公路工程瀝青路面施工技術(shù)和質(zhì)量控制初探

張海峰

在當(dāng)前的公路工程建設(shè)過(guò)程中，瀝青路面施工質(zhì)量在很大程度上決定了公路使用品質(zhì)，因此必須對(duì)瀝青路面施工高度重視，通過(guò)對(duì)相關(guān)施工技術(shù)和質(zhì)量控制的深入分析探討，明確施工工藝方法和質(zhì)量控制要點(diǎn)。

一、工程概況

某公路工程起、迄樁號(hào)為K146+672.259～K233+979.315，其主線長(zhǎng)度約87km，按雙向六車道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，路基設(shè)計(jì)寬度為33.5m，路面結(jié)構(gòu)層次為：4cm厚AC-13C（改性瀝青）+70#熱瀝青粘層+6cm厚AC-20C（改性瀝青）+70#熱瀝青粘層+8cm厚AC-25C+1cm厚同步瀝青碎石封層+透層+35cm厚5%水泥穩(wěn)定碎石基層+20cm厚4%水泥穩(wěn)定碎石底基層+20cm厚級(jí)配碎石墊層。

二、瀝青混合料集料級(jí)配設(shè)計(jì)與最佳油石比確定

級(jí)配范圍的確定是一個(gè)十分復(fù)雜的過(guò)程，一方面要充分考慮當(dāng)?shù)毓饭こ淌┕そ?jīng)驗(yàn)，另一方面則要對(duì)包含氣候條件和交通條件等在內(nèi)的各方面因素進(jìn)行綜合考慮。在對(duì)瀝青混合料進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)的過(guò)程中，選擇礦料合成級(jí)配范圍至關(guān)重要，這是使混合料有理想路用性能的重要基礎(chǔ)。該工程瀝青混合料的礦料合成級(jí)配如表1所示。

表1 礦料合成級(jí)配

現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范提出最佳油石比需采用馬歇爾試驗(yàn)的方法確定，試驗(yàn)時(shí)先制作試件，期間需重視并做好溫度控制，因?yàn)闇囟葧?huì)對(duì)試件壓實(shí)情況造成直接影響。馬歇爾試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2所示。根據(jù)表2數(shù)據(jù)結(jié)果，最終將最佳油石比確定為4.3%。

表2 馬歇爾試驗(yàn)數(shù)據(jù)

三、施工技術(shù)與質(zhì)量控制

1.下承層準(zhǔn)備

攤鋪開(kāi)始前先做好基層檢驗(yàn)，即便在下承層施工完成后開(kāi)展了質(zhì)量檢驗(yàn)，但下承層與基層仍然在施工時(shí)間上存在一定區(qū)別，受外部因素影響可能會(huì)使基層產(chǎn)生破壞，對(duì)此應(yīng)及時(shí)維修。對(duì)于瀝青類連接層，其下層表面可能出現(xiàn)泥濘污染，施工前應(yīng)將其清洗干凈。無(wú)論下承層表面產(chǎn)生何種缺陷或不足，都會(huì)影響到層間連接強(qiáng)度，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)對(duì)路面結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度造成影響。特別是在橋頭兩端和通道兩端，如果基層產(chǎn)生質(zhì)量缺陷，則要在全寬范圍之內(nèi)采用填挖的方法處理。

2.施工放樣

施工放樣主要包含兩項(xiàng)工作內(nèi)容，分別為平面控制與高程測(cè)量。其中，高程測(cè)量目的在于對(duì)比下承層高程實(shí)際值與設(shè)計(jì)值，再通過(guò)計(jì)算確定數(shù)值誤差。根據(jù)高程值，放出掛線標(biāo)準(zhǔn)樁，為攤鋪高程及厚度控制創(chuàng)造便利條件。如施工所用攤鋪設(shè)備未配備自動(dòng)設(shè)備，則要根據(jù)實(shí)測(cè)高程和攤鋪厚度來(lái)確定實(shí)際攤鋪厚度，施工前通過(guò)設(shè)置墊塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)攤鋪厚度的有效控制。另外還需做好攤鋪平面輪廓線的現(xiàn)場(chǎng)放樣。

