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        瀝青路面施工回彈模量及彎沉指標(biāo)相結(jié)合的質(zhì)量控制分析

        2022-08-10 06:59:34
        交通科技與管理 2022年15期
        關(guān)鍵詞:瀝青路面質(zhì)量施工

        董 嫚

        (貴州省公路工程集團(tuán)有限公司,貴州 貴陽 550001)

        0 引言

        瀝青混合料拌和、運(yùn)輸、攤鋪施工階段,受多種因素耦合作用,易發(fā)生不同程度的瀝青混合料離析現(xiàn)象,誘發(fā)車轍、泛油、開裂、坑洞等質(zhì)量病害,而國內(nèi)現(xiàn)有瀝青道路施工規(guī)范、質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)中缺乏瀝青混合料離析檢測、評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)[1]。道路彎沉測試是檢測道路施工質(zhì)量的重要方法,混合料離析對(duì)材料模量差異具有重要影響?;诖耍撐囊劳心掣咚俟饭こ?,運(yùn)用室內(nèi)試驗(yàn)與現(xiàn)場試驗(yàn)的方式,建立回彈模量與彎沉相結(jié)合的瀝青路面質(zhì)量動(dòng)態(tài)控制模型,具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

        1 路面施工的控制指標(biāo)

        1.1 施工質(zhì)量管理方法

        道路工程具有流動(dòng)性、單體性、綜合性特點(diǎn),施工階段可通過強(qiáng)化關(guān)鍵工序、核心施工參數(shù)控制,實(shí)現(xiàn)對(duì)道路工程整體質(zhì)量的有效控制。道路工程建設(shè)領(lǐng)域,尤其是質(zhì)量管理工作,應(yīng)用最多的為“三階段控制”理論和方法,該理論核心為事前、事中和事后控制?!叭A段控制”理論是工程建設(shè)管理中多次出現(xiàn)的方法,該管理方法與全面質(zhì)量管理類似,突出動(dòng)態(tài)管控思想,服務(wù)于建設(shè)質(zhì)量提升。

        事前控制主要采取預(yù)控措施,施工單位于施工前,全面了解項(xiàng)目施工情況,評(píng)估影響質(zhì)量的因素,制定控制措施、計(jì)劃,做好相應(yīng)預(yù)案,從組織、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面做好準(zhǔn)備工作,保障工程順利實(shí)施,為項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量管控奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ);事中控制即施工過程中實(shí)施質(zhì)量控制工作,該過程共有兩種類型,為質(zhì)量責(zé)任人自發(fā)實(shí)施的質(zhì)控措施以及其他監(jiān)督。上述兩種措施類型中,自行控制更為關(guān)鍵,整個(gè)施工過程以此類措施為主,自我控制貫穿施工全程,通過自身管理措施主動(dòng)約束施工行為,提升施工質(zhì)量,完成施工任務(wù),并達(dá)成既定質(zhì)量目標(biāo);事后質(zhì)量控制也被稱為被動(dòng)控制措施,其于事后實(shí)施。主要措施為評(píng)定工程質(zhì)量,開展糾偏措施。該措施于項(xiàng)目竣工或工序完工后實(shí)施質(zhì)量評(píng)定活動(dòng),評(píng)判工程質(zhì)量情況,了解是否符合國家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),如質(zhì)量不足或存在偏差,則需評(píng)判偏差是否可控,是否在誤差范圍,如偏差較大,則應(yīng)實(shí)施系列糾偏措施,將質(zhì)量偏差糾正。

        現(xiàn)階段,國內(nèi)道路設(shè)計(jì)、施工規(guī)范普遍以設(shè)計(jì)彎沉作為道路施工質(zhì)量控制指標(biāo),其能夠較為準(zhǔn)確、全面地反映道路結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,相較于道路彎拉應(yīng)變、土基頂面壓應(yīng)變等指標(biāo),具有觀測簡單、實(shí)操性強(qiáng)等優(yōu)勢[2]。

