高等級公路瀝青路面的施工技術及質量控制

胡可渠

摘要：隨著我國公路建設的飛速發展，時高等級公路建設中廣泛使用的瀝青混凝土路面質量的要求也越來越高。本文作者結合工程實例，針時一級公路瀝青路面工程施工的質量控制，激光紋理評價路面施工離析及質量控制水平等問題進行分析和技術總結。

關鍵詞：一級公路；瀝青路面；施工工藝；離析分析；質量控制

瀝青路面被我國高速公路越來越普遍地采用，隨著經濟的快速發展，交通量及其軸重越來越大，對瀝青路面的結構要求和施工質量水平提出了更高的要求。

本文以某一級公路為案例，以控制瀝青混合料的離析為目的，針對整個施工過程開展研究。主要包括集料生產、運輸、堆放等環節的集料離析，瀝青拌合樓生產、儲存、裝料、攤鋪機收斗、布料器分料等工藝環節存在的混合料級配離析，混合辯運輸距離過長、未采取保溫措施、機械故障、氣溫較低等于原因導致的溫度離析。顯然，僅僅認識到離析問題所在和采取了防止離析的相關技術措施仍然是不夠的，還需要有效的檢驗手段，監控施工質量效果以便及時發現問題、反饋信息和調整相應施工工藝，施工中嘗試了無損檢測方法激光紋理儀。

一、工程貴州

該一級公路全長98.2km，預測本公路建成通車后的交通量大，重載車多，又處在高溫、多雨的地區，顯然對于瀝青路面的抗高溫穩定性和抗水損害性能將是嚴峻的考驗。

該公路主線以瀝青混凝土路面為主。其路面結構(見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(水泥穩定碎石基層)+20cm(水泥穩定類底基層)；橋面鋪裝部分沒有下面層，中面層與上面層與路基段相同。而沿線的石場調查顯示，石科基本是花崗巖，限于工期和造價的制約，材料設計只能采用花崗巖，這無疑為設計高性能的瀝青混合料增加相當大的難度。

瀝青面層工程量大，工期緊是該工程的突出問題。為了確保工程施工質量，甚至實現優質工程，制定一套瀝青路面施工的組織管理和質量控制體系十分必要。

二、施工質量控制

通過對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從集料離析、瀝青混合料級配離析以及溫度離析3個方面進行控制。

(一)石料質量控制

該公路石料采用沿線的花崗巖類石料，不可避免的會存在一些不足，如與瀝青的粘附性差、強度不高、磨光值偏低，組分不穩定(密度變化)等，顯然，加強對石場和料場原材料技術指標的質量跟蹤控制十分必要。施工中在加強對施工單位原材料自檢以及監理單位抽檢的基礎上，同時開展了技術服務單位平行檢驗與質量穩定性評價試驗，如及時進行石場或料場各規格料的表觀密度、篩分、針片狀、軟石含量等指標的檢驗。粗集料每500m3進行常規檢驗，細集料每200m~抽檢，將各指標進行統計分析。通過對均值及標準差的比較，跟蹤石料的質量便一準狀況。如篩分顆粒組成配變化反映了振動篩網的磨損程度，密度的變異顯示了開采巖層的變化，棱角度的變大說明反擊頗植需要更換等。通過上述技術把關。發現施工中個別石場石料不同程度存在針片狀超標、風化石含量過大、含有密度異常黑色碎石等問題，并及時進行了處理，避免了質量事故的發，大大提高了原材料的質量控制力度。

(二)配合比設計驗證與優化

解決瀝青混合料級配離析應首先從目標配合比設計開始。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險；反之，細集料比例變大，雖施工均勻性較好，但抗高溫性能損失較大。本文著重開展了以下方面的重要工作：按規范設計同時兼顧廣東省省交通廳2003299號文件要求：兼顧高溫穩定性和密水性，采用SUPERPAVE技術優化規范配合比設計的部分體積指標。

299號文件對瀝青混合料配合比設計的要求體現在2個方面：針對廣東省地處經濟發達地區特點，即交通置大，重載車比例高。提出了中上面層重交瀝青混合料應不小1200次／mm，以及針對高溫多雨的特點，提出了中下面層瀝青混合料設計空隙率為3～4％，抗滑表層為4～5％。施工過程中遇到問題的現場指導與專題研討等。

