王建鵬

摘要： 在高速公路施工中，瀝青面層是非常重要的一部分，在質(zhì)量控制方面具有較高的要求。同時(shí)，其在具體施工當(dāng)中也具有較多的影響因素，并因此給質(zhì)量控制帶來了一定的難度。在本文中，將就高速公路瀝青面層施工質(zhì)量控制技術(shù)進(jìn)行一定的研究。

Abstract： In highway construction， the asphalt layer is a very important part， and it has higher requirements in terms of quality control. At the same time， in the actual construction， there are also many influencing factors， and therefore has brought a certain degree of difficulty to the quality control. In this paper， it will conduct some research on the asphalt layer construction quality control technology in highway.

關(guān)鍵詞： 高速公路；瀝青面層；施工質(zhì)量控制

Key words： highway；asphalt pavement；construction quality control

中圖分類號(hào)：U416.217 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）13-0119-04

0 引言

高速公路在交通運(yùn)輸中發(fā)揮著強(qiáng)大的先導(dǎo)作用，伴隨著高速公路的蓬勃發(fā)展，瀝青混凝土得到廣泛應(yīng)用，施工技術(shù)也逐漸走向成熟。盡管如此，仍然有很多因素會(huì)使瀝青混凝土路面的質(zhì)量出現(xiàn)重大問題，導(dǎo)致很多危險(xiǎn)事故的發(fā)生。為了減少一些不必要的損失，對(duì)瀝青混凝土路面施工中需要注意的問題進(jìn)行探討就顯得很有必要。

1 高速公路瀝青面層質(zhì)量通病

目前常見的瀝青公路路面質(zhì)量通病包括面層離析、瀝青面層壓實(shí)度不均勻、瀝青面層厚度不足、裂縫、地基沉降不均勻、車轍、泛油等等。

1.1 路面面層離析

①混合料集料公稱最大粒徑與鋪面厚度之間比例不匹配。②瀝青混合料不佳。③混合料拌和不均勻，運(yùn)輸中發(fā)生離析。④攤鋪機(jī)檢修維護(hù)不到位或性能不佳。

1.2 瀝青面層壓實(shí)度不合格

①瀝青混合料級(jí)配差。②瀝青混合料碾壓溫度不夠。③壓路機(jī)質(zhì)量小，壓實(shí)遍數(shù)不夠。④邊緣壓實(shí)不到位。⑤標(biāo)準(zhǔn)密度不準(zhǔn)。

1.3 瀝青面層厚度不足

①試鋪時(shí)未認(rèn)真確定好松鋪系數(shù)。②施工時(shí)未根據(jù)每天檢測結(jié)果對(duì)松鋪厚度進(jìn)行調(diào)整。③攤鋪機(jī)或找平裝置未調(diào)整好。

1.4 瀝青面層裂縫

①混合料配比不科學(xué)。②施工中對(duì)瀝青混合料的攤鋪溫度、攤鋪工序等控制不當(dāng)。③路基不均勻沉降。

1.5 車轍

①瀝青油石比偏高，熱穩(wěn)定性差。②瀝青混合料級(jí)配偏細(xì)，粗骨料處于懸浮狀態(tài)。③重車的渠化交通。④瀝青老化。

1.6 泛油

①瀝青用量偏高。②瀝青下封層或粘層油用量偏多。③用料過細(xì)或細(xì)料偏多。

2 高速公路瀝青面層施工工藝流程

要控制瀝青面層的施工質(zhì)量，就必須理順瀝青面層的施工工藝流程，根據(jù)該工藝流程逐步開展質(zhì)量控制工作。高速公路瀝青面層施工工藝流程如圖1所示。

