高速公路瀝青面層施工質量控制技術研究

王建鵬

摘要： 在高速公路施工中，瀝青面層是非常重要的一部分，在質量控制方面具有較高的要求。同時，其在具體施工當中也具有較多的影響因素，并因此給質量控制帶來了一定的難度。在本文中，將就高速公路瀝青面層施工質量控制技術進行一定的研究。

Abstract： In highway construction， the asphalt layer is a very important part， and it has higher requirements in terms of quality control. At the same time， in the actual construction， there are also many influencing factors， and therefore has brought a certain degree of difficulty to the quality control. In this paper， it will conduct some research on the asphalt layer construction quality control technology in highway.

關鍵詞： 高速公路；瀝青面層；施工質量控制

Key words： highway；asphalt pavement；construction quality control

中圖分類號：U416.217 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）13-0119-04

0 引言

高速公路在交通運輸中發(fā)揮著強大的先導作用，伴隨著高速公路的蓬勃發(fā)展，瀝青混凝土得到廣泛應用，施工技術也逐漸走向成熟。盡管如此，仍然有很多因素會使瀝青混凝土路面的質量出現(xiàn)重大問題，導致很多危險事故的發(fā)生。為了減少一些不必要的損失，對瀝青混凝土路面施工中需要注意的問題進行探討就顯得很有必要。

1 高速公路瀝青面層質量通病

目前常見的瀝青公路路面質量通病包括面層離析、瀝青面層壓實度不均勻、瀝青面層厚度不足、裂縫、地基沉降不均勻、車轍、泛油等等。

1.1 路面面層離析

①混合料集料公稱最大粒徑與鋪面厚度之間比例不匹配。②瀝青混合料不佳。③混合料拌和不均勻，運輸中發(fā)生離析。④攤鋪機檢修維護不到位或性能不佳。

1.2 瀝青面層壓實度不合格

①瀝青混合料級配差。②瀝青混合料碾壓溫度不夠。③壓路機質量小，壓實遍數不夠。④邊緣壓實不到位。⑤標準密度不準。

1.3 瀝青面層厚度不足

①試鋪時未認真確定好松鋪系數。②施工時未根據每天檢測結果對松鋪厚度進行調整。③攤鋪機或找平裝置未調整好。

1.4 瀝青面層裂縫

①混合料配比不科學。②施工中對瀝青混合料的攤鋪溫度、攤鋪工序等控制不當。③路基不均勻沉降。

1.5 車轍

①瀝青油石比偏高，熱穩(wěn)定性差。②瀝青混合料級配偏細，粗骨料處于懸浮狀態(tài)。③重車的渠化交通。④瀝青老化。

1.6 泛油

①瀝青用量偏高。②瀝青下封層或粘層油用量偏多。③用料過細或細料偏多。

2 高速公路瀝青面層施工工藝流程

要控制瀝青面層的施工質量，就必須理順瀝青面層的施工工藝流程，根據該工藝流程逐步開展質量控制工作。高速公路瀝青面層施工工藝流程如圖1所示。

3 瀝青面層施工質量控制要求及技術措施

3.1 對材料質量的控制

在高速公路建設中，對于材料的追量控制內容有：①粗集料。粗集料使用的石料需要具有清潔、堅硬的特征，不存在風化顆粒，使用反擊石破碎機對碎石進行壓制。②細集料。細集料方面，應當選擇干燥、無雜質、堅硬且級配適當的人工壓制機制砂，實際施工中可以對其規(guī)格適當調整，即2.36mm通過率同規(guī)范值相比較高，而0.6mm則同規(guī)范值相比相對較低。③瀝青。根據公路等級要求選擇瀝青材料。④填料。填料需要使用石灰?guī)r堿性石料模擬后獲得，礦粉必須清潔、燥性，使用前做好含水量和表觀密度的控制。

