公路沥青路面施工质量控制技术

公路沥青路面施工质量控制技术

摘要:沥青路面在大幅增加的路面荷载作用下会出现不同程度的破坏,为此,从路面结构性能因素、路面使用功能因素两方面介绍了影响沥青路面质量的因素,探讨了水泥稳定碎石基层及面层施工质量控制技术,并介绍了路面质量检测控制标准,可为类似工程提供参考。

关键词:沥青路面;施工控制;使用性能

0引言

近年来,随着国家经济实力的不断增长,我国在基础设施建设领域的投资不断加大,公路总里程不断增长,公路交通网也逐步完善,而另一方面,近年来交通量逐年大幅增加,公路耐久性设计不足、使用性能低等问题也暴露出来,公路的使用寿命往往达不到设计年限而出现如裂缝、唧浆、泛油、车辙、骨料松散等早期破坏,降低行车的安全性和舒适性,并且加重养护的成本[1-2]。虽然沥青路面出现破坏与超载、气候多变、地质条件差、设计不尽合理等外在因素相关,也存在过分强调成本控制和进度控制的问题,但是施工阶段的质量控制不严格是导致沥青路面过早产生破坏的不可忽略的因素[3]。综合以上分析,本文就沥青路面施工过程中质量控制的共性问题展开研究,首先介绍影响沥青路面使用性能和功能的因素,从基层和面层施工两个方面介绍质量控制技术,为类似的工程中沥青路面的质量控制提供一定的参考。

1影响路面质量的因素

1.1路面结构性能因素

(1)高温稳定性

路面的高温稳定性是指在车辆荷载作用下抵抗永久变形的能力,高温稳定性不足,常会导致路面出现泛油、车辙等病害。根据研究,可以通过减少集料中片状颗粒含量、增大油石比、选择合理级配的矿料来提高路面的稳定性,减少车辙破坏的出现。

(2)低温抗裂性

高温时路面具有较好的变形能力,但沥青路面在低温下收缩并呈现脆性特征,在车辆荷载作用下易出现开裂。裂缝可以分为干缩裂缝和温缩裂缝,前者是由路面失水所致,后者为温度降低所致,这种状况多为基层未达到设计强度而过早施工面层所致,另一方面沥青路面出现低温破坏也与集料离析有关。

(3)水稳定性

路面在水浸或者路面内部的水在车辆荷载作用下产生的动水压力导致路面表层集料剥离。路面的水稳定性与路面的孔隙率密切相关,因而在施工时必须严格控制孔隙率,而孔隙率的测定较为复杂,可以通过控制压实度来实现。

1.2路面使用功能因素

(1)平整性

路面的平整度是评价道路使用功能的一项综合指标,也是路面整体质量的综合体现。其具有累积性和难修复性,即路面平整度是各结构层平整度累积所得,另一方面,一旦平整度出现问题,在施工完成后很难通过养护修复来弥补其缺陷,因而道路的平整度完全取决于施工的质量。

(2)抗滑性

路面的抗滑性是指车辆制动时车轮产生的滑移距离可以限制在有限的距离内,可见其直接关系到行车的安全性,尤其是在当前车速不断提高,车流量不断加大的情况下。抗滑性与路面材料的表面性能(主要是材料的磨光值)、施工过程(拌和、摊铺、碾压施工等环节)相关。

2水泥稳定碎石基层施工的质量控制技术

基层在路面结构中起到承担荷载并连接面层与底基层的作用,水泥稳定碎石强度高、施工简便被广泛应用于公路路面结构中,但是如果施工质量控制不严格,常常出现反射裂缝、唧浆等病害。本文从基层的水泥掺量、级配、运输、摊铺等环节介绍其施工质量控制措施。

(1)基层水泥掺量

基层施工质量控制的关键环节是控制水泥稳定碎石底基层的水泥掺量。在实际施工过程中,如果水泥掺量较低,则会导致基层结构的强度过低,不能满足承载能力的要求,如果掺量过高,则会导致结构强度和刚度均较大,极易造成温缩裂缝和干缩裂缝。规范中对水泥掺量的最佳范围并没有明确规定,在施工中,可以根据击实试验的结果提出一个合理范围,并且水泥掺量的误差应该控制在设计水泥掺量的±0.5%范围内。

(2)级配

对于水泥稳定碎石层而言,集料的强度和级配直接影响基层的承载力和稳定性,在现行的规范中,给出一个根据全国经验总结得出的一个较大的级配范围,结合广东地区的工程实践,推荐级配如下:粗集料占比63%~65%,细集料占比35%~37%,此时可形成密实的骨架结构。