高程放樣過(guò)程中需充分考慮下承層實(shí)際厚度、高程差值與攤鋪厚度，以此確定掛線樁頂部實(shí)際高程，再據(jù)此實(shí)施打樁與掛線。若下承層厚度未能達(dá)到要求，則需要在該層中考慮相應(yīng)的厚度差，并兼顧到下承層表面設(shè)計(jì)高程。當(dāng)下承層實(shí)際厚度與設(shè)計(jì)要求相符，但高程相對(duì)較低時(shí)，需要根據(jù)設(shè)計(jì)要求的高程實(shí)施下承層高程放樣；而當(dāng)下承層實(shí)際高程與厚度都比設(shè)計(jì)值略大時(shí)，則要對(duì)該層厚度實(shí)施放樣。

3.混合料拌和

混合料正式拌和開(kāi)始前應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求的用量試拌，在試拌結(jié)束后進(jìn)行取樣試驗(yàn)，試驗(yàn)方法為馬歇爾試驗(yàn)，試驗(yàn)完成后與室內(nèi)配合比試驗(yàn)成果對(duì)比，以確定設(shè)計(jì)確定的瀝青用量是否合理，最后進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

拌和必須嚴(yán)格按照配料單進(jìn)行，期間對(duì)各類原材料用量和加熱溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制。拌和完成后的混合料應(yīng)保持均勻一致，沒(méi)有結(jié)團(tuán)成塊、花白料與離析等情況。每個(gè)班組都要做好抽樣檢驗(yàn)，以確定混合料性能、礦料級(jí)配與瀝青用量能否達(dá)到要求。在每班拌和完成后，必須對(duì)拌和設(shè)備進(jìn)行清洗，并放空管道內(nèi)的瀝青。

正式生產(chǎn)開(kāi)始前與生產(chǎn)過(guò)程中都要嚴(yán)格檢查并校正稱量裝置及溫度控制系統(tǒng)，確保設(shè)備和系統(tǒng)都處在良好運(yùn)行狀態(tài)，以保證配合比達(dá)到準(zhǔn)確無(wú)誤，混合料溫度適宜。配備一名有質(zhì)檢員上崗證且具備混合料檢驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)的質(zhì)檢人員，在裝料中與離開(kāi)拌和站之前進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行經(jīng)常性目測(cè)，以此及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題。

測(cè)溫借助手持式紅外測(cè)溫計(jì)進(jìn)行，由專門的檢驗(yàn)人員在出料口處借助儀器檢測(cè)混合料的溫度?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)人員應(yīng)采集有代表性的樣品實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，同時(shí)分析各項(xiàng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。需測(cè)試的內(nèi)容包括：馬歇爾穩(wěn)定度、流值、空隙率、飽和度、瀝青抽提試驗(yàn)、抽提之后的礦料級(jí)配組成，在必要的情況下做好殘留穩(wěn)定度檢測(cè)。

4.混合料運(yùn)輸

（1）對(duì)于熱拌混合料，宜采用噸位相對(duì)較大的運(yùn)料車來(lái)運(yùn)輸，運(yùn)輸中注意不可急轉(zhuǎn)彎和急剎車，以免基層表面被破壞。在運(yùn)料車車廂內(nèi)，底板與側(cè)板都應(yīng)使用金屬板，以便于運(yùn)料結(jié)束后的清洗，并在裝料前涂抹隔離劑，以防混合料和車廂板之間粘結(jié)。

（2）混合料從拌和機(jī)裝入運(yùn)料車的過(guò)程中，要分成三次挪動(dòng)運(yùn)料車，以確保裝料達(dá)到平衡，防止集料發(fā)生離析。

（3）運(yùn)料車裝料完成后需使用篷布進(jìn)行覆蓋，以防止污染和溫度降低。

（4）在運(yùn)料車入場(chǎng)過(guò)程中，其車輪不能沾有任何污染物，對(duì)此要在入場(chǎng)前對(duì)車輪進(jìn)行沖洗?；旌狭先雸?chǎng)時(shí)，要采用書面形式做好接收，并認(rèn)真檢查混合料質(zhì)量狀態(tài)，若發(fā)現(xiàn)混合料質(zhì)量未能達(dá)到要求，應(yīng)立即清場(chǎng)，不可在施工中使用。

