、瀝青溫度調(diào)控不精確、碾壓力度不足，導(dǎo)致路面成型質(zhì)量較差，在后期使用過程中出現(xiàn)坍塌、開裂等問題。因此，必須結(jié)合高寒地區(qū)的自然環(huán)境和氣候變化因素，合理制定施工方案，保證每項(xiàng)施工工序的精確性，提高工程建設(shè)質(zhì)量。

5.1 施工原材料方面

原料是瀝青路面施工的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，在前期采集、中期施工存儲、后期運(yùn)維過程中，都必須嚴(yán)格配比和檢測，確保工程所用材料符合基礎(chǔ)設(shè)定要求。同時(shí)，應(yīng)綜合考慮經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等因素，確保材料成本的精細(xì)化管理。材料進(jìn)場時(shí)，應(yīng)配備專業(yè)人員對原料數(shù)量、質(zhì)量等進(jìn)行二次核驗(yàn)，待原料檢測合格后，方可進(jìn)入瀝青拌和站進(jìn)行原料配比。部分道路工程項(xiàng)目中原材料消耗量較大，針對這一現(xiàn)象，可采取抽樣檢測方式來提高實(shí)際檢測效率，避免消耗前期準(zhǔn)備工作時(shí)間。原材料拌和時(shí)，必須確定瀝青混合料等級，嚴(yán)格控制瀝青原料的出廠溫度，以保證在低溫條件下瀝青拌和效率符合工程攤鋪、壓實(shí)要求。

5.2 機(jī)械設(shè)備方面

在對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行質(zhì)量控制時(shí)，必須以設(shè)備性能、類型為出發(fā)點(diǎn)，嚴(yán)格檢測設(shè)備常態(tài)化運(yùn)行和高負(fù)荷運(yùn)行的損耗情況，制定相應(yīng)的運(yùn)維工序，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行維護(hù)處理，保證設(shè)備的使用性能。另外，在高寒區(qū)域，機(jī)械設(shè)備磨損度較大，可以根據(jù)工程量采購備用設(shè)備，如果遇到突發(fā)狀況設(shè)備無法正常工作，可及時(shí)啟動備用設(shè)備，避免原材料因低溫產(chǎn)生凝合問題，保證工程施工的持續(xù)性。

5.3 工程檢測方面

質(zhì)量評價(jià)體系是為整個(gè)施工工序提供一個(gè)質(zhì)量約束點(diǎn)，如對瀝青層的質(zhì)量性能檢測，且需要針對不同施工工序的分析處理，如拌和工序、碾壓及壓實(shí)工序等。每一項(xiàng)檢測任務(wù)必須嚴(yán)格遵守前期設(shè)定的參數(shù)基準(zhǔn)，并將責(zé)任落實(shí)到個(gè)人，施工出現(xiàn)問題時(shí)，立即對負(fù)責(zé)人進(jìn)行懲處，從而保證工程建設(shè)質(zhì)量。

6 結(jié)語

綜上所述，高原凍土區(qū)域的地質(zhì)因素、環(huán)境因素均對瀝青路面施工造成嚴(yán)重影響，工程項(xiàng)目在推進(jìn)過程中，必須綜合考慮瀝青原材料、施工工藝、機(jī)械設(shè)備與施工環(huán)境的影響，嚴(yán)格設(shè)定各類施工技術(shù)及質(zhì)量管控基準(zhǔn)，提高工程建設(shè)質(zhì)量，為工程項(xiàng)目的持續(xù)性推進(jìn)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。期待在后續(xù)發(fā)展過程中，建筑企業(yè)加大對施工技術(shù)、施工工藝的研發(fā)力度，全面克服凍土環(huán)境的干預(yù)問題，策應(yīng)國家全面發(fā)展戰(zhàn)略的開展。