Ac類瀝青混凝土為密實懸浮型結構，其粗級料未能形成良好的嵌擠分布，而越來越多的研究表明(如美國的SUPERPAVE技術和我國的按體積設計混合料CAVF法)，混合料的高溫穩定性受級配的粗集料嵌擠狀態的影響相當顯著。為此，設計規范瀝青混合料的同時適當考慮已有研究成果，提高所設計的規范瀝青混凝土粗集料間的嵌擠程度，針對不同原材料，通過大量試驗確定級配曲線的走勢和關鍵點的通過率引入體積法設計瀝青混合料思想，嚴格控制V姒、VFA、w等積指標，如中下面層“S”曲線的曲率反向位置最適宜2.3～9.5ms間，對于Ac類瀝青混合料4.75mm通過率。AC-25I控制為37％±2％，AC-20I控制為43％士2％，2.36mm篩檔的分計篩余控制在10％以內，對于ViEA指標，AC-25I大于13％，AC-20I大于14％。這些技術措施既提高了瀝青混合料的抗高溫穩定性，也減少大顆粒多所造成的級配離析。

(三)施工過程中的離析分析與控制

1、瀝青混合料施工過程存在級配離析和溫度離析2種主要情況。

2、混合料溫度離析體現為貯料罐內邊緣于內部溫度存在差異，料車運輸途中與車體和空氣接觸位置溫度低于內部，攤鋪機作業時的停機、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域溫度不一致等。

三、激光紋理評價路面施工離析

激光紋理儀是采用激光脈沖反射原理來測定路面構造深度大小的。激光紋理儀可高速連續測量瀝青路面的表面紋理輪廓，可以快速得到連續的縱向表面構造深度。激光構造深度儀比較輕便，便于攜帶，也可車載，并且能實時進行數據分析。

采用激光紋理儀測構造深度評價瀝青路面施工的離析時，直接測量結果是構造深度值，不是我們期望的最終結果，在數據分析過程中采用它與標準構造深度值的比值，通過比值來反映出路面的離析情況。路面離析的地方，粗骨料集中，表面構造深度必然較正常情況偏大。攤鋪工藝、機械設備性能、料源的穩定性等因素都影響混合料的離析程度，根據評價結果?？梢约皶r從這幾方面尋找與分析原因，并加以改進。

具體測試方法為：針對剛剛施工完成的瀝青路面，先選擇一段長度100～200m不等的有代表性的路段，然后利用皮尺對選定的路段區域進行縱向(行車方向)和橫行(垂直行車方向)網格劃分。根據激光紋理儀的工作原理(每10延m一個結果)。把選定的路段區域劃分為多個長(縱向)10m，寬(橫行)1m的小長方形，利用激光紋理儀測得各個小長方形的構造深度值，連續量測得到路段的多個這樣的“點”區域的構造深度，便形成了對一塊區域的檢測，然后再采用統計數學方法來分析評價整塊區域內各個點區域的離析狀況及其分布，從而達到對該塊區域內瀝青路面施工質量進行控制的目的。通過采用該方法對全線數十次的評價的結果顯示，該方法可有效地識別離析的位置和程度，并給出量化值。為局部路面補強和返工提供了強有力的技術支持。

四、質量控制水平

通過從原材料、配合比、施工工藝等方面嚴格控制，通過現場測試評價并加以改進，該路面施工質量一直處于受控之中，交工驗收檢測的各項指標都較好(見表1)，全線瀝青路面分部工程優良率為100％，3個項目段工程質量都被評定為優良。

該一級公路從通車至今，已經兩年有多了，從通車開始交通量就較大，剛通車時晝夜交通量就達5輛輛，目前已經近1萬輛，重車比例占2成左右。瀝青路面經過了高溫與多雨的考驗，目前又是高溫多雨的季節，從該公路上實駕車行走與質保期維修養護的情況來看，路面因離析出現水毀坑槽的現象較少，基本沒有車轍病害，全線行車舒適、平整度好，路面的構造深度也滿足要求。

五、結語

通過以該一級公路瀝青路面施工離析為主要內容的質量控制研究，可得到以下結論：

采取承包商、監理單位和技術服務單位協助總包三級組織管理模式管理施工質量是成功的；將瀝青路面施工離析劃分為石料離析、礦料級配離析、溫度離析。進行了合理分析，并采取有針對性的技術保證措施，收到了理想的效果；采用激光紋理儀評價瀝青路面施工離析。方法簡單，操作便捷，效果理想、直觀：通過以離析為重點的施工質量控制，該公路瀝青路面獲得了優質的施工質量效果。