高速公路建設(shè)工地試驗檢測質(zhì)量控制措施分析

賀 誠

（貴州省公路工程集團有限公司,貴州 貴陽 550002）

0 引言

高速公路行業(yè)確保工程質(zhì)量符合相關(guān)規(guī)定的前提就是要做好科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑囼灆z測工作，需要利用專業(yè)的設(shè)備和人力資源，完成對原材和實體的數(shù)據(jù)采集工作，并結(jié)合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)實現(xiàn)科學(xué)有效的評價與分析，針對不符合相關(guān)規(guī)范要求的成品與半成品提出建議和解決方案[1]。因此，為了全面提高高速公路建設(shè)質(zhì)量，在建設(shè)高速公路的過程中，必須加強公路檢測工作。該文對高速公路試驗檢測質(zhì)量控制的措施進行探討，能夠為有關(guān)研究人士提供借鑒和參考。

1 案例概述

以A高速公路案例，該項目與滬昆高速相連，建設(shè)總里程約為110 km，是貴州省公路規(guī)劃網(wǎng)中重要高速公路，對承擔(dān)貴州省與其他各省公路間的運輸具有重要意義。該文選取LM1、LM2、LM3三段路段進行研究，道路構(gòu)造形式如表1所示。

表1 道路構(gòu)造結(jié)構(gòu)類型

2 工程試驗檢測

2.1 瀝青質(zhì)量分析

瀝青是公路工程質(zhì)量控制重要環(huán)節(jié)，施工質(zhì)量好壞直接影響到高速公路施工質(zhì)量。影響瀝青質(zhì)量主要指標(biāo)有：針入度、延度、軟化點、動力黏度和回轉(zhuǎn)式膠片烘干爐老化。針入度是決定瀝青等級重要指標(biāo)，直接影響到路面使用效果；延度是衡量瀝青低溫性能的重要指標(biāo)，反映低溫下的抗裂性；軟化點是衡量瀝青高溫特性重要指標(biāo)；瀝青黏滯性是指受到外力作用時，瀝青抗剪切變形能力。60 ℃動態(tài)黏度測試中，常用是毛細(xì)管黏度計，計算公式為：

式中，n——瀝青動力黏度（Pa·s）；

t——時間（s）；

k——黏度計結(jié)構(gòu)常數(shù)（Ps·s/s）。

瀝青密度泛指溫度15 ℃或25 ℃下單位體積質(zhì)量，對影響瀝青質(zhì)量因素進行分析和評估。該次試驗按照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF40—2004）和《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（DB62/T3136—2017）對瀝青路面進行試驗，方法主要以回轉(zhuǎn)式薄膜爐老化試驗（RTFOT）方法為主要試驗方法，過程主要利用室內(nèi)溫度、時間等因素來模擬瀝青老化狀況[2-3]。基本原理是將瀝青與熱風(fēng)氣流充分接觸、揮發(fā)，與氧形成化學(xué)反應(yīng)最終得出數(shù)據(jù)采用數(shù)理統(tǒng)計方法，對六種瀝青（石油70號、SBS改性瀝青、90號石油瀝青、乳化瀝青、改性乳化瀝青、橡膠瀝青）進行質(zhì)量比較。各路段采用瀝青資料如表2所示。

表2 各標(biāo)段路面層次瀝青信息表

應(yīng)用SPSS2.0對該工程三個標(biāo)段三個主要指標(biāo)進行統(tǒng)計分析，結(jié)果表明：延度最大，其次為軟化點、延度、針入度，而短期老化后各項指標(biāo)為延度大于針入度；變性系數(shù)方面，汽化前貯存穩(wěn)定性要比恩格拉黏度高，汽化后溫度變化最大，其次為軟化點、延性。從實質(zhì)角度來看，影響瀝青變性因素很多，例如各個標(biāo)段采用瀝青種類不同，組成成分也不盡相同；部分產(chǎn)品為自行加工，因生產(chǎn)過程差異，性能也會有所變化；此外，因瀝青運輸過程中距離、交通狀況等因素影響，對瀝青力學(xué)特性也有一定影響[4]。

