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摘要:瀝青路面在大幅增加的路面荷載作用下會出現不同程度的破壞,為此,從路面結構性能因素、路面使用功能因素兩方面介紹了影響瀝青路面質量的因素,探討了水泥穩定碎石基層及面層施工質量控制技術,并介紹了路面質量檢測控制標準,可為類似工程提供參考。
關鍵詞:瀝青路面;施工控制;使用性能
0引言
近年來,隨著國家經濟實力的不斷增長,我國在基礎設施建設領域的投資不斷加大,公路總里程不斷增長,公路交通網也逐步完善,而另一方面,近年來交通量逐年大幅增加,公路耐久性設計不足、使用性能低等問題也暴露出來,公路的使用壽命往往達不到設計年限而出現如裂縫、唧漿、泛油、車轍、骨料松散等早期破壞,降低行車的安全性和舒適性,并且加重養護的成本[1-2]。雖然瀝青路面出現破壞與超載、氣候多變、地質條件差、設計不盡合理等外在因素相關,也存在過分強調成本控制和進度控制的問題,但是施工階段的質量控制不嚴格是導致瀝青路面過早產生破壞的不可忽略的因素[3]。綜合以上分析,本文就瀝青路面施工過程中質量控制的共性問題展開研究,首先介紹影響瀝青路面使用性能和功能的因素,從基層和面層施工兩個方面介紹質量控制技術,為類似的工程中瀝青路面的質量控制提供一定的參考。
1影響路面質量的因素
1.1路面結構性能因素
(1)高溫穩定性
路面的高溫穩定性是指在車輛荷載作用下抵抗永久變形的能力,高溫穩定性不足,常會導致路面出現泛油、車轍等病害。根據研究,可以通過減少集料中片狀顆粒含量、增大油石比、選擇合理級配的礦料來提高路面的穩定性,減少車轍破壞的出現。
(2)低溫抗裂性
高溫時路面具有較好的變形能力,但瀝青路面在低溫下收縮并呈現脆性特征,在車輛荷載作用下易出現開裂。裂縫可以分為干縮裂縫和溫縮裂縫,前者是由路面失水所致,后者為溫度降低所致,這種狀況多為基層未達到設計強度而過早施工面層所致,另一方面瀝青路面出現低溫破壞也與集料離析有關。
(3)水穩定性
路面在水浸或者路面內部的水在車輛荷載作用下產生的動水壓力導致路面表層集料剝離。路面的水穩定性與路面的孔隙率密切相關,因而在施工時必須嚴格控制孔隙率,而孔隙率的測定較為復雜,可以通過控制壓實度來實現。
1.2路面使用功能因素
(1)平整性
路面的平整度是評價道路使用功能的一項綜合指標,也是路面整體質量的綜合體現。其具有累積性和難修復性,即路面平整度是各結構層平整度累積所得,另一方面,一旦平整度出現問題,在施工完成后很難通過養護修復來彌補其缺陷,因而道路的平整度完全取決于施工的質量。
(2)抗滑性
路面的抗滑性是指車輛制動時車輪產生的滑移距離可以限制在有限的距離內,可見其直接關系到行車的安全性,尤其是在當前車速不斷提高,車流量不斷加大的情況下??够耘c路面材料的表面性能(主要是材料的磨光值)、施工過程(拌和、攤鋪、碾壓施工等環節)相關。
2水泥穩定碎石基層施工的質量控制技術
基層在路面結構中起到承擔荷載并連接面層與底基層的作用,水泥穩定碎石強度高、施工簡便被廣泛應用于公路路面結構中,但是如果施工質量控制不嚴格,常常出現反射裂縫、唧漿等病害。本文從基層的水泥摻量、級配、運輸、攤鋪等環節介紹其施工質量控制措施。
(1)基層水泥摻量
基層施工質量控制的關鍵環節是控制水泥穩定碎石底基層的水泥摻量。在實際施工過程中,如果水泥摻量較低,則會導致基層結構的強度過低,不能滿足承載能力的要求,如果摻量過高,則會導致結構強度和剛度均較大,極易造成溫縮裂縫和干縮裂縫。規范中對水泥摻量的最佳范圍并沒有明確規定,在施工中,可以根據擊實試驗的結果提出一個合理范圍,并且水泥摻量的誤差應該控制在設計水泥摻量的±0.5%范圍內。
(2)級配
對于水泥穩定碎石層而言,集料的強度和級配直接影響基層的承載力和穩定性,在現行的規范中,給出一個根據全國經驗總結得出的一個較大的級配范圍,結合廣東地區的工程實踐,推薦級配如下:粗集料占比63%~65%,細集料占比35%~37%,此時可形成密實的骨架結構。
(3)生產及運輸
