瀝青路面基層施工質量控制與創新管理

宋永軍

（招遠市地方公路建設養護中心,山東 煙臺 265400）

0 引言

路面施工質量是公路工程安全性以及舒適性的關鍵，關系到公路行車安全。開展瀝青路面基層施工質量控制與創新管理研究，以鋪裝工程為目標，分析施工準備工作，關鍵參數，并進行質量檢驗。結果表明：改造工程中面層壓實時間為30 min；熱接縫獲得的平整度均滿足要求，為改造工程所選擇的接縫方式；瀝青攤鋪及壓實中造成的溫度變異較大，壓實機的壓實性能受軋制溫度的影響明顯，溫度較低時對壓實機的壓實度有較大的影響，總體上呈直線上升的態勢；雙層海綿覆蓋較單層海綿覆蓋更能確保瀝青混合料溫度穩定[1]。選擇以上確定的最優控制參數進行施工質量檢驗，詳細分析如下：

1 項目概況

某提質改造工程位于湖南省資興市，原路面為混凝土路面，該路面已經運營多年，受到復雜外界環境影響，已經出現了裂縫、破損等病害，急需改造。改造時將原道路路面拓寬，破除路面再鋪水穩層，新鋪筑的道路是以水泥瀝青為主。

2 施工關鍵參數準備工作

2.1 設備配置

該項目按照施工內容和施工場地的具體情況進行了設計，配置設備如下：

（1）瀝青拌和廠：該鋪路瀝青混合工廠的攪拌裝置是DG3000混合器，其攪拌容量為200 t/h，攪拌速度為2 100 t/h。在實際的拌和生產中，最大拌和量為1 900 t/d，故需要在攪拌站內工作10 h，特別是在攤鋪施工6:00之前，必須確保瀝青攪拌站在工地上。通過對混合料的計算和分析，確定攪拌站從早上5:00起，持續10個鐘頭。

（2）施工設備方案：鋪裝機械A（ABG7620），攤鋪機B（ABG8620），攤鋪機C（ABG423），雙鋼輪壓路機（HAM130）（初壓），振動壓路機（YZ20H-I）（復壓），雙鋼輪壓路機（31010）。該工程的路基改建工程按不同路段的不同設計方法進行了優選，初步設計為1次，復合7次，最終1次。

2.2 關鍵設備參數確定

（1）攤鋪作業速度：由于鋪層的不同，其均勻程度較差，故對其進行了相應的調速，使其降至2.4 m/min。

（2）攤鋪機參數設定：攤鋪機A基準面攤鋪，同時為攤鋪機B做好鋪墊工作。攤鋪機B采用非接觸式平衡梁，進行下面層基準面攤鋪。攤鋪機C，則改性瀝青找平，中、下面層采用鋼絲繩或導梁。上面層采用非接觸式平衡梁。攤鋪機螺旋布料選擇中位，預夯錘行程為6，主夯錘行程為5，松鋪系數為1.1，設置初始仰角標尺值為0。

（3）壓路機參數設定：碾壓機的振動頻率和振幅取決于攤鋪層的厚度，而其上層的厚度是4 cm，所以可以選用高頻低幅的碾磨機[2]。該工程的碾壓次數由不同的施工階段設計的最優解確定，即初始壓實次數為1次，復合壓力7次，最終壓力1次。由于壓路機的碾壓速率和壓實率的關系，因此，在此項目中，將對瀝青路面進行鋪裝和壓實；最后，壓路機的壓實速率被決定。也就是說，初始壓力為3 km/h，復壓和最終壓力為5 km/h。碾壓長度根據實際氣溫和施工環境導致的瀝青料退熱程度而確定，該次壓路機的壓延時間為50 m。

3 施工關鍵參數質量控制

3.1 瀝青路面保溫措施質量控制

在瀝青混凝材料的輸送中，由于其自身的溫度和輸送機械等因素會對其造成一定的影響，根據施工的經驗，瀝青輸送車輛在不同的地點，其溫度有一定差別，如果按照普通車輛的運送速度，每輛瀝青混合需要14 min，運送約120 min，中間等候90 min，從混合到鋪面至少要224 min，所以要探索隨著時間推移的變化，并根據降低趨勢，采用了有效的隔熱措施。該瀝青路布料的隔熱處理方法是按照工程的總體措施以及工地的施工環境等情況采用單層、雙層頂棚布料來遮蓋整輛運輸車輛。從最后的隔熱措施來看，其混合料拌制的出廠溫度已達到了施工前所需的溫度。因此，對瀝青料熱、品質的調控具有良好效果。為比較篷布層數對瀝青混合料的性能影響，采取控制單一變量變化的思路比較分析，即保持其他條件一樣，僅控制篷布層數，比如單層和雙層，瀝青混合料從出倉到運輸到現場施工均保持一致，研究在單層和多層形式下的瀝青路面壓實度。選取200 m雙層篷布下的攤鋪段和200 m單層篷布保溫下的攤鋪段，各選擇攤鋪后的10個壓實度值進行對比。對比結果見表1所示。

表1 兩種篷布保溫措施下的瀝青路面壓實度數據

表1中，單層篷布和雙層篷布運輸的瀝青混合料在施工壓實后的壓實度具有差異性。單層篷布運輸的壓實數據均比雙層篷布壓實度數據小，并且標準差值大。由此可見，雙層篷布較單層篷布更能夠確保瀝青混凝土的溫度穩定性，保溫措施更好，故在瀝青混合料運輸中采用雙層篷布加海綿覆蓋保溫效果更佳。