3 瀝青面層施工質(zhì)量控制要求及技術(shù)措施

3.1 對(duì)材料質(zhì)量的控制

在高速公路建設(shè)中，對(duì)于材料的追量控制內(nèi)容有：①粗集料。粗集料使用的石料需要具有清潔、堅(jiān)硬的特征，不存在風(fēng)化顆粒，使用反擊石破碎機(jī)對(duì)碎石進(jìn)行壓制。②細(xì)集料。細(xì)集料方面，應(yīng)當(dāng)選擇干燥、無雜質(zhì)、堅(jiān)硬且級(jí)配適當(dāng)?shù)娜斯褐茩C(jī)制砂，實(shí)際施工中可以對(duì)其規(guī)格適當(dāng)調(diào)整，即2.36mm通過率同規(guī)范值相比較高，而0.6mm則同規(guī)范值相比相對(duì)較低。③瀝青。根據(jù)公路等級(jí)要求選擇瀝青材料。④填料。填料需要使用石灰?guī)r堿性石料模擬后獲得，礦粉必須清潔、燥性，使用前做好含水量和表觀密度的控制。

3.2 對(duì)瀝青混合料配合比的控制

瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)應(yīng)通過目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)及生產(chǎn)配合比驗(yàn)證三個(gè)階段，確定瀝青混合料的材料品種及配合比、礦料級(jí)配、最佳瀝青用量。具體方法如下：

3.2.1 目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)

目標(biāo)配合比的設(shè)計(jì)主要包括粗細(xì)集料質(zhì)量的控制、礦料及配的計(jì)算（其中馬歇爾試件的制備最為關(guān)鍵）、最佳油石比的確定以及配合比設(shè)計(jì)檢驗(yàn)等幾個(gè)重要環(huán)節(jié)。

在礦料及配的計(jì)算環(huán)節(jié)，粗集料、細(xì)集料和填料都采用水洗法篩分，以準(zhǔn)確確定0.075mm通過率。根據(jù)篩分結(jié)果可進(jìn)一步判斷細(xì)集料，特別是石屑的使用性能，若0.075mm通過率在10%以上，則表明土的含量可能超標(biāo)，應(yīng)按規(guī)范要求測定石屑的砂當(dāng)量，如果砂當(dāng)量小于60%，說明石屑中含有較多的泥土成分，不能使用。

在合成級(jí)配的過程中注意以下三點(diǎn)要求：①計(jì)算合成級(jí)配時(shí)，應(yīng)盡量將0.075mm、2.36mm、4.75mm篩孔的通過率接近中值。最大公稱粒徑附近的篩孔通過率處于中值和上限之間。②按關(guān)鍵篩孔通過百分率在工程設(shè)計(jì)級(jí)配范圍內(nèi)所處位置（中值偏上、中值、中值偏下），設(shè)計(jì)成偏細(xì)、正常和偏粗三種組合類型。③合成級(jí)配曲線應(yīng)成S型，不得有太多的鋸齒型交錯(cuò)，且在0.3～0.6mm范圍內(nèi)不出現(xiàn)“駝峰”。另外，馬歇爾試件的制備直接影響試件各個(gè)指標(biāo)的測定結(jié)果，對(duì)配合比設(shè)計(jì)和油石比的確定有舉足輕重的作用。首先選擇擊實(shí)溫度，按規(guī)范要求并結(jié)合施工初壓的溫度確定。預(yù)估試件重量，在標(biāo)準(zhǔn)溫度下?lián)魧?shí)，測量試件厚度，計(jì)算實(shí)際試件擊實(shí)重量。應(yīng)保證該組每個(gè)試件取樣均勻，重量一致，溫度相同。如果選擇的油石比范圍合理，五組不同油石比的試件中間，可能會(huì)出現(xiàn)重量的峰值。

3.2.2 生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)

①熱料倉取料。為了保證所取熱料倉的樣品具有正常生產(chǎn)時(shí)同樣的性質(zhì)，就要求取料時(shí)拌和料各個(gè)機(jī)構(gòu)保持與生產(chǎn)時(shí)一樣的狀態(tài)。特別是礦料的烘干溫度和除塵強(qiáng)度直接影響1#熱料倉（細(xì)集料）的篩分結(jié)果。開機(jī)后連續(xù)上料十五分鐘左右，將一開始按以前生產(chǎn)配合比投料拌和的幾鍋料（至少5鍋以上）廢棄，然后分別將每個(gè)熱料倉放出至裝載機(jī)上，倒在水泥地，待熱料溫度下降到常溫時(shí)，適當(dāng)拌和，從三處以上的位置取樣，拌和均勻，取要求數(shù)量的試樣。