（5）混合料攤鋪時(shí)，運(yùn)料車數(shù)量不能低于現(xiàn)場(chǎng)攤鋪速度及混合料生產(chǎn)能力，并且不能有停機(jī)待料的情況。

（6）對(duì)混合料進(jìn)行連續(xù)攤鋪時(shí)，運(yùn)料車要在攤鋪設(shè)備之前適當(dāng)距離等待，在確認(rèn)具備卸料條件后，方可緩慢卸料，卸料時(shí)控制好攤鋪設(shè)備與運(yùn)料車之間的距離，防止碰撞。

（7）卸料完成后及時(shí)清理車廂中殘留的混合料，尤其是改性瀝青，以免硬結(jié)。

5.混合料攤鋪

混合料攤鋪需借助攤鋪設(shè)備完成，嚴(yán)格按照相關(guān)操作規(guī)程實(shí)施操作。攤鋪要保持均勻、緩慢和連續(xù)，以保證攤鋪完成后面層平整度。若混合料表面產(chǎn)生離析或疤痕，應(yīng)先確定其產(chǎn)生原因，再采取針對(duì)性措施處理。在實(shí)際的攤鋪施工中要注意以下幾方面技術(shù)要點(diǎn)和質(zhì)量控制要點(diǎn)：

（1）混合料攤鋪宜使用型號(hào)相同的攤鋪設(shè)備按照10～20m的距離錯(cuò)開(kāi)進(jìn)行，保證兩臺(tái)設(shè)備實(shí)際攤鋪溫度盡量相同，以保證后續(xù)壓實(shí)效果，相鄰兩個(gè)攤鋪帶之間要有3～6cm寬的搭接，并將搭接處避開(kāi)行車痕跡，上、下兩層之間的搭接處要有20cm及以上的錯(cuò)開(kāi)。

（2）攤鋪開(kāi)始前做好攤鋪設(shè)備預(yù)熱，具體加熱溫度根據(jù)當(dāng)天氣溫確定，當(dāng)氣溫相對(duì)較低時(shí)，需適當(dāng)提升攤鋪設(shè)備加熱溫度，一般需要加熱至100℃。

（3）若施工所用攤鋪設(shè)備配備自動(dòng)找平裝置，則可通過(guò)鋼絲繩引導(dǎo)進(jìn)行高程控制，而上面層則需使用攤鋪開(kāi)始前和完成后高差保持一致的控制方式，對(duì)于中面層，需根據(jù)實(shí)際情況確定適宜的找平方式。如果找平方式為接觸式平衡梁，則輪胎上不能沾染瀝青。攤鋪完成后的混合料，其橫坡與平整度都應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

（4）對(duì)于攤鋪溫度，必須與相關(guān)技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)的要求相符，并根據(jù)施工時(shí)的氣溫和瀝青粘度確定。當(dāng)采用改性瀝青時(shí)，其攤鋪溫度需要比采用普通瀝青拌和而成的混合料高10℃～20℃。

（5）在攤鋪熱拌瀝青混合料的過(guò)程中，其實(shí)際施工條件主要由風(fēng)速、地表溫度和攤鋪層的層厚三方面因素決定。若施工時(shí)出現(xiàn)大風(fēng)降溫的情況，并且瀝青層難以迅速碾壓密實(shí)，則不可進(jìn)行混合料攤鋪。在允許的最低溫度條件下進(jìn)行攤鋪施工時(shí)，需采取下列各項(xiàng)措施：適當(dāng)提升拌和溫度；運(yùn)料時(shí)切實(shí)做好覆蓋保溫；攤鋪采用有良好壓實(shí)功能的設(shè)備，并做好熨平板預(yù)熱，減慢攤鋪速度；適當(dāng)提升初期碾壓溫度，將混合料攤鋪完成后立即碾壓，配備足夠的壓路機(jī)，縮短碾壓段的長(zhǎng)度。

（6）混合料攤鋪時(shí)若供料落后，則以集中攤鋪方式為宜，防止攤鋪中途停頓。如果混合料長(zhǎng)時(shí)間等待，則會(huì)使混合料溫度大幅下降，導(dǎo)致其表面產(chǎn)生硬結(jié)，直接影響攤鋪質(zhì)量，所以必須及時(shí)處理。