3.2 對瀝青混合料配合比的控制

瀝青混合料配合比設計應通過目標配合比設計、生產配合比設計及生產配合比驗證三個階段，確定瀝青混合料的材料品種及配合比、礦料級配、最佳瀝青用量。具體方法如下：

3.2.1 目標配合比設計

目標配合比的設計主要包括粗細集料質量的控制、礦料及配的計算（其中馬歇爾試件的制備最為關鍵）、最佳油石比的確定以及配合比設計檢驗等幾個重要環(huán)節(jié)。

在礦料及配的計算環(huán)節(jié)，粗集料、細集料和填料都采用水洗法篩分，以準確確定0.075mm通過率。根據篩分結果可進一步判斷細集料，特別是石屑的使用性能，若0.075mm通過率在10%以上，則表明土的含量可能超標，應按規(guī)范要求測定石屑的砂當量，如果砂當量小于60%，說明石屑中含有較多的泥土成分，不能使用。

在合成級配的過程中注意以下三點要求：①計算合成級配時，應盡量將0.075mm、2.36mm、4.75mm篩孔的通過率接近中值。最大公稱粒徑附近的篩孔通過率處于中值和上限之間。②按關鍵篩孔通過百分率在工程設計級配范圍內所處位置（中值偏上、中值、中值偏下），設計成偏細、正常和偏粗三種組合類型。③合成級配曲線應成S型，不得有太多的鋸齒型交錯，且在0.3～0.6mm范圍內不出現(xiàn)“駝峰”。另外，馬歇爾試件的制備直接影響試件各個指標的測定結果，對配合比設計和油石比的確定有舉足輕重的作用。首先選擇擊實溫度，按規(guī)范要求并結合施工初壓的溫度確定。預估試件重量，在標準溫度下?lián)魧崳瑴y量試件厚度，計算實際試件擊實重量。應保證該組每個試件取樣均勻，重量一致，溫度相同。如果選擇的油石比范圍合理，五組不同油石比的試件中間，可能會出現(xiàn)重量的峰值。

3.2.2 生產配合比設計

①熱料倉取料。為了保證所取熱料倉的樣品具有正常生產時同樣的性質，就要求取料時拌和料各個機構保持與生產時一樣的狀態(tài)。特別是礦料的烘干溫度和除塵強度直接影響1#熱料倉（細集料）的篩分結果。開機后連續(xù)上料十五分鐘左右，將一開始按以前生產配合比投料拌和的幾鍋料（至少5鍋以上）廢棄，然后分別將每個熱料倉放出至裝載機上，倒在水泥地，待熱料溫度下降到常溫時，適當拌和，從三處以上的位置取樣，拌和均勻，取要求數量的試樣。

②冷料倉流速的調整。冷料倉的出料控制型式分兩種：振動式和輸送式。振動式的振動源來自安裝在冷料倉下部出料口附近的馬達或電磁包。通過改變振動馬達的轉速或電磁包的振動頻率就能改變冷料倉的出料量。輸送式是緊貼在出料口下部專門安裝了一個小型皮帶運輸機。當小皮帶往復運動時，就可將集料由出料口的側門卸到大型水平皮帶運輸機上，然后進入烘干筒加熱。因此，只需改變小皮帶的轉速，就能改變冷料倉的流量。以小皮帶出料口為例，冷料的流量大小與電機轉速、出料口開啟大小、集料規(guī)格和集料含水量有關。

為了使冷料的輸送比例和目標配合比吻合，冷料控制系統(tǒng)參數的確定非常重要。冷料倉的參數確定主要是做好各個冷料倉的集料流量測定工作，其步驟如下：

1）先測定各冷料倉小皮帶的轉速，用秒表實測各個冷料倉在相同分速度（集料電機轉速）Vi（最大分速度的100%、90%、80%、70%和60%）下轉一周長度W所耗用的時間T，則單位時間各小皮帶的運轉長度Wi：