②冷料倉流速的調(diào)整。冷料倉的出料控制型式分兩種：振動(dòng)式和輸送式。振動(dòng)式的振動(dòng)源來自安裝在冷料倉下部出料口附近的馬達(dá)或電磁包。通過改變振動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速或電磁包的振動(dòng)頻率就能改變冷料倉的出料量。輸送式是緊貼在出料口下部專門安裝了一個(gè)小型皮帶運(yùn)輸機(jī)。當(dāng)小皮帶往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，就可將集料由出料口的側(cè)門卸到大型水平皮帶運(yùn)輸機(jī)上，然后進(jìn)入烘干筒加熱。因此，只需改變小皮帶的轉(zhuǎn)速，就能改變冷料倉的流量。以小皮帶出料口為例，冷料的流量大小與電機(jī)轉(zhuǎn)速、出料口開啟大小、集料規(guī)格和集料含水量有關(guān)。

為了使冷料的輸送比例和目標(biāo)配合比吻合，冷料控制系統(tǒng)參數(shù)的確定非常重要。冷料倉的參數(shù)確定主要是做好各個(gè)冷料倉的集料流量測定工作，其步驟如下：

1）先測定各冷料倉小皮帶的轉(zhuǎn)速，用秒表實(shí)測各個(gè)冷料倉在相同分速度（集料電機(jī)轉(zhuǎn)速）Vi（最大分速度的100%、90%、80%、70%和60%）下轉(zhuǎn)一周長度W所耗用的時(shí)間T，則單位時(shí)間各小皮帶的運(yùn)轉(zhuǎn)長度Wi：

Wi=W/T （1）

2）開啟倉門并固定，測量冷料倉集料料流斷面面積Ai，在實(shí)測中發(fā)現(xiàn)，集料料流斷面面積Ai的大小，除與冷料倉門開啟程度有關(guān)外，還與集料的粒徑及含水量有關(guān)，應(yīng)分別測定不同集料的料流斷面面積Ai。

當(dāng)含水量增大，Ai相應(yīng)減小。這種關(guān)系在細(xì)集料中更明顯。

3）測量各種集料的松方密度Ri，則單位時(shí)間各種集料的流量Qi：

Qi=Wi*Ai*Ri （2）

根據(jù)冷料倉在不同集料分速度下得到的不同的集料流量值，繪制集料分速度-集料流量曲線圖。

4）綜合分析目標(biāo)配合比和集料分速度-集料流量曲線，可計(jì)算得到各冷料倉的集料分速度（0%～100%）。采用此種方式上料，可最大限度地減少熱料倉溢料和虧料的現(xiàn)象，降低成本，提高生產(chǎn)效率。

如果石屑的0.075mm粒徑通過率在10%以下，采取以上方式效果明顯；若0.075mm的通過率越大，則熱料倉中細(xì)集料愈虧，因?yàn)?.075mm以下粉料越多，除塵設(shè)備的強(qiáng)度設(shè)定就越高，甚至一部分0.15mm和0.3mm的細(xì)料都被抽走，就會(huì)導(dǎo)致1#熱料倉（細(xì)集料）虧料，既使加大1#冷料倉上料比例，取料篩分組合結(jié)果與目標(biāo)級(jí)配相去甚遠(yuǎn)。所以，應(yīng)盡量控制石屑中0.075mm以下的含量。

③熱料倉的礦料篩分與級(jí)配組合。將取得的幾種熱料倉的礦料分別采用水洗法篩分，用電算法進(jìn)行組合計(jì)算，曲線分布的要求類似于目標(biāo)配合比。

④馬歇爾試驗(yàn)。按組合計(jì)算的結(jié)果配料進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，規(guī)范規(guī)定可取目標(biāo)配合比得出的最佳油石比±0.3%三檔進(jìn)行試驗(yàn)。如果石屑粉料偏多，除塵后變化較大，最好仍采用五檔油石比，用目標(biāo)配合比完全相同的方式，重新確定最佳油石比。