混合料的生產應按照設計控制粗細骨料的比重以及水泥的摻量,還應做好存儲工作,避免暴曬或者降雨導致集料含水量出現較大的波動,并且需要定期對含水量進行檢測,不同批次的集料和水泥應及時檢測,以確保整個工程的質量穩定。在集料運輸過程中應采取離析控制措施,車輛的配備應結合集料的生產速率和攤鋪碾壓施工綜合確定,并保證一定的富余量。
(4)攤鋪與碾壓施工控制
攤鋪前應通過試驗確定攤鋪系數進而確定攤鋪厚度,以確保攤鋪厚度設計準確,在施工過程中嚴格按照試驗結果進行攤鋪施工,控制好攤鋪厚度、縱橫坡率等?;鶎拥臄備亼B續施工,施工速率控制在1~1.5m/min,攤鋪施工時必須確?;旌狭系纳a和運輸滿足攤鋪能力的需求。攤鋪完成后應及時碾壓,壓實采用3臺雙鋼輪振動壓路機、2臺30T膠輪壓路機進行碾壓,碾壓過程嚴格按照由低至高,“高頻、低幅、緊跟、慢壓”的原則進行,按初壓、復壓、終壓三個階段進行。
3面層施工的質量控制技術
(1)瀝青混合料級配控制
瀝青混合料的級配是評價瀝青混合料質量的重要技術指標,其變異性直接關系到路面的質量,因此在施工的過程中如果出現料源發生改變,應重新進行目標、生產配合比設計,如冷料倉的配比差值超過5%,應增加試驗頻率,如超過10%則應重新進行生產配合比設計并重新鋪筑試驗段,同時應對不同料源的集料分區存儲,并設置明顯的界限和標識,做好防水措施。在實際施工中習慣以一次生產配合比確定各個熱料倉的配比,但在施工過程中,受各種因素影響,集料的級配可能不能滿足要求,因此應定期對生產配合比校驗,具體做法如下:在正式生產的前3天,按照原配合比進行干拌,取樣后進行篩分,檢測是否滿足或者接近標準配合比,如果不滿足則需要對配合比進行微調后再進行生產,如果單項集料的調整比例達到3%以上,需要重新進行配合比設計。
(2)瀝青混合料中瀝青用量控制
在混合料生產過程中,應加強瀝青計量系統的精度和穩定性的檢測,并在抽檢的過程中做到取樣均勻,試驗準確,并定期校核試驗設備,瀝青的加熱溫度變化會對計量系統產生影響,因而生產過程中需確保加熱溫度一致,并注意觀察拌和狀況,出現異常及時調整。根據現行規范要求,油石比應控制在±0.3范圍內,如果按照95%的合格率要求,可以±0.2作為控制的警戒值。
(3)離析
混合料離析是影響路面均勻性的重要指標,根據產生的原因可以將離析分為級配離析、溫度離析以及碾壓離析。級配離析是指粗細骨料分布不均,偏離了設計的級配,表現為粗集料附近瀝青量減少,孔隙增大,細集料區瀝青含量加大,孔隙減少,導致在粗集料區出現水損害,細集料區出現泛油、車轍等病害。溫度離析是由于施工過程中混合料與大氣環境之間的溫差所致,導致高低溫區壓實效果出現差異。碾壓離析則是由施工碾壓不均勻所致,碾壓不均導致孔隙率分布不均,使得路面整體的密實度、強度降低。因而在施工時,應嚴格按照生產配合比進行定期校核,生產、運輸、攤鋪、碾壓應參照前文要求進行施工。
4路面質量檢測控制標準
(1)水泥穩定碎石基層質量控制標準
水泥穩定碎石層的檢測內容主要有壓實度、平整度、厚度、抗壓強度、外觀質量等。
(2)瀝青面層質量控制標準
瀝青面層的主要控制指標為馬歇爾試件施工參數,詳見表2。當達到預警值時應及時查明原因,并采取控制措施,對生產配合比進行微調,當達到限制時,則應重新進行生產配合比設計。
5結語
本文就瀝青路面施工過程中質量控制問題展開研究,首先介紹影響瀝青路面使用性能和使用功能的主要因素和控制指標,然后分別從水泥穩定碎石基層的施工和瀝青面層施工兩個方面介紹瀝青路面施工過程中質量控制技術,最后介紹瀝青路面施工質量控制的標準和檢測方法,可為類似的工程中瀝青路面的質量控制提供一定的參考。
參考文獻:
[1]宿萬兵.高速公路瀝青路面的施工質量控制研究[J].公路交通科技(應用技術版),2017(8):176-178..
[2]曹曉峰,朱金鵬.瀝青路面基層表面處治質量控制指標研究[J].公路工程,2016,41(3):147-150.
[3]高希敏.瀝青混凝土路面組合式碾壓實施措施及現場質量控制[J].筑路機械與施工機械化,2016,33(4):32-36.
作者:許健民 單位:廣東冠粵路橋有限公司