Wi=W/T （1）

2）開啟倉門并固定，測量冷料倉集料料流斷面面積Ai，在實測中發(fā)現(xiàn)，集料料流斷面面積Ai的大小，除與冷料倉門開啟程度有關外，還與集料的粒徑及含水量有關，應分別測定不同集料的料流斷面面積Ai。

當含水量增大，Ai相應減小。這種關系在細集料中更明顯。

3）測量各種集料的松方密度Ri，則單位時間各種集料的流量Qi：

Qi=Wi*Ai*Ri （2）

根據冷料倉在不同集料分速度下得到的不同的集料流量值，繪制集料分速度-集料流量曲線圖。

4）綜合分析目標配合比和集料分速度-集料流量曲線，可計算得到各冷料倉的集料分速度（0%～100%）。采用此種方式上料，可最大限度地減少熱料倉溢料和虧料的現(xiàn)象，降低成本，提高生產效率。

如果石屑的0.075mm粒徑通過率在10%以下，采取以上方式效果明顯；若0.075mm的通過率越大，則熱料倉中細集料愈虧，因為0.075mm以下粉料越多，除塵設備的強度設定就越高，甚至一部分0.15mm和0.3mm的細料都被抽走，就會導致1#熱料倉（細集料）虧料，既使加大1#冷料倉上料比例，取料篩分組合結果與目標級配相去甚遠。所以，應盡量控制石屑中0.075mm以下的含量。

③熱料倉的礦料篩分與級配組合。將取得的幾種熱料倉的礦料分別采用水洗法篩分，用電算法進行組合計算，曲線分布的要求類似于目標配合比。

④馬歇爾試驗。按組合計算的結果配料進行馬歇爾試驗，規(guī)范規(guī)定可取目標配合比得出的最佳油石比±0.3%三檔進行試驗。如果石屑粉料偏多，除塵后變化較大，最好仍采用五檔油石比，用目標配合比完全相同的方式，重新確定最佳油石比。

3.2.3 生產配合比驗證

生產配合比的驗證是通過實際施工對預期結果的驗證，同時也是對施工單位制定的施工方案的檢驗，檢驗拌合、運輸、攤鋪、碾壓工藝等的可行性和設備的匹配情況。

施工單位進行試拌試鋪時，工程指揮部門會同設計、監(jiān)理、施工人員一起進行鑒別。同時試驗室密切配合現(xiàn)場指揮在拌合樓或攤鋪機旁取瀝青混合料試樣，進行馬歇爾試驗，檢驗是否符合標準要求。最后進行高溫穩(wěn)定性及水穩(wěn)性驗證。所有指標全部合格后交付生產使用。在試鋪試驗段時，試驗室還應在現(xiàn)場取樣進行抽提試驗，再次檢驗實際級配和油石比是否合格。同時按照規(guī)范規(guī)定的試驗段鋪筑要求，進行各種試驗。各項試驗結果合格后，可以認為生產配合比得到驗證，是可行的。試驗室據此編寫配合比設計報告及試拌試鋪總結，得出標準配合比。

3.3 對瀝青混合料拌合質量的控制

第一，外觀檢查。檢查混合料的色澤、是否離析結塊、油石比等。當混合料冒黃煙時，即混合料過熱。混合料溫度過低，則裝困難；第二，溫度測試。在拌合當中，每隔30min即需要對溫度進行檢查。第三，取樣測試。在取樣時，需要保證試樣能夠對混合料特性進行代表。測試的主要內容有流值、抽提試驗、馬歇爾穩(wěn)定度以及空隙率等，在必要情況下，需要做好殘留穩(wěn)定度測量。