        1.2 結(jié)構(gòu)層不同齡期的彎沉測試

        現(xiàn)行瀝青路面設(shè)計(jì)、施工規(guī)范以道路工后特定齡期設(shè)計(jì)彎沉值為道路質(zhì)量驗(yàn)收指標(biāo)。以某高速公路為案例工程,選取27個(gè)測點(diǎn),分別測定基層17 d、25 d、32 d、64 d齡期,下面層在7 d、17 d、25 d齡期彎沉值,結(jié)果分別見圖1、圖2。

        圖1 不同齡期基層實(shí)測彎沉

        圖2 不同齡期下面層實(shí)測彎沉

        由圖1、圖2可知:①工程基層、下面層結(jié)構(gòu)彎沉隨齡期增加而降低;②各測點(diǎn)材料來源相同,彎沉測試間隔時(shí)間較短,可知混合料離析是造成道路各測點(diǎn)彎沉差異的主要原因。

        2 施工質(zhì)量動(dòng)態(tài)控制

        2.1 質(zhì)量控制圖

        通過采集道路施工數(shù)據(jù)繪制質(zhì)量控制圖,可較為準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)道路工程施工質(zhì)量,反映各工序質(zhì)量弊病[3]。

        2.2 彎沉動(dòng)態(tài)控制

        案例工程下面層控制圖參數(shù)結(jié)算結(jié)果見表1。

        表1 下面層控制圖參數(shù)計(jì)算結(jié)果

        2.3 彎沉隨齡期的變化規(guī)律

        (1)由圖1、圖2及現(xiàn)場實(shí)測彎沉數(shù)據(jù)可知,道路各結(jié)構(gòu)層彎沉值與其施工齡期有關(guān)。由各結(jié)構(gòu)層不同齡期彎沉數(shù)據(jù),可擬合出道路各結(jié)構(gòu)層彎沉隨齡期變化關(guān)系式,見表2。

        表2 各結(jié)構(gòu)層彎沉隨齡期的變化規(guī)律

        (2)將各結(jié)構(gòu)層施工齡期代入擬合公式,可算得相應(yīng)結(jié)構(gòu)層各齡期彎沉值,結(jié)果見表3。

        表3 各結(jié)構(gòu)層不同齡期彎沉標(biāo)準(zhǔn)值

        (3)施工階段通過對(duì)比各結(jié)構(gòu)層相應(yīng)齡期實(shí)測彎沉與標(biāo)準(zhǔn)彎沉值偏差,可及時(shí)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)層質(zhì)量問題。

        3 高速公路瀝青路面施工質(zhì)量監(jiān)控分析

        某高速公路工程,沿線場地土體潮濕、施工周期較短,工程交付運(yùn)營不久便出現(xiàn)較為嚴(yán)重的沉降變強(qiáng)、開裂等質(zhì)量病害。為消除道路沉降及繼發(fā)病害,道路路基、底基層、基層施工階段,就采用彎沉測試控制各結(jié)構(gòu)層施工質(zhì)量[4]。

        3.1 原材料控制

        引起道路各結(jié)構(gòu)層實(shí)測彎沉值偏差過大的主要原因有路面溫度、濕度、材料參數(shù)等。

        (1)粗級(jí)料在瀝青混合料攤鋪碾壓后,相互嵌擠形成骨架結(jié)構(gòu),決定了瀝青路面結(jié)構(gòu)剛度、強(qiáng)度性能。初級(jí)料一般選用質(zhì)地堅(jiān)硬、耐磨性強(qiáng)的碎石,保證路面承載力性能。

        (2)面層混合料攤鋪施工階段,粗級(jí)料在高溫狀態(tài)下受壓實(shí)設(shè)備碾壓作用,易發(fā)生破碎現(xiàn)象,為保證道路中、下面層結(jié)構(gòu)層高度,需要考慮粗級(jí)料高溫壓碎指標(biāo)。

        (3)細(xì)集料起到填充粗級(jí)料間隙、改善瀝青薄膜分布等作用,可以粗集料、瀝青膠結(jié)料配合形成瀝青路面宏觀構(gòu)造,一般要求其干燥、潔凈、含泥量達(dá)標(biāo)[5]。