2.2 集料

集料在瀝青混合料中占比較大，為瀝青混合料骨架和填料，對瀝青混合料結(jié)構(gòu)性能有著非常重要影響，是提高瀝青混合料使用壽命先決條件和保障。不同面層混合料集料質(zhì)量要求也不盡相同，如上面層（SMA-13）是一種不連續(xù)級配粗集料骨架間隙混合料，集料性能指標(biāo)要高于中面層（SUP-20）和下層（ATB-25)，對此，集料質(zhì)量從原料來源入手。細(xì)集料則為石灰?guī)r碾壓而成，不得摻入天然砂石或石粉。按地方標(biāo)準(zhǔn)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（DB62/T3136—2017）中關(guān)于粗集料和細(xì)集料技術(shù)要求，詳見表3、表4。

表3 粗集料技術(shù)要求

表4 細(xì)集料技術(shù)要求

從表中可以看出，集料質(zhì)量與集料資源性質(zhì)有關(guān)，如強度、耐久性、表面性能等；另一方面，集料處理性能包括顆粒形狀、組成和尺寸等。

集料力學(xué)性能指數(shù)中碎裂量反映集料加載狀態(tài)下抗斷裂能力；磨損量是指集料對輪胎磨損抗磨能力；撞擊值是集料對沖擊載荷抗性體現(xiàn)。集料級配對路面強度、抗水性能、耐久性能影響很大，如級配離析程度較高，勢必導(dǎo)致混合料離析影響混合料性能，最終改變結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致路面出現(xiàn)早期損壞問題，而分級通過率變異性能夠反映出各個標(biāo)段加工質(zhì)量。在圖1中通過繪制出三個標(biāo)段細(xì)集料規(guī)格（0~3 mm，3~5 mm）篩孔大小與差異因子關(guān)系。

圖1 各標(biāo)段0~3 mm、3~5 mm細(xì)集料變異系數(shù)

從圖1可知，各個標(biāo)段細(xì)集料通過率隨篩孔孔徑增加而增加，0~3 mm范圍內(nèi)，LM3標(biāo)比LM1、LM2標(biāo)高，表明細(xì)集料更容易通過篩孔，而LM1標(biāo)和LM2標(biāo)集料通過率在3~5 mm范圍內(nèi)基本相同。在0~3 mm范圍內(nèi)，集料變異系數(shù)隨篩孔直徑增大而減小，換而言之，集料粒度越小，其變異系數(shù)也就越大，因此可以看出三個標(biāo)段變化率隨孔徑增加而趨于平穩(wěn)。LM3標(biāo)細(xì)集料前兩個篩孔尺寸（1.18 mm和2.36 mm）在3~5 mm規(guī)格范圍中，差異系數(shù)顯著高于LM1和LM2，這主要是由于LM3標(biāo)細(xì)集料本身顆粒尺寸所造成，如太多細(xì)集料將造成瀝青路面碾壓能力降低，從而使其強度降低，必須對LM3標(biāo)細(xì)集料原料來源、加工設(shè)備等進行重點檢查和調(diào)試[5]。

影響集料級配主要原因是：集料破碎機篩孔布置對集料粒徑變化影響較大，基于集料粒徑變化及篩孔之間關(guān)系分析可得出各標(biāo)段粒度變化；其次是破碎機負(fù)載能力，破碎中破碎體載荷會使集料形狀和尺寸發(fā)生變化；此外，加工后石材形狀、采料方法都對集料級配變異具有一定影響。

2.3 礦粉質(zhì)量分析

瀝青混合料中礦粉所占比例較小，但對道路使用性能影響很大，主要功能是加強瀝青與集料黏附性，一定程度上增大礦物表面積，對改善路面抗水性、耐高溫穩(wěn)定性方面發(fā)揮著積極作用。技術(shù)要求面層瀝青混合料中采用石灰石等強基性巖石研磨而成礦物粉末。礦粉應(yīng)干燥、潔凈，根據(jù)地方標(biāo)準(zhǔn)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（DB62/T3136—2017）規(guī)定展開試驗。

通過對三個標(biāo)段礦石粉粒徑范圍比較，顆粒粒徑范圍為0.6 mm，大小為0.15 mm，篩通過率為90%~100%，其顆粒篩通過率75%~100%為合格。