3.2.3 生產(chǎn)配合比驗(yàn)證

生產(chǎn)配合比的驗(yàn)證是通過實(shí)際施工對(duì)預(yù)期結(jié)果的驗(yàn)證，同時(shí)也是對(duì)施工單位制定的施工方案的檢驗(yàn)，檢驗(yàn)拌合、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓工藝等的可行性和設(shè)備的匹配情況。

施工單位進(jìn)行試拌試鋪時(shí)，工程指揮部門會(huì)同設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工人員一起進(jìn)行鑒別。同時(shí)試驗(yàn)室密切配合現(xiàn)場指揮在拌合樓或攤鋪機(jī)旁取瀝青混合料試樣，進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，檢驗(yàn)是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。最后進(jìn)行高溫穩(wěn)定性及水穩(wěn)性驗(yàn)證。所有指標(biāo)全部合格后交付生產(chǎn)使用。在試鋪試驗(yàn)段時(shí)，試驗(yàn)室還應(yīng)在現(xiàn)場取樣進(jìn)行抽提試驗(yàn)，再次檢驗(yàn)實(shí)際級(jí)配和油石比是否合格。同時(shí)按照規(guī)范規(guī)定的試驗(yàn)段鋪筑要求，進(jìn)行各種試驗(yàn)。各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果合格后，可以認(rèn)為生產(chǎn)配合比得到驗(yàn)證，是可行的。試驗(yàn)室據(jù)此編寫配合比設(shè)計(jì)報(bào)告及試拌試鋪總結(jié)，得出標(biāo)準(zhǔn)配合比。

3.3 對(duì)瀝青混合料拌合質(zhì)量的控制

第一，外觀檢查。檢查混合料的色澤、是否離析結(jié)塊、油石比等。當(dāng)混合料冒黃煙時(shí)，即混合料過熱?；旌狭蠝囟冗^低，則裝困難；第二，溫度測試。在拌合當(dāng)中，每隔30min即需要對(duì)溫度進(jìn)行檢查。第三，取樣測試。在取樣時(shí)，需要保證試樣能夠?qū)旌狭咸匦赃M(jìn)行代表。測試的主要內(nèi)容有流值、抽提試驗(yàn)、馬歇爾穩(wěn)定度以及空隙率等，在必要情況下，需要做好殘留穩(wěn)定度測量。

3.4 對(duì)瀝青混合料的攤鋪質(zhì)量的控制

3.4.1 離析控制

離析情況的控制方式有：第一，選用高性能攤鋪機(jī)來保持刮板輸料器和螺旋分料器穩(wěn)定、連續(xù)地工作，則混合料將始終沿熨平板寬度方向均勻分布，有效控制混合料離析。第二，做好受料斗翼板的正確操作，避免出現(xiàn)翻轉(zhuǎn)過速以及死料過多的情況，盡可能保證攤鋪機(jī)當(dāng)中余料的均勻性，以此對(duì)供料的均勻、連續(xù)性做出保證。嚴(yán)格避免在供料當(dāng)中出現(xiàn)緊急制動(dòng)、忽快忽慢以及猛烈起步的情況。在確定好攤鋪速度之后，則需要做好其連續(xù)性以及穩(wěn)定性的控制，保證速度在2～4m/min范圍內(nèi)。第三，對(duì)于螺旋布料器兩側(cè)出現(xiàn)的離析情況，可以通過對(duì)一側(cè)螺旋方向進(jìn)行改變的方式解決。第四，對(duì)于具有兩幅調(diào)拱機(jī)構(gòu)的攤鋪機(jī)，在調(diào)節(jié)時(shí)需要保證前拱拱度同后拱相比較大。根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于以人工接長調(diào)寬的熨平板，前后拱差為3～4mm。如果前拱過大，中間則會(huì)在具有較多混合料的情況下出現(xiàn)中間緊密的情況，且存在縱向撕裂狀條紋。相反，如果前拱過小，那么中間混合料量將偏少，并因此出現(xiàn)中間疏松的情況。第五，做好振動(dòng)系統(tǒng)最佳振頻以及振幅的選擇，以此實(shí)現(xiàn)混合料離析情況的科學(xué)控制。如果振頻、振幅過大，則可能因此出現(xiàn)細(xì)料上浮、泛油以及集料壓碎情況，而如果振頻以及振幅過小，則會(huì)因初始密實(shí)度較小而對(duì)壓實(shí)作業(yè)的開展產(chǎn)生影響。

