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高等級(jí)公路瀝青路面的施工技術(shù)及質(zhì)量控制論文
摘要：隨著我國(guó)公路建設(shè)的飛速發(fā)展，時(shí)高等級(jí)公路建設(shè)中廣泛使用的瀝青混凝土路面質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。本文作者結(jié)合工程實(shí)例，針時(shí)一級(jí)公路瀝青路面工程施工的質(zhì)量控制，激光紋理評(píng)價(jià)路面施工離析及質(zhì)量控制水平等問(wèn)題進(jìn)行分析和技術(shù)總結(jié)。
關(guān)鍵詞：一級(jí)公路；瀝青路面；施工工藝；離析分析；質(zhì)量控制
瀝青路面被我國(guó)高速公路越來(lái)越普遍地采用，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，交通量及其軸重越來(lái)越大，對(duì)瀝青路面的結(jié)構(gòu)要求和施工質(zhì)量水平提出了更高的要求。
本文以某一級(jí)公路為案例，以控制瀝青混合料的離析為目的，針對(duì)整個(gè)施工過(guò)程開(kāi)展研究。主要包括集料生產(chǎn)、運(yùn)輸、堆放等環(huán)節(jié)的集料離析，瀝青拌合樓生產(chǎn)、儲(chǔ)存、裝料、攤鋪機(jī)收斗、布料器分料等工藝環(huán)節(jié)存在的混合料級(jí)配離析，混合辯運(yùn)輸距離過(guò)長(zhǎng)、未采取保溫措施、機(jī)械故障、氣溫較低等于原因?qū)е碌臏囟入x析。顯然，僅僅認(rèn)識(shí)到離析問(wèn)題所在和采取了防止離析的相關(guān)技術(shù)措施仍然是不夠的，還需要有效的檢驗(yàn)手段，監(jiān)控施工質(zhì)量效果以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、反饋信息和調(diào)整相應(yīng)施工工藝，施工中嘗試了無(wú)損檢測(cè)方法激光紋理儀。
一、工程貴州
該一級(jí)公路全長(zhǎng)98.2km，預(yù)測(cè)本公路建成通車(chē)后的交通量大，重載車(chē)多，又處在高溫、多雨的地區(qū)，顯然對(duì)于瀝青路面的抗高溫穩(wěn)定性和抗水損害性能將是嚴(yán)峻的考驗(yàn)。
該公路主線以瀝青混凝土路面為主。其路面結(jié)構(gòu)(見(jiàn)1)為：主線路基段4croAK-16A(上面層)+5cmAC-20I(中面層)+6cmAC-25I(下面層)+lcm(下封層)+40cm(水泥穩(wěn)定碎石基層)+20cm(水泥穩(wěn)定類(lèi)底基層)；橋面鋪裝部分沒(méi)有下面層，中面層與上面層與路基段相同。而沿線的石場(chǎng)調(diào)查顯示，石科基本是花崗巖，限于工期和造價(jià)的制約，材料設(shè)計(jì)只能采用花崗巖，這無(wú)疑為設(shè)計(jì)高性能的瀝青混合料增加相當(dāng)大的難度。
瀝青面層工程量大，工期緊是該工程的突出問(wèn)題。為了確保工程施工質(zhì)量，甚至實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)工程，制定一套瀝青路面施工的組織管理和質(zhì)量控制體系十分必要。
二、施工質(zhì)量控制
通過(guò)對(duì)該公路瀝青路面施工離析的控制和研究，提出了瀝青路面離析主要應(yīng)從集料離析、瀝青混合料級(jí)配離析以及溫度離析3個(gè)方面進(jìn)行控制。
(一)石料質(zhì)量控制
該公路石料采用沿線的花崗巖類(lèi)石料，不可避免的會(huì)存在一些不足，如與瀝青的粘附性差、強(qiáng)度不高、磨光值偏低，組分不穩(wěn)定(密度變化)等，顯然，加強(qiáng)對(duì)石場(chǎng)和料場(chǎng)原材料技術(shù)指標(biāo)的質(zhì)量跟蹤控制十分必要。施工中在加強(qiáng)對(duì)施工單位原材料自檢以及監(jiān)理單位抽檢的基礎(chǔ)上，同時(shí)開(kāi)展了技術(shù)服務(wù)單位平行檢驗(yàn)與質(zhì)量穩(wěn)定性評(píng)價(jià)試驗(yàn)，如及時(shí)進(jìn)行石場(chǎng)或料場(chǎng)各規(guī)格料的表觀密度、篩分、針片狀、軟石含量等指標(biāo)的檢驗(yàn)。粗集料每500m3進(jìn)行常規(guī)檢驗(yàn)，細(xì)集料每200m~抽檢，將各指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。