3 質(zhì)量控制措施

3.1 瀝青質(zhì)量控制措施

綜合以上數(shù)據(jù)，運用 SPSS軟件及數(shù)理統(tǒng)計分析等手段，對三個標(biāo)段六種瀝青進行質(zhì)量分析與評定，結(jié)果表明，各標(biāo)段瀝青質(zhì)量符合技術(shù)規(guī)范，但各標(biāo)段瀝青質(zhì)量差異較大。為保證瀝青質(zhì)量，降低變異性發(fā)生可能性，主要采取如下措施：

（1）70號原油瀝青老化前后，延度變化最大，而延度是衡量瀝青塑性重要指標(biāo)，對此重點監(jiān)測各個標(biāo)段延度，從瀝青出廠、中途運輸?shù)竭M場使用一系列環(huán)節(jié)，都要嚴(yán)格檢驗，待指標(biāo)合格留樣后方可使用。

（2）SBS改性瀝青老化之前，各標(biāo)段軟化點衰減變化最大，老化后延度變化最大，主要因SBS改性瀝青貯存、運輸過程中貯存時間和貯存溫度不穩(wěn)定所致。

（3）通過對90號原油瀝青老化前后分析，不同路段延度變化率差異很大，LM2標(biāo)值變化最大，需要重點監(jiān)測。

（4）乳化瀝青老化前，各標(biāo)段貯存穩(wěn)定性差異較大，著重監(jiān)測乳化瀝青乳化劑、穩(wěn)定劑摻量和貯存溫度。

（5）各標(biāo)段改性乳化瀝青處理方法與上述相同。

（6）就橡膠瀝青而言，不同標(biāo)段延度變化系數(shù)都比較大，LM1標(biāo)變化最大，應(yīng)加強對LM1標(biāo)監(jiān)測。

3.2 集料質(zhì)量控制措施

（1）通過對三個標(biāo)段細(xì)集料（0~3 mm）質(zhì)量和級配變化進行比較，結(jié)果表明，LM3號細(xì)集料和級配變化較大，確定運輸過程中混入泥土、雜巖、風(fēng)化石等雜質(zhì)，檢查集料存放階段集料完全覆蓋，并做好防水處理。

（2）針對降低集料級配變性措施，先檢驗集料機制造工藝條件；篩選篩網(wǎng)時事先檢驗篩孔真實大小和篩板材質(zhì)，抽樣檢驗時以傳送帶上的集料進行試驗；集料加工流水線上設(shè)置除塵設(shè)備，防止粉塵混合，降低集料可塑性。

（3）通過比較不同標(biāo)段（5~10 mm）粗集料質(zhì)量及級配變異性，結(jié)果表明：LM2標(biāo)水泥含量稍高，且各標(biāo)段分級變異系數(shù)隨篩孔通過率增大而降低。質(zhì)量管理辦法與以上所述相同。

3.3 礦粉質(zhì)量控制措施

（1）通過以上三個標(biāo)段礦粉質(zhì)量及粒徑分布比較，得出LM3標(biāo)礦粉瀝青上黏附力和粒徑分布優(yōu)于LM1、LM2，對此須嚴(yán)格控制LM1、LM2標(biāo)礦粉質(zhì)量。首先，對礦粉工廠質(zhì)量進行檢驗，所供給壓縮空氣為脫水、干燥；礦粉搬運、貯存過程中，保證礦石粉末干燥、清潔；最后，抽樣檢驗，經(jīng)檢驗合格方可進入，并在堆放過程中做好防潮處理。

（2）為降低和控制礦粉質(zhì)量變化，對生產(chǎn)設(shè)備進行嚴(yán)格調(diào)試，并嚴(yán)格校準(zhǔn)攪拌大樓計量裝置，使系統(tǒng)誤差變化最小化；生產(chǎn)中要進行除塵裝置調(diào)試，以防止雜質(zhì)混合。

4 結(jié)論

綜上所述，該文以高速公路建設(shè)工地試驗檢測質(zhì)量控制措施分析為研究方向，選取A高速公路為研究案例，對各標(biāo)段的壓實度進行了比較，給出了相應(yīng)的控制措施，旨在為促進我國高速公路建設(shè)工地試驗檢測質(zhì)量控制措施提供理論指導(dǎo)與幫助。