瀝青路面施工回彈模量及彎沉指標相結合的質量控制分析

董 嫚

（貴州省公路工程集團有限公司,貴州 貴陽 550001）

0 引言

瀝青混合料拌和、運輸、攤鋪施工階段，受多種因素耦合作用，易發生不同程度的瀝青混合料離析現象，誘發車轍、泛油、開裂、坑洞等質量病害，而國內現有瀝青道路施工規范、質量評定標準中缺乏瀝青混合料離析檢測、評定標準[1]。道路彎沉測試是檢測道路施工質量的重要方法，混合料離析對材料模量差異具有重要影響?；诖耍撐囊劳心掣咚俟饭こ?，運用室內試驗與現場試驗的方式，建立回彈模量與彎沉相結合的瀝青路面質量動態控制模型，具有十分重要的現實意義。

1 路面施工的控制指標

1.1 施工質量管理方法

道路工程具有流動性、單體性、綜合性特點，施工階段可通過強化關鍵工序、核心施工參數控制，實現對道路工程整體質量的有效控制。道路工程建設領域，尤其是質量管理工作，應用最多的為“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。“三階段控制”理論是工程建設管理中多次出現的方法，該管理方法與全面質量管理類似，突出動態管控思想，服務于建設質量提升。

事前控制主要采取預控措施，施工單位于施工前，全面了解項目施工情況，評估影響質量的因素，制定控制措施、計劃，做好相應預案，從組織、技術、經濟等方面做好準備工作，保障工程順利實施，為項目建設質量管控奠定堅實的基礎；事中控制即施工過程中實施質量控制工作，該過程共有兩種類型，為質量責任人自發實施的質控措施以及其他監督。上述兩種措施類型中，自行控制更為關鍵，整個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約束施工行為，提升施工質量，完成施工任務，并達成既定質量目標；事后質量控制也被稱為被動控制措施，其于事后實施。主要措施為評定工程質量，開展糾偏措施。該措施于項目竣工或工序完工后實施質量評定活動，評判工程質量情況，了解是否符合國家質量標準，如質量不足或存在偏差，則需評判偏差是否可控，是否在誤差范圍，如偏差較大，則應實施系列糾偏措施，將質量偏差糾正。

現階段，國內道路設計、施工規范普遍以設計彎沉作為道路施工質量控制指標，其能夠較為準確、全面地反映道路結構強度，相較于道路彎拉應變、土基頂面壓應變等指標，具有觀測簡單、實操性強等優勢[2]。

1.2 結構層不同齡期的彎沉測試

現行瀝青路面設計、施工規范以道路工后特定齡期設計彎沉值為道路質量驗收指標。以某高速公路為案例工程，選取27個測點，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，結果分別見圖1、圖2。

圖1 不同齡期基層實測彎沉

圖2 不同齡期下面層實測彎沉

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

2 施工質量動態控制

2.1 質量控制圖

通過采集道路施工數據繪制質量控制圖，可較為準確地評價道路工程施工質量，反映各工序質量弊病[3]。

2.2 彎沉動態控制

案例工程下面層控制圖參數結算結果見表1。

表1 下面層控制圖參數計算結果

2.3 彎沉隨齡期的變化規律

（1）由圖1、圖2及現場實測彎沉數據可知，道路各結構層彎沉值與其施工齡期有關。由各結構層不同齡期彎沉數據，可擬合出道路各結構層彎沉隨齡期變化關系式，見表2。

表2 各結構層彎沉隨齡期的變化規律

（2）將各結構層施工齡期代入擬合公式，可算得相應結構層各齡期彎沉值，結果見表3。

表3 各結構層不同齡期彎沉標準值

（3）施工階段通過對比各結構層相應齡期實測彎沉與標準彎沉值偏差，可及時發現結構層質量問題。

3 高速公路瀝青路面施工質量監控分析

某高速公路工程，沿線場地土體潮濕、施工周期較短，工程交付運營不久便出現較為嚴重的沉降變強、開裂等質量病害。為消除道路沉降及繼發病害，道路路基、底基層、基層施工階段，就采用彎沉測試控制各結構層施工質量[4]。

3.1 原材料控制

引起道路各結構層實測彎沉值偏差過大的主要原因有路面溫度、濕度、材料參數等。

（1）粗級料在瀝青混合料攤鋪碾壓后，相互嵌擠形成骨架結構，決定了瀝青路面結構剛度、強度性能。初級料一般選用質地堅硬、耐磨性強的碎石，保證路面承載力性能。

（2）面層混合料攤鋪施工階段，粗級料在高溫狀態下受壓實設備碾壓作用，易發生破碎現象，為保證道路中、下面層結構層高度，需要考慮粗級料高溫壓碎指標。

（3）細集料起到填充粗級料間隙、改善瀝青薄膜分布等作用，可以粗集料、瀝青膠結料配合形成瀝青路面宏觀構造，一般要求其干燥、潔凈、含泥量達標[5]。

（4）瀝青膠結料起到膠結作用，其技術指標對瀝青路面強度、水穩定性、溫度穩定性等具有重要影響，其技術指標應符合相關規范要求。

3.2 彎沉監控布置方案

測點布設間距為20 cm，其中測點1~3布設在路面結構一上；測點4~6布設于路面結構二上；測點7~9布設于路面結構三上，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 測試結果分析

分別測試3種路面結構精加工層、低基層、下基層、下面層、中面層、上面層的彎沉、回彈模量數據，結果見表4和表5。

表4 各結構層承載板回彈模量測試

表5 各結構層回彈彎沉測試結論

由表4可知：①精加工層一、二、三結構層各測點回彈模量均值為265.2 MPa，標準差為49.85 MPa，符合規范要求，路基施工質量良好；②底基層強度符合設計要求，但其9個測點回彈模量標準差為150.7MP，離散性較大，耐久性、穩定性不足，易發生早期病害；③下基層結構一回彈模量離散性較大，不符合規范要求；結構二、結構三回彈模量離散性較小，滿足規范及設計要求；④下面層頂回彈模量均值為5 942.9 MPa，標準差為145.8 MPa；⑤中面層頂結構一回彈模量標準差為469.7 MPa，離散性較大，不符合設計要求；⑥表面層測點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，表明兩結構層施工質量受路基施工質量影響較大；②各面層回彈彎沉測試結果差異較小，表明彎沉值無法全面反映道路施工質量，結構層需采用回彈模量評價其施工質量，實現對道路施工質量的有效控制。

4 結論

該文依托實體工程，運用現場測試和室內實驗的方法，研究了瀝青道路各結構層彎沉指標隨著施工期間變化的關系，提出了瀝青路面施工回彈模量及彎沉指標相結合的質量控制措施，結論如下：

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

（2）以結構設計彎沉作為瀝青路面結構層施工質量控制指標，可通過各結構層彎沉隨齡期變化關系式，計算其相應齡期的彎沉數據，控制道路施工質量。

（3）部分結構層無法單獨通過回彈彎沉評價結構層施工質量，可配合相應結構層回彈模量指標，實現對道路結構層施工質量的整體控制。