任 政,孫瀟昊
(東南大學(xué)交通學(xué)院,江蘇南京 210096)
眾所周知,與水泥混凝土路面相比較,瀝青混合路面具有路面成型較快、塑性好、表面光滑平整、少接縫、摩擦力大、易維修養(yǎng)護(hù)等優(yōu)點(diǎn),從而大大提高了行車(chē)的平穩(wěn)舒適性和安全性,而且節(jié)省了路面維修和保養(yǎng)的費(fèi)用,因此,現(xiàn)代化的城市道路工程主要選擇瀝青混合料作為路面材料。但是,受制于設(shè)計(jì)、施工(施工工藝、施工方法)、環(huán)境、原材料等諸多因素,瀝青路面施工出現(xiàn)的施工質(zhì)量問(wèn)題不僅會(huì)降低路面使用壽命,更會(huì)影響施工企業(yè)的信譽(yù),因此,施工企業(yè)在瀝青路面施工過(guò)程中必須重視工程質(zhì)量管理與控制,并對(duì)引發(fā)施工質(zhì)量問(wèn)題的因素進(jìn)行分析,采取相應(yīng)措施使施工質(zhì)量得到有效保障。
導(dǎo)致瀝青路面質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題的因素通常并非一個(gè),能夠引發(fā)質(zhì)量問(wèn)題的因素基本都是多樣化的,包括施工人員素質(zhì)、材料、施工設(shè)施、相關(guān)工藝及工程施工環(huán)境等。當(dāng)然,引發(fā)質(zhì)量問(wèn)題的主導(dǎo)因素也包括在上述因素中,其他則作為輔助因素。
主觀因素也稱(chēng)作人為因素,人作為構(gòu)成公路施工的關(guān)鍵因素,從工程設(shè)計(jì)、工程施工及竣工驗(yàn)收等各個(gè)階段,都離不開(kāi)人的作用。
1.1.1 設(shè)計(jì)方面
設(shè)計(jì)階段作為公路瀝青路面施工的基礎(chǔ)部分,為施工提供理論依據(jù),因此在正式設(shè)計(jì)前一定要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)展開(kāi)實(shí)地考察,不能只依靠空想,必須做到理論聯(lián)系實(shí)際。在進(jìn)行初步設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)研究底層土層含有的各種成分及量,同時(shí)對(duì)粗細(xì)骨料等各種材料也要研究其各項(xiàng)指標(biāo)要求是否具有可行性,并在確定設(shè)計(jì)方案具有經(jīng)濟(jì)可行性的前提下,才能進(jìn)行方案設(shè)計(jì)[1]。但是,面臨的實(shí)際問(wèn)題是,設(shè)計(jì)人員在接受設(shè)計(jì)任務(wù)后,在未對(duì)施工任務(wù)和施工工藝作詳細(xì)了解的情況下,就開(kāi)始施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。這種情況下進(jìn)行施工設(shè)計(jì)與工程實(shí)際情況肯定存在出入,這也導(dǎo)致在施工過(guò)程中必須進(jìn)行圖紙修改,使施工不得不處在被動(dòng)狀態(tài)中,既導(dǎo)致項(xiàng)目工期延長(zhǎng),又造成工程質(zhì)量下降。
1.1.2 施工方面
1.1.2.1 施工技術(shù)方面
瀝青路面基層對(duì)于平度的要求很高,因?yàn)榛鶎邮┕こ霈F(xiàn)問(wèn)題,在以后的壓實(shí)階段就會(huì)引起虛鋪厚度差異性問(wèn)題,進(jìn)而使路面不夠平整,工程質(zhì)量自然下降。瀝青路面鋪設(shè)施工中對(duì)瀝青溫度、機(jī)械設(shè)施噸位以及碾壓次數(shù)等都制定了嚴(yán)格的指標(biāo)要求(T0703-2011 瀝青混合料試件制作方法)。一旦操作失誤,不滿足各項(xiàng)要求,都會(huì)導(dǎo)致路面平整度下降,甚至影響工程質(zhì)量。比如在進(jìn)行廣西段高速公路施工過(guò)程中,就出現(xiàn)了因?yàn)閷?duì) SMA 混合料過(guò)度碾壓而出現(xiàn)石料壓碎、瀝青馬蹄脂部分上浮的問(wèn)題。