3.4 對瀝青混合料的攤鋪質量的控制

3.4.1 離析控制

離析情況的控制方式有：第一，選用高性能攤鋪機來保持刮板輸料器和螺旋分料器穩(wěn)定、連續(xù)地工作，則混合料將始終沿熨平板寬度方向均勻分布，有效控制混合料離析。第二，做好受料斗翼板的正確操作，避免出現(xiàn)翻轉過速以及死料過多的情況，盡可能保證攤鋪機當中余料的均勻性，以此對供料的均勻、連續(xù)性做出保證。嚴格避免在供料當中出現(xiàn)緊急制動、忽快忽慢以及猛烈起步的情況。在確定好攤鋪速度之后，則需要做好其連續(xù)性以及穩(wěn)定性的控制，保證速度在2～4m/min范圍內。第三，對于螺旋布料器兩側出現(xiàn)的離析情況，可以通過對一側螺旋方向進行改變的方式解決。第四，對于具有兩幅調拱機構的攤鋪機，在調節(jié)時需要保證前拱拱度同后拱相比較大。根據相關經驗，對于以人工接長調寬的熨平板，前后拱差為3～4mm。如果前拱過大，中間則會在具有較多混合料的情況下出現(xiàn)中間緊密的情況，且存在縱向撕裂狀條紋。相反，如果前拱過小，那么中間混合料量將偏少，并因此出現(xiàn)中間疏松的情況。第五，做好振動系統(tǒng)最佳振頻以及振幅的選擇，以此實現(xiàn)混合料離析情況的科學控制。如果振頻、振幅過大，則可能因此出現(xiàn)細料上浮、泛油以及集料壓碎情況，而如果振頻以及振幅過小，則會因初始密實度較小而對壓實作業(yè)的開展產生影響。

3.4.2 路面平整度控制

該方面的主要內容有：第一，保證攤鋪的連續(xù)性，避免因停頓使路面出現(xiàn)不夠平整的情況。如果出現(xiàn)斷料，則需要停止振搗，并同熨平板加熱器接通，以此對攤鋪溫度做出保證。第二，控制好攤鋪機行進速度，同時避免攤鋪機熨平板底面磨損。第三，自卸車應在攤鋪機前10～20cm處掛空檔停住，由攤鋪機推動向前行進。第四，做好橫向冷接縫處理。在每次攤鋪工作進行前，將接頭處面層橫向切成垂直面并涂上乳化瀝青，測出接頭處松鋪厚度，按照測出的厚度放置墊板。攤鋪機就位后將標尺調到與之前在此處提機時讀數一致，起步前，攤鋪機螺旋將熱料均勻輸送，并將接頭全覆蓋，等待5～10min后以小于1/min的速度起步，接頭露出后人工進行局部修整，壓路機進行45度斜角碾壓，直至接頭碾壓平整。

3.5 瀝青面層質量檢查項目及控制指標

①粗集料。粗集料應符合工程設計規(guī)定的級配范圍。具體標準見表1。

②細集料。1）含泥量，對城市快速路、主干路不得大于3%；2）與瀝青的粘附性小于4級的砂，不得用于城市快速路和主干路。具體標準見表2。

③填料。礦粉應用石灰?guī)r等憎水性石料磨制。具體標準見表3。

④工后質量檢測標準。瀝青面層施工完成后，參照表4中的項目和規(guī)范指標對面層施工質量進行全面檢測。不合格的項目參考質量指標進行整改，直至達到質量標準。

4 結論

瀝青路面的施工質量首先取決于原材料的質量、瀝青混凝土的配合比、混合料生產的控制，同時對瀝青混合料的運輸、攤鋪、碾壓的施工工藝更需要有一個全過程的、系統(tǒng)的、科學的管理，要確保瀝青混凝土路面的施工質量應注重施工過程的各個環(huán)節(jié)、工序的控制，才能鋪筑出高質量、高水平的瀝青混凝土路面。本文僅針對高速公路瀝青面層施工中的質量通病，從理順施工工藝流程開始進行質量控制，提出了一套規(guī)范有效的質量控制措施，對當前的瀝青路面施工有一定的參考價值。在實際工程建設中，需要施工方需要能夠做好相關技術的把握，根據工程建設要求對質量控制指標及相關措施進行適用性調整，以科學技術的正確運用保障瀝青面層質量。

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