通過(guò)對(duì)均值及標(biāo)準(zhǔn)差的比較，跟蹤石料的質(zhì)量便一準(zhǔn)狀況。如篩分顆粒組成配變化反映了振動(dòng)篩網(wǎng)的磨損程度，密度的變異顯示了開(kāi)采巖層的變化，棱角度的變大說(shuō)明反擊頗植需要更換等。通過(guò)上述技術(shù)把關(guān)。發(fā)現(xiàn)施工中個(gè)別石場(chǎng)石料不同程度存在針片狀超標(biāo)、風(fēng)化石含量過(guò)大、含有密度異常黑色碎石等問(wèn)題，并及時(shí)進(jìn)行了處理，避免了質(zhì)量事故的發(fā)，大大提高了原材料的質(zhì)量控制力度。
(二)配合比設(shè)計(jì)驗(yàn)證與優(yōu)化
解決瀝青混合料級(jí)配離析應(yīng)首先從目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)開(kāi)始。增加粗集料比利可提高混合料抗高溫性能，但也增加了施工離析的風(fēng)險(xiǎn)；反之，細(xì)集料比例變大，雖施工均勻性較好，但抗高溫性能損失較大。本文著重開(kāi)展了以下方面的重要工作：按規(guī)范設(shè)計(jì)同時(shí)兼顧廣東省省交通廳2003299號(hào)文件要求：兼顧高溫穩(wěn)定性和密水性，采用SUPERPAVE技術(shù)優(yōu)化規(guī)范配合比設(shè)計(jì)的部分體積指標(biāo)。
299號(hào)文件對(duì)瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)的要求體現(xiàn)在2個(gè)方面：針對(duì)廣東省地處經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)特點(diǎn)，即交通置大，重載車(chē)比例高。提出了中上面層重交瀝青混合料應(yīng)不小1200次／mm，以及針對(duì)高溫多雨的特點(diǎn)，提出了中下面層瀝青混合料設(shè)計(jì)空隙率為3～4％，抗滑表層為4～5％。施工過(guò)程中遇到問(wèn)題的現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)與專(zhuān)題研討等。
Ac類(lèi)瀝青混凝土為密實(shí)懸浮型結(jié)構(gòu)，其粗級(jí)料未能形成良好的嵌擠分布，而越來(lái)越多的研究表明(如美國(guó)的SUPERPAVE技術(shù)和我國(guó)的按體積設(shè)計(jì)混合料CAVF法)，混合料的高溫穩(wěn)定性受級(jí)配的粗集料嵌擠狀態(tài)的影響相當(dāng)顯著。為此，設(shè)計(jì)規(guī)范瀝青混合料的同時(shí)適當(dāng)考慮已有研究成果，提高所設(shè)計(jì)的規(guī)范瀝青混凝土粗集料間的嵌擠程度，針對(duì)不同原材料，通過(guò)大量試驗(yàn)確定級(jí)配曲線的走勢(shì)和關(guān)鍵點(diǎn)的通過(guò)率引入體積法設(shè)計(jì)瀝青混合料思想，嚴(yán)格控制V姒、VFA、w等積指標(biāo)，如中下面層“S”曲線的曲率反向位置最適宜2.3～9.5ms間，對(duì)于Ac類(lèi)瀝青混合料4.75mm通過(guò)率。AC-25I控制為37％±2％，AC-20I控制為43％士2％，2.36mm篩檔的分計(jì)篩余控制在10％以內(nèi)，對(duì)于ViEA指標(biāo)，AC-25I大于13％，AC-20I大于14％。這些技術(shù)措施既提高了瀝青混合料的抗高溫穩(wěn)定性，也減少大顆粒多所造成的級(jí)配離析。
(三)施工過(guò)程中的離析分析與控制
1、瀝青混合料施工過(guò)程存在級(jí)配離析和溫度離析2種主要情況。
2、混合料溫度離析體現(xiàn)為貯料罐內(nèi)邊緣于內(nèi)部溫度存在差異，料車(chē)運(yùn)輸途中與車(chē)體和空氣接觸位置溫度低于內(nèi)部，攤鋪機(jī)作業(yè)時(shí)的停機(jī)、等料造成的前后攤鋪瀝青混合料溫度不同，碾壓工序不合理造成的先壓和后亞區(qū)域溫度不一致等。
三、激光紋理評(píng)價(jià)路面施工離析
激光紋理儀是采用激光脈沖反射原理來(lái)測(cè)定路面構(gòu)造深度大小的。激光紋理儀可高速連續(xù)測(cè)量瀝青路面的表面紋理輪廓，可以快速得到連續(xù)的縱向表面構(gòu)造深度。激光構(gòu)造深度儀比較輕便，便于攜帶，也可車(chē)載，并且能實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