1.1.2.2 工程中使用的材料和工具
材料是構(gòu)成工程的核心因素,材料質(zhì)量是否過(guò)關(guān)、工程材料是否滿足需求、是否規(guī)范、是否選擇合格的廠商等都會(huì)對(duì)施工質(zhì)量產(chǎn)生影響。但在實(shí)際中,因材料質(zhì)檢員有意放過(guò)或疏忽等,使得質(zhì)量不合格材料進(jìn)入施工場(chǎng)地,導(dǎo)致工程質(zhì)量因此受到影響,此外,瀝青混合料配比也是影響工程質(zhì)量的重要因素,因此必須要控制好粒徑及石油配比(T0705-2011 壓實(shí)瀝青混合料密度試驗(yàn)(表干法))。
為了與世界一流施工技術(shù)接軌,國(guó)內(nèi)很多機(jī)械生產(chǎn)廠家對(duì)大型施工設(shè)備進(jìn)行了研究和創(chuàng)新開(kāi)發(fā),如徐州工程機(jī)械廠所生產(chǎn)的攤鋪機(jī)和壓路機(jī)、陜西建設(shè)機(jī)械廠所引進(jìn)的 TITAN 系列攤鋪機(jī)、三一重工生產(chǎn)的 LTU 系列攤鋪機(jī)和 YZ 系列壓路機(jī)、中聯(lián)重科所生產(chǎn)的壓路機(jī)等都在縮小國(guó)內(nèi)外路面施工質(zhì)量差距上做出了巨大貢獻(xiàn)。
客觀因素也被稱(chēng)作自然因素。客觀自然環(huán)境能夠?qū)r青路面工程質(zhì)量產(chǎn)生不可忽視的影響。瀝青易受溫度影響的原因是其化學(xué)特性和物理特性,而瀝青路面施工是在露天進(jìn)行,且施工不分季節(jié),因此必然會(huì)受室外溫度影響。若室外溫度過(guò)低,將增強(qiáng)瀝青黏滯性,因強(qiáng)度受溫度影響較大,所以當(dāng)室外溫度急劇降低時(shí),瀝青內(nèi)外部將出現(xiàn)拉應(yīng)力,一旦超出拉力極限,路面將會(huì)開(kāi)裂,這對(duì)于路面質(zhì)量將產(chǎn)生重大影響;相應(yīng)的當(dāng)室外溫度上升較快,瀝青混合料將出現(xiàn)分子運(yùn)行速率提升現(xiàn)象,削弱礦料間存在的粘結(jié)力,并導(dǎo)致瀝青路面的使用年限及強(qiáng)度等下降。
瀝青路面鋪設(shè)工程中最重要的施工原料無(wú)疑是瀝青,瀝青的質(zhì)量?jī)?yōu)劣對(duì)整個(gè)工程質(zhì)量具有非常重要的影響,因此做好瀝青原料質(zhì)量管理控制,對(duì)于工程施工質(zhì)量能夠產(chǎn)生極大的積極效用。對(duì)采購(gòu)的瀝青原料必須經(jīng)過(guò)隨機(jī)性檢測(cè)才能進(jìn)入施工場(chǎng)地,材料的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)必須滿足相關(guān)規(guī)范要求,以《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(JTG E20—2011)為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)材料進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)[1]。
例如:在修建京廣高速時(shí),當(dāng)材料到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)后,質(zhì)檢人員應(yīng)依據(jù)《瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)原料進(jìn)行檢測(cè),如發(fā)現(xiàn)原料質(zhì)量存在問(wèn)題,馬上上報(bào)并棄用,更換其它合格材料。著重檢測(cè)材料的形狀、尺寸、粘附性、松軟度等各項(xiàng)指標(biāo),對(duì)施工用到的白云石、長(zhǎng)石等需對(duì)其包含的軟弱顆粒進(jìn)行檢測(cè),看是否符合《瀝青混合料含量標(biāo)準(zhǔn)》的要求。