(3)生产及运输

混合料的生产应按照设计控制粗细骨料的比重以及水泥的掺量,还应做好存储工作,避免暴晒或者降雨导致集料含水量出现较大的波动,并且需要定期对含水量进行检测,不同批次的集料和水泥应及时检测,以确保整个工程的质量稳定。在集料运输过程中应采取离析控制措施,车辆的配备应结合集料的生产速率和摊铺碾压施工综合确定,并保证一定的富余量。

(4)摊铺与碾压施工控制

摊铺前应通过试验确定摊铺系数进而确定摊铺厚度,以确保摊铺厚度设计准确,在施工过程中严格按照试验结果进行摊铺施工,控制好摊铺厚度、纵横坡率等。基层的摊铺应连续施工,施工速率控制在1~1.5m/min,摊铺施工时必须确保混合料的生产和运输满足摊铺能力的需求。摊铺完成后应及时碾压,压实采用3台双钢轮振动压路机、2台30T胶轮压路机进行碾压,碾压过程严格按照由低至高,“高频、低幅、紧跟、慢压”的原则进行,按初压、复压、终压三个阶段进行。

3面层施工的质量控制技术

(1)沥青混合料级配控制

沥青混合料的级配是评价沥青混合料质量的重要技术指标,其变异性直接关系到路面的质量,因此在施工的过程中如果出现料源发生改变,应重新进行目标、生产配合比设计,如冷料仓的配比差值超过5%,应增加试验频率,如超过10%则应重新进行生产配合比设计并重新铺筑试验段,同时应对不同料源的集料分区存储,并设置明显的界限和标识,做好防水措施。在实际施工中习惯以一次生产配合比确定各个热料仓的配比,但在施工过程中,受各种因素影响,集料的级配可能不能满足要求,因此应定期对生产配合比校验,具体做法如下:在正式生产的前3天,按照原配合比进行干拌,取样后进行筛分,检测是否满足或者接近标准配合比,如果不满足则需要对配合比进行微调后再进行生产,如果单项集料的调整比例达到3%以上,需要重新进行配合比设计。

(2)沥青混合料中沥青用量控制

在混合料生产过程中,应加强沥青计量系统的精度和稳定性的检测,并在抽检的过程中做到取样均匀,试验准确,并定期校核试验设备,沥青的加热温度变化会对计量系统产生影响,因而生产过程中需确保加热温度一致,并注意观察拌和状况,出现异常及时调整。根据现行规范要求,油石比应控制在±0.3范围内,如果按照95%的合格率要求,可以±0.2作为控制的警戒值。

(3)离析

混合料离析是影响路面均匀性的重要指标,根据产生的原因可以将离析分为级配离析、温度离析以及碾压离析。级配离析是指粗细骨料分布不均,偏离了设计的级配,表现为粗集料附近沥青量减少,孔隙增大,细集料区沥青含量加大,孔隙减少,导致在粗集料区出现水损害,细集料区出现泛油、车辙等病害。温度离析是由于施工过程中混合料与大气环境之间的温差所致,导致高低温区压实效果出现差异。碾压离析则是由施工碾压不均匀所致,碾压不均导致孔隙率分布不均,使得路面整体的密实度、强度降低。因而在施工时,应严格按照生产配合比进行定期校核,生产、运输、摊铺、碾压应参照前文要求进行施工。

4路面质量检测控制标准

(1)水泥稳定碎石基层质量控制标准

水泥稳定碎石层的检测内容主要有压实度、平整度、厚度、抗压强度、外观质量等。

(2)沥青面层质量控制标准

沥青面层的主要控制指标为马歇尔试件施工参数,详见表2。当达到预警值时应及时查明原因,并采取控制措施,对生产配合比进行微调,当达到限制时,则应重新进行生产配合比设计。

5结语

本文就沥青路面施工过程中质量控制问题展开研究,首先介绍影响沥青路面使用性能和使用功能的主要因素和控制指标,然后分别从水泥稳定碎石基层的施工和沥青面层施工两个方面介绍沥青路面施工过程中质量控制技术,最后介绍沥青路面施工质量控制的标准和检测方法,可为类似的工程中沥青路面的质量控制提供一定的参考。

参考文献:

[1]宿万兵.高速公路沥青路面的施工质量控制研究[J].公路交通科技(应用技术版),2017(8):176-178..

[2]曹晓峰,朱金鹏.沥青路面基层表面处治质量控制指标研究[J].公路工程,2016,41(3):147-150.

[3]高希敏.沥青混凝土路面组合式碾压实施措施及现场质量控制[J].筑路机械与施工机械化,2016,33(4):32-36.

作者:许健民 单位:广东冠粤路桥有限公司