3.4.2 路面平整度控制

該方面的主要內(nèi)容有：第一，保證攤鋪的連續(xù)性，避免因停頓使路面出現(xiàn)不夠平整的情況。如果出現(xiàn)斷料，則需要停止振搗，并同熨平板加熱器接通，以此對(duì)攤鋪溫度做出保證。第二，控制好攤鋪機(jī)行進(jìn)速度，同時(shí)避免攤鋪機(jī)熨平板底面磨損。第三，自卸車應(yīng)在攤鋪機(jī)前10～20cm處掛空檔停住，由攤鋪機(jī)推動(dòng)向前行進(jìn)。第四，做好橫向冷接縫處理。在每次攤鋪工作進(jìn)行前，將接頭處面層橫向切成垂直面并涂上乳化瀝青，測出接頭處松鋪厚度，按照測出的厚度放置墊板。攤鋪機(jī)就位后將標(biāo)尺調(diào)到與之前在此處提機(jī)時(shí)讀數(shù)一致，起步前，攤鋪機(jī)螺旋將熱料均勻輸送，并將接頭全覆蓋，等待5～10min后以小于1/min的速度起步，接頭露出后人工進(jìn)行局部修整，壓路機(jī)進(jìn)行45度斜角碾壓，直至接頭碾壓平整。

3.5 瀝青面層質(zhì)量檢查項(xiàng)目及控制指標(biāo)

①粗集料。粗集料應(yīng)符合工程設(shè)計(jì)規(guī)定的級(jí)配范圍。具體標(biāo)準(zhǔn)見表1。

②細(xì)集料。1）含泥量，對(duì)城市快速路、主干路不得大于3%；2）與瀝青的粘附性小于4級(jí)的砂，不得用于城市快速路和主干路。具體標(biāo)準(zhǔn)見表2。

③填料。礦粉應(yīng)用石灰?guī)r等憎水性石料磨制。具體標(biāo)準(zhǔn)見表3。

④工后質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)。瀝青面層施工完成后，參照表4中的項(xiàng)目和規(guī)范指標(biāo)對(duì)面層施工質(zhì)量進(jìn)行全面檢測。不合格的項(xiàng)目參考質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行整改，直至達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)論

瀝青路面的施工質(zhì)量首先取決于原材料的質(zhì)量、瀝青混凝土的配合比、混合料生產(chǎn)的控制，同時(shí)對(duì)瀝青混合料的運(yùn)輸、攤鋪、碾壓的施工工藝更需要有一個(gè)全過程的、系統(tǒng)的、科學(xué)的管理，要確保瀝青混凝土路面的施工質(zhì)量應(yīng)注重施工過程的各個(gè)環(huán)節(jié)、工序的控制，才能鋪筑出高質(zhì)量、高水平的瀝青混凝土路面。本文僅針對(duì)高速公路瀝青面層施工中的質(zhì)量通病，從理順施工工藝流程開始進(jìn)行質(zhì)量控制，提出了一套規(guī)范有效的質(zhì)量控制措施，對(duì)當(dāng)前的瀝青路面施工有一定的參考價(jià)值。在實(shí)際工程建設(shè)中，需要施工方需要能夠做好相關(guān)技術(shù)的把握，根據(jù)工程建設(shè)要求對(duì)質(zhì)量控制指標(biāo)及相關(guān)措施進(jìn)行適用性調(diào)整，以科學(xué)技術(shù)的正確運(yùn)用保障瀝青面層質(zhì)量。

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