瀝青位于高溫環(huán)境下的定性是由瀝青與礦料的性質(zhì)及相互作用所確定的,因此可采用增強(qiáng)黏結(jié)力與內(nèi)摩阻力等方式打造所需的效果。如在混合料內(nèi)加入一些粗礦料顆粒,使混合料內(nèi)部形成一些由粗礦料構(gòu)成的空間骨架,以增強(qiáng)提高內(nèi)摩阻力;或在混合料內(nèi)加入活性礦粉,如天然橡膠等,增強(qiáng)混合料的黏結(jié)力。為了避免因溫度過(guò)低導(dǎo)致瀝青層面出現(xiàn)斷裂問(wèn)題,可適當(dāng)增厚瀝青層面。
在某項(xiàng)施工過(guò)程中常采用以下方法控制溫度:(1)保持壓路機(jī)的霧化噴水狀態(tài),可防止混合鋪設(shè)物料溫度下降過(guò)快問(wèn)題;(2)在改性瀝青混合料的碾壓施工過(guò)程中,碾壓溫度比普通瀝青要高出 10℃~20℃,為了防止瀝青溫度過(guò)高而變性,在使用 SBS 改性材料的混合料時(shí),不應(yīng)選用膠輪壓路機(jī)。
在進(jìn)行實(shí)際的高速公路施工作業(yè)前,首先要對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行仔細(xì)推敲,并進(jìn)行共同討論,盡量將方案修改到最佳水平。設(shè)計(jì)方案必須滿足工程施工的實(shí)際需求,并按照實(shí)際情況選擇最適合的施工工藝、施工方式等,同時(shí)應(yīng)采取合理的施工措施。施工過(guò)程中必須遵守實(shí)事求是的原則,按照工程量合理規(guī)劃工期,確保為工程留足工期。每道工序都必須做到質(zhì)量可靠。設(shè)計(jì)的施工方案不僅要滿足項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo),還要重視在施工過(guò)程中不斷采用最新的施工技術(shù),同時(shí)也要考慮到資金問(wèn)題,爭(zhēng)取將項(xiàng)目效益發(fā)揮到最大化。每個(gè)施工環(huán)節(jié)都必須在專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員的控制與指導(dǎo)下完成,將一切可能導(dǎo)致工程質(zhì)量下降的因素都告訴施工人員,進(jìn)而將不穩(wěn)定因素消滅在萌芽狀態(tài)。此外,施工企業(yè)應(yīng)定期組織管理人員及施工人員參加專(zhuān)業(yè)培訓(xùn),使他們的水平得到提升,進(jìn)而為工程質(zhì)量提供保障[4]。
在施工過(guò)程中攤鋪機(jī)要放對(duì)位置,要先切除已鋪層的接頭處,將少量黏層油涂刷在切除后的斷面上,再把攤鋪機(jī)放好。熨平板的寬度要根據(jù)攤鋪的寬度進(jìn)行調(diào)整,保持自動(dòng)找平儀傳感器的標(biāo)尺和橫坡一致,校準(zhǔn)要通過(guò)橫向拉線操作進(jìn)行。
在某項(xiàng)施工中,具體控制措施實(shí)例如下:在開(kāi)始前 1 h,攤鋪機(jī)要加熱熨平板來(lái)保證其質(zhì)量,并且溫度不在 100℃之下。鋪筑過(guò)程中,熨平板振幅和夯錘振動(dòng)頻率要選擇合理,正常情況下要不低于熨平板振幅,使攤鋪后的初始?jí)簩?shí)密度得到提高。在施工過(guò)程中,要緩慢地啟動(dòng)攤鋪機(jī),平穩(wěn)進(jìn)行,并要盡可能降低中途停機(jī)的概率。當(dāng)兩臺(tái)攤鋪機(jī)同時(shí)施工時(shí),為保證縱向接縫質(zhì)量,不能使其前后間距大于 15 m。當(dāng)半幅攤鋪出現(xiàn)冷接縫時(shí),要對(duì)中央部分加設(shè)擋板或切邊,在縱向接茬處要涂刷黏層油。在碾壓前,要對(duì)新攤鋪寬度與已鋪部分重疊的部分進(jìn)行仔細(xì)清除。碾壓時(shí),壓路機(jī)要來(lái)回走動(dòng),可以先在新鋪面層上碾壓 10~ 15 cm,先把接縫進(jìn)行壓實(shí)緊密,再對(duì)新鋪層進(jìn)行碾壓。