采用激光紋理儀測(cè)構(gòu)造深度評(píng)價(jià)瀝青路面施工的離析時(shí)，直接測(cè)量結(jié)果是構(gòu)造深度值，不是我們期望的最終結(jié)果，在數(shù)據(jù)分析過(guò)程中采用它與標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)造深度值的比值，通過(guò)比值來(lái)反映出路面的離析情況。路面離析的地方，粗骨料集中，表面構(gòu)造深度必然較正常情況偏大。攤鋪工藝、機(jī)械設(shè)備性能、料源的穩(wěn)定性等因素都影響混合料的離析程度，根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果�？梢约皶r(shí)從這幾方面尋找與分析原因，并加以改進(jìn)。
具體測(cè)試方法為：針對(duì)剛剛施工完成的瀝青路面，先選擇一段長(zhǎng)度100～200m不等的有代表性的路段，然后利用皮尺對(duì)選定的路段區(qū)域進(jìn)行縱向(行車(chē)方向)和橫行(垂直行車(chē)方向)網(wǎng)格劃分。根據(jù)激光紋理儀的工作原理(每10延m一個(gè)結(jié)果)。把選定的路段區(qū)域劃分為多個(gè)長(zhǎng)(縱向)10m，寬(橫行)1m的小長(zhǎng)方形，利用激光紋理儀測(cè)得各個(gè)小長(zhǎng)方形的構(gòu)造深度值，連續(xù)量測(cè)得到路段的多個(gè)這樣的“點(diǎn)”區(qū)域的構(gòu)造深度，便形成了對(duì)一塊區(qū)域的檢測(cè)，然后再采用統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)方法來(lái)分析評(píng)價(jià)整塊區(qū)域內(nèi)各個(gè)點(diǎn)區(qū)域的離析狀況及其分布，從而達(dá)到對(duì)該塊區(qū)域內(nèi)瀝青路面施工質(zhì)量進(jìn)行控制的目的。通過(guò)采用該方法對(duì)全線數(shù)十次的評(píng)價(jià)的結(jié)果顯示，該方法可有效地識(shí)別離析的位置和程度，并給出量化值。為局部路面補(bǔ)強(qiáng)和返工提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。
四、質(zhì)量控制水平
通過(guò)從原材料、配合比、施工工藝等方面嚴(yán)格控制，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試評(píng)價(jià)并加以改進(jìn)，該路面施工質(zhì)量一直處于受控之中，交工驗(yàn)收檢測(cè)的各項(xiàng)指標(biāo)都較好(見(jiàn)表1)，全線瀝青路面分部工程優(yōu)良率為100％，3個(gè)項(xiàng)目段工程質(zhì)量都被評(píng)定為優(yōu)良。
該一級(jí)公路從通車(chē)至今，已經(jīng)兩年有多了，從通車(chē)開(kāi)始交通量就較大，剛通車(chē)時(shí)晝夜交通量就達(dá)5輛輛，目前已經(jīng)近1萬(wàn)輛，重車(chē)比例占2成左右。瀝青路面經(jīng)過(guò)了高溫與多雨的考驗(yàn)，目前又是高溫多雨的季節(jié)，從該公路上實(shí)駕車(chē)行走與質(zhì)保期維修養(yǎng)護(hù)的情況來(lái)看，路面因離析出現(xiàn)水毀坑槽的現(xiàn)象較少，基本沒(méi)有車(chē)轍病害，全線行車(chē)舒適、平整度好，路面的構(gòu)造深度也滿足要求。
五、結(jié)語(yǔ)
通過(guò)以該一級(jí)公路瀝青路面施工離析為主要內(nèi)容的質(zhì)量控制研究，可得到以下結(jié)論：
采取承包商、監(jiān)理單位和技術(shù)服務(wù)單位協(xié)助總包三級(jí)組織管理模式管理施工質(zhì)量是成功的；將瀝青路面施工離析劃分為石料離析、礦料級(jí)配離析、溫度離析。進(jìn)行了合理分析，并采取有針對(duì)性的技術(shù)保證措施，收到了理想的效果；采用激光紋理儀評(píng)價(jià)瀝青路面施工離析。方法簡(jiǎn)單，操作便捷，效果理想、直觀：通過(guò)以離析為重點(diǎn)的施工質(zhì)量控制，該公路瀝青路面獲得了優(yōu)質(zhì)的施工質(zhì)量效果。
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