通常情況下，由攤鋪設(shè)備攤鋪的混合料不可采用人工修整，若出現(xiàn)以下情況可采用人工進(jìn)行修整，或進(jìn)行必要的局部更換及找補(bǔ)，相應(yīng)的還要調(diào)整好橫坡及熨平板密度：攤鋪層平整度較差；接縫處理不到位，存在明顯痕跡；部分位置的混合料發(fā)生離析；攤鋪設(shè)備后方有明顯拖痕；混合料中存在很多雜物。基于現(xiàn)場(chǎng)管理人員正確指導(dǎo)，對(duì)有缺陷的部位實(shí)施找補(bǔ)，如果發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重缺陷，則要清除整個(gè)結(jié)構(gòu)層次。當(dāng)路面鋪筑施工在雨季進(jìn)行時(shí)，需鏟除還沒(méi)有碾壓密實(shí)的部分。

6.混合料碾壓

（1）混合料碾壓質(zhì)量在很大程度上由碾壓溫度決定，如果碾壓溫度相對(duì)較高，則只需要很少的碾壓遍數(shù)即可達(dá)到良好壓實(shí)效果和密實(shí)程度。然而，由于鋼輪很容易將混合料帶起，導(dǎo)致料堆發(fā)生推移，對(duì)壓實(shí)質(zhì)量和效果造成不利影響；而如果碾壓溫度相對(duì)較低，則會(huì)影響到現(xiàn)場(chǎng)的碾壓施工，產(chǎn)生較難處理的痕跡，影響路面施工完成后的平整度，還會(huì)在集料顆粒表面產(chǎn)生瀝青油膜，導(dǎo)致顆粒之間無(wú)法產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，影響路面完工后的平整度與壓實(shí)度。

（2）對(duì)于路基、基層和底基層，其碾壓遵循以下規(guī)律：當(dāng)碾壓層厚度較大時(shí)，難以達(dá)到要求的密實(shí)度；而當(dāng)碾壓層厚度較小時(shí)，則容易達(dá)到密實(shí)度要求。對(duì)瀝青面層而言，壓實(shí)規(guī)律則完全相反，即碾壓層層厚較大時(shí)，較容易滿足密實(shí)度要求，其主要原因?yàn)椋寒?dāng)混合料厚度較小時(shí)，其溫度下降速度往往很快；而當(dāng)溫度相對(duì)較小時(shí)，會(huì)直接影響壓實(shí)效果。

（3）混合料碾壓時(shí)，碾壓遍數(shù)和碾壓速度彼此相互影響和制約，若碾壓速度相對(duì)較快，要想達(dá)到要求的壓實(shí)質(zhì)量，則需要增加碾壓遍數(shù)，但這會(huì)影響到壓實(shí)效率。對(duì)此，要選擇適宜的碾壓速度，縮短碾壓持續(xù)時(shí)間，這對(duì)加快碾壓效率有重要現(xiàn)實(shí)意義。

（4）壓路機(jī)振動(dòng)可以產(chǎn)生一定激振力，使顆粒之間運(yùn)動(dòng)速度加快，減小摩擦，保證壓實(shí)效果，自振頻率是確定振動(dòng)率的主要依據(jù)，若自振頻率與振動(dòng)頻率接近，則混合料會(huì)產(chǎn)生共振，保證壓實(shí)效率與效果；而如果振動(dòng)頻率過(guò)高或過(guò)低，則壓實(shí)效果將無(wú)法達(dá)到預(yù)期。根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果可知，需將碾壓頻率控制在33～50Hz范圍內(nèi)。

四、結(jié)論

綜上所述，瀝青路面是當(dāng)前公路工程建設(shè)中最常用的路面類型，以上結(jié)合實(shí)例對(duì)瀝青路面施工技術(shù)與質(zhì)量控制進(jìn)行了初步分析與總結(jié)，明確具體的施工工藝方法和質(zhì)量控制要點(diǎn)，旨在為其它類似公路工程瀝青路面施工提供可靠技術(shù)參考。