按常理,是由初壓、復(fù)壓、終壓組成碾壓。
2.5.1 初壓
6~8 t 雙輪鋼筒式壓路機(jī)常被使用進(jìn)行靜壓或振動(dòng)壓,在攤鋪機(jī)后進(jìn)行 1 遍靜壓,1 遍振動(dòng)壓。
2.5.2 復(fù)壓
20~ 25 t 輪胎式壓路機(jī)被選作揉壓,或 6~14 t 振動(dòng)壓路機(jī)被選作振壓;也可以先進(jìn)行膠輪揉壓,再進(jìn)行振動(dòng)振壓的混合法。進(jìn)行多于 4~ 6遍的碾壓。在復(fù)壓過(guò)程中,使用 3 m 直尺對(duì)平整度進(jìn)行連續(xù)檢測(cè)。
2.5.3 終壓
6~14t振動(dòng)壓路機(jī)被使用來(lái)進(jìn)行靜壓。
(1)縱縫碾壓:當(dāng)2臺(tái)攤鋪機(jī)梯隊(duì)作業(yè)進(jìn)行碾壓時(shí),為消除縫跡,要采用 1/2 輪寬進(jìn)行操作。當(dāng)兩半幅的施工造成冷接縫時(shí),對(duì)已壓實(shí)路面進(jìn)行碾壓,對(duì)新鋪層的 10~15 cm 進(jìn)行碾壓,再對(duì)已壓實(shí)面的 10~15 cm 新鋪層部分進(jìn)行壓實(shí),使縱縫得以充分壓實(shí)緊密。
(2)橫縫碾壓:輕型鋼輪壓路機(jī)可以被使用來(lái)進(jìn)行垂直路線方向上的橫向碾壓,壓路機(jī)先在已鋪面層進(jìn)行,按照 15 cm 的間隔進(jìn)行再壓實(shí),直到新鋪面層 1.5~ 2.0 m 寬后,再將方向調(diào)整為順路方向。3 m 直尺用于量測(cè),人工用于細(xì)料找補(bǔ),直到達(dá)到壓實(shí)的要求。
另外,進(jìn)行瀝青混合料級(jí)配中,礫石含量在45%~80%易壓實(shí),過(guò)多過(guò)少均不易壓實(shí)。在此范圍內(nèi),如表1所示,含砂多或粒徑小的混合料容易壓實(shí),含石(尤其是碎石)多和粒徑大的混合料不易壓實(shí),較軟的結(jié)合劑比較硬的結(jié)合劑容易壓實(shí),瀝青混合料拌和的均勻性和油石比對(duì)壓實(shí)也有一定影響。
表1 瀝青混合料級(jí)配對(duì)壓實(shí)度的影響
最后,材料的特性對(duì)壓實(shí)質(zhì)量亦有較大影響,具體情況見(jiàn)表2。
2.5.4 實(shí)際施工作業(yè)注意事項(xiàng)
在未碾壓成型的路段上,壓路機(jī)不得隨意轉(zhuǎn)向、掉頭、停車(chē),而在已成型的路段上,振動(dòng)壓路機(jī)要關(guān)閉振動(dòng),以免影響輾壓質(zhì)量。對(duì)于新輾壓鋪設(shè)的路面,當(dāng)天不能有車(chē)輛經(jīng)過(guò)或者停留[5]。
表2 材料特性對(duì)壓實(shí)質(zhì)量的影響
瀝青路面施工質(zhì)量需要系統(tǒng)化進(jìn)行控制:首先要求每一位參與施工的人員都必須具有正確的質(zhì)量觀念,將質(zhì)量放在第一位,其次就是每個(gè)分項(xiàng)工作都必須積極認(rèn)真完成。質(zhì)量管理控制對(duì)于瀝青路面工程施工具有重要意義,因此我們?cè)谄綍r(shí)施工過(guò)程中,一定要重視經(jīng)驗(yàn)積累,不斷探尋正確的方式和方法,進(jìn)而為全面提高項(xiàng)目質(zhì)量提供技術(shù)支持。
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[2] 徐洪濤.淺談如何搞好瀝青路面施工質(zhì)量控制 [J].甘肅科技,2011(18):33.
[3] 劉璐.淺談瀝青路面施工質(zhì)量控制與評(píng)價(jià) [J].青海交通科技,2009(5):26-27.
[4] 李濤.瀝青混凝土路面施工質(zhì)量影響因素分析 [J].四川建筑,2009(2):42-44.