        (4)瀝青膠結(jié)料起到膠結(jié)作用,其技術(shù)指標(biāo)對(duì)瀝青路面強(qiáng)度、水穩(wěn)定性、溫度穩(wěn)定性等具有重要影響,其技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范要求。

        3.2 彎沉監(jiān)控布置方案

        測點(diǎn)布設(shè)間距為20 cm,其中測點(diǎn)1~3布設(shè)在路面結(jié)構(gòu)一上;測點(diǎn)4~6布設(shè)于路面結(jié)構(gòu)二上;測點(diǎn)7~9布設(shè)于路面結(jié)構(gòu)三上,彎沉測試采用貝克曼梁法,回彈模量測試采用承載板法。

        3.3 測試結(jié)果分析

        分別測試3種路面結(jié)構(gòu)精加工層、低基層、下基層、下面層、中面層、上面層的彎沉、回彈模量數(shù)據(jù),結(jié)果見表4和表5。

        表4 各結(jié)構(gòu)層承載板回彈模量測試

        表5 各結(jié)構(gòu)層回彈彎沉測試結(jié)論

        由表4可知:①精加工層一、二、三結(jié)構(gòu)層各測點(diǎn)回彈模量均值為265.2 MPa,標(biāo)準(zhǔn)差為49.85 MPa,符合規(guī)范要求,路基施工質(zhì)量良好;②底基層強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求,但其9個(gè)測點(diǎn)回彈模量標(biāo)準(zhǔn)差為150.7MP,離散性較大,耐久性、穩(wěn)定性不足,易發(fā)生早期病害;③下基層結(jié)構(gòu)一回彈模量離散性較大,不符合規(guī)范要求;結(jié)構(gòu)二、結(jié)構(gòu)三回彈模量離散性較小,滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求;④下面層頂回彈模量均值為5 942.9 MPa,標(biāo)準(zhǔn)差為145.8 MPa;⑤中面層頂結(jié)構(gòu)一回彈模量標(biāo)準(zhǔn)差為469.7 MPa,離散性較大,不符合設(shè)計(jì)要求;⑥表面層測點(diǎn)3處回彈模量離散性較大[6]。

        表5可知:①碎石精加工層、底基層彎沉值離散性較大,表明兩結(jié)構(gòu)層施工質(zhì)量受路基施工質(zhì)量影響較大;②各面層回彈彎沉測試結(jié)果差異較小,表明彎沉值無法全面反映道路施工質(zhì)量,結(jié)構(gòu)層需采用回彈模量評(píng)價(jià)其施工質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)對(duì)道路施工質(zhì)量的有效控制。

        4 結(jié)論

        該文依托實(shí)體工程,運(yùn)用現(xiàn)場測試和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的方法,研究了瀝青道路各結(jié)構(gòu)層彎沉指標(biāo)隨著施工期間變化的關(guān)系,提出了瀝青路面施工回彈模量及彎沉指標(biāo)相結(jié)合的質(zhì)量控制措施,結(jié)論如下:

        (1)瀝青路面各結(jié)構(gòu)層彎沉值隨施工齡期延長呈減小趨勢,且各測點(diǎn)彎沉實(shí)測值受測點(diǎn)分布、材料均勻性影響表現(xiàn)出較大的差異性。

        (2)以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)彎沉作為瀝青路面結(jié)構(gòu)層施工質(zhì)量控制指標(biāo),可通過各結(jié)構(gòu)層彎沉隨齡期變化關(guān)系式,計(jì)算其相應(yīng)齡期的彎沉數(shù)據(jù),控制道路施工質(zhì)量。

        (3)部分結(jié)構(gòu)層無法單獨(dú)通過回彈彎沉評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)層施工質(zhì)量,可配合相應(yīng)結(jié)構(gòu)層回彈模量指標(biāo),實(shí)現(xiàn)對(duì)道路結(jié)構(gòu)層施工質(zhì)量的整體控制。

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