3.2 瀝青路面施工溫度質量控制

正確的施工氣溫對保證瀝青路面的質量至關重要[3]。高溫和低溫都會對瀝青混凝土的耐老化產生一定的不利作用。在此項目中，我們對瀝青混凝土的施工溫度進行了較高的規定，即：在進行熱拌和時，應將瀝青拌和料溫度控制在150～160 ℃，拌和料在170～180 ℃之間，并保證拌和料輸送至工地的溫度≤170 ℃，鋪層攪拌料溫度≥160 ℃，碾壓終止溫度≤50 ℃。在攪拌過程中，由于攪拌的溫度較高，會導致瀝青在貯存或輸送過程中產生沉淀，導致瀝青含量發生變化，所以必須對工程工藝進行嚴密監控。太小的壓實機很難充分利用混凝土的結構性能，造成混凝土的空隙率偏高，在以后的使用中容易發生水損耗。在此項目中，對一塊區域內10個地段的10個站點進行了溫度變化的研究，以達到對路面溫度更好的調控。具體見表2所示。

表2 某標段施工溫度變異數據 /℃

由表2可知，由于在施工和運送期間采取了良好的隔熱措施，以及在出廠時的溫差很低，因此，瀝青混合料房的生產溫度相差很大，而鋪筑溫度和壓實溫度變化幅度更大。所以，在工程中，要對混凝土的壓實性和溫度進行控制是非常有意義的。

為了探討溫度變化對碾壓作用的作用，該文選取了該路段上部的路面進行了100次的壓縮壓縮實驗，其理論密度為2.557 g/cm2，見表3所示。

表3 旋轉壓實試件空隙率受不同壓實溫度影響結果

由表3可知，在壓縮過程中，壓實體的空隙度隨溫度的下降而逐漸升高，當溫度從145～115 ℃時，空隙率增加3.2%。結果表明：在低溫下，壓實體的空隙度逐漸增大，且基本呈直線上升；在建筑工程中，對溫度的要求必須嚴格加以控制。在該項目中，后面的瀝青拌和料要嚴格按施工要求進行。

3.3 有效壓實時間控制

瀝青壓實時間受攤鋪壓實時瀝青混合料的溫度決定，瀝青混合料溫度越高，冷卻速度越慢，壓實時間越長，反之越短。瀝青面層的壓實時間也受瀝青混合料的黏度、面層厚度等影響。對于厚度較小的路面，更需控制好壓實時間，確保在合理壓實時間內確保壓實質量。通過多年實踐，得出了不同溫度條件下瀝青混合料的壓縮效果與鋪層的不同，見表4所示。

結合表4及項目施工現場溫度范圍選擇有效壓實時間范圍，確定壓實時間的大致范圍，即[25,33]min。設置4種壓實時間，即25 min、28 min、30 min、33 min。對以上4種壓實段鉆芯取樣，檢測各個樣本的厚度值，見表5所示。

表4 瀝青路面有效壓實時間 /min

表5 四種壓實時間下路面壓實厚度實測結果

表5中，以瀝青厚度設計值3 min為基礎，進行了4種不同壓實時間下的瀝青厚度值研究，呈現出如下規律：隨著壓實時間增長，瀝青表層厚度的平均值逐漸變小，當壓實時間控制在30 min時，壓實厚度最接近4 cm設計值，其標準差也最小，為0.22，表明了在實際施工中確定的壓實時間為30 min，壓實時間超過或者是小于30 min均不利于路面厚度控制。

3.4 接縫質量控制

接縫質量控制是瀝青路面控制的關鍵點，施工實踐中常采用冷接縫和熱接縫兩種控制方式。該項目中，為比較冷熱接縫的質量控制成效，選擇2段路面中線進行冷熱接縫處置[4]。處置后，冷熱接縫處各選擇50個測點值，檢測其平整度。統計冷熱接縫中平整度檢測數據可知，冷熱接縫方式下的平整度數據差異性較大，熱接縫下的10個控制點均在允許最大值以下，而冷接縫方式下的平整度有2個測點值超過允許最大值。故而，熱接縫控制方式下的瀝青路面平整度控制效果較好。

3.5 施工質量檢驗

按照施工關鍵參數的各項要求進行施工處置，施工完畢后進行路面的各項檢測，檢測包括路面的各個層面，重點對路面的厚度、壓實度、平整度等進行檢測，選取路面檢測中的壓實度進行說明。據上、中面層實測壓實度數據，計算其統一的平均值、標準差、變異系數，結果見表6所示。

表6 不同面層的壓實度測試結果

由表6可知，各個測點的壓實度均超過98%，主要差異為變異系數，中面層變異系數小，上面層變異系數大。主要原因是底層壓實性確保了上層壓實的質量。路面壓實質量達到了預定壓實效果。路面其他的監測指標也均滿足規定要求，整個改造工程達到了預定的改造效果。

4 結論

（1）運料車篷布加海綿覆蓋下的篷布層數影響了保溫效果，其中雙層篷布覆蓋保溫比單層篷布覆蓋保溫效果更佳。

（2）瀝青路面壓實時間影響了路面壓實厚度，壓實時間過長或者過短不利于控制瀝青路面厚度，30 min壓實時間下的瀝青厚度值滿足設計要求。

（3）接縫方式影響了路面的平整度合格數，通過熱縫法進行比較，可以得到較多的測點及率。盡量采取熱縫法進行鋪裝，以防止不符合標準的數目。

（4）在施工和運送過程中，瀝青混合料的溫度變化很小，而在攤鋪和壓實過程中，其變化幅度很大。結果表明，在較低壓力下，壓實體的空隙率逐漸增大，且基本呈直線上升。由此可見，在公路工程中，對溫度的要求必須嚴格加以控制。綜合試驗結果顯示，全改道路面的壓實性能良好。