浅谈沥青路面的施工

董彬林

[摘要]沥青路面的使用性能是指路面能提供的行车条件。路面行车使人感觉越舒适,路面使用性能越好。沥青路面的使用性能除了影响行车舒适性外,还直接影响行车的安全性。路况差,必然增加行驶难度,造成驾驶人员紧张,降低运输效率,增加油耗,直接影响交通运输和经济发展,并带来不良社会影响。

[关键词]沥青路面施工

一、沥青路面的施工现状

由于沥青路面具有表面平整、无接缝、行车舒适、噪音低、施工期短和维修方便等优良特性,当前世界各国的高等级公路大多采用沥青路面,我国也不例外。目前,我国已经建成的高等级公路中有90%采用了沥青路面。令人担忧的是许多已经建成的沥青路面公路出现了严重的早期破坏,通车不到几年的时间就出现路面开裂、剥落、泛油、拥包、车辙等早期破坏现象,严重影响了行车舒适性和行车安全。虽然有很多其他方面的因素,但是沥青路面施工中过程控制不严格,关键环节控制不得力也是造成路面早期破坏的重要原因之一。沥青路面的使用性能是指路面能提供的行车条件。路面行车使人感觉越舒适,路面使用性能越好。沥青路面的使用性能除了影响行车舒适性外,还直接影响行车的安全性。路况差,必然增加行驶难度,造成驾驶人员紧张,降低运输效率,增加油耗,直接影响交通运输和经济发展,并带来不良社会影响。

二、气候条件及交通情况对沥青路面的影响

1.沥青路面的车辙变形、拥包等主要发生在夏季高温情况下,是一种混合料各种成分位置的变化过程。通常情况下,矿料级配的贡献率占到60%。沥青结合料则提供40%的抗车辙能力。

2.沥青路面的温缩裂缝表现为寒冷季节沥青混合料的集料之间的沥青膜拉伸破坏,然后再导致集料的破裂。因此低温抗裂性能主要取决于沥青结合料的低温拉伸变形性能,沥青结合料性能的贡献率达到90%。这时候的混合料非常坚硬,混合料的矿料级配对抵抗收缩变形导致的开裂无能为力,其贡献率充其量只有10%。

3.沥青混合料的水损害是由于沥青结合料与集料表面的粘结力丧失而导致剥离,沥青混合料的水稳定性取决于沥青与矿料界面的粘结力,尤其是矿料品种。

4.沥青混合料的疲劳开裂源于反复荷载的作用,集料性质、矿料级配、沥青结合料的性质,还包括路面设计都起到重要作用。一般认为,沥青结合料的作用起到60%。

三、改进沥青路面使用性能的途径

路面使用性能评价取决于道路使用者对路面使用条件的综合感受,据有关数据调查显示,影响路面使用性能的第一因素是平整度,其次是道路裂缝及车辙。同我国路况实际情况结合起来看,影响沥青路面使用品质的主要问题是坑槽、车辙、裂缝,当然桥梁伸缩缝安装质量及施工缝的施工质量也会影响行车舒适性,但主要的影响因素来自于前者。分析原因,大致有以下三个因素影响了沥青路面的使用质量。一是路面设计。这里主要指路面结构及厚度设计。沥青路面的结构及厚度设计应根据气候条件、交通荷载、地理条件、材料供应等因素根据计算理论得出。目前我国的沥青路面设计大部分可称之为模式化设计,不同地区,不同气候条件,甚至不同交通量状况,得到的沥青路面结构及厚度设计都是类似或相同的;二是材料设计。沥青路面的材料设计(原材料质量要求及沥青混合料配合比设计)是沥青路面设计、施工中的一项重要内容。而在我国的设计文件中,缺乏有针对性的材料设计内容,而仅仅是照搬规范,按中值法确定沥青混合料级配。在实际施工中,施工单位按照设计图纸或规范推荐的级配范围中值法确定沥青混合料级配。这样做的结果是确定的沥青混合料的级配同使用要求不匹配,易形成早期损害。合理的沥青混合料配合比设计是保证沥青路面施工质量的技术前提,在配合比设计方面,必须摈弃僵化的概念,根据交通量、气候等因素,以路面使用性能为基点,有针对性地进行配合比设计,才能保证沥青路面的良好使用性能;三是施工因素。沥青路面的早期损坏经常与使用的材料不好、压实度偏低、级配变异性大、排水设计不合理等有关。要充分发挥沥青路面的优点,必须有良好的施工品质作保障。要确保沥青路面达到预期的设计目标和路用性能,必须做好施工阶段的质量控制。影响施工质量的因素很多,如原材料、施工质量管理方法,尤其是施工过程中的变异性问题等。

四、基于可靠度的沥青路面施工质量控制

根据公路工程质量控制的定义,可以定义基于可靠度的沥青路面施工质量控制为:在施工阶段,为了达到要求的沥青路面结构可靠度,采取一定的方法对可靠度的影响因素进行控制,藉以提高沥青路面的施工质量。从前面的施工可靠度分析可知,为了保证施工可靠度目标值,基于可靠度的沥青路面施工质量控制要对原材料和施工工序影响可靠度的测试指标进行控制,并对这些测试指标的数据进行分析,以便进行质量改进。

这种质量控制方法主要是根据影响材料质量的各项技术标准和工艺参数在施工过程中的测试数据,借助控制图(管理图)之类的统计工具,对生产过程进行测试及统计分析研究,探求测试数据的变化原因,对那些明显影响质量的因素,应采取措施加以控制,并不断建立新的施工标准,来保证今后不要发生严重的质量事故,使施工能长期保持在稳定的质量状态。

要保证沥青路面设计可靠度,关键是对质量控制指标进行控制。质控指标大致可以分为两类,对应两种控制方法。第一类指标与施工可靠度概念直接相关,如土基回弹模量、各层材料回弹模量以及各结构层厚度,可通过建立体系可靠度评价模型,计算不同结构层的可靠度来评估参数水平,并通过在后期参数水平不变的情况下预算路面可靠度,在当前参数水平不够的情况,通过对后继施工水平的提高,保证路面设计可靠度,减少返工,实现动态控制。第二类指标是与施工可靠度概念间接相关,它们直接影响第一类参数水平,可以利用常规控制图实现过程控制来控制其变异水平。

五、小结

综上所述,较早的路面施工工艺和施工技术受到强有力的挑战,我们必须根据国内现有的材料状况和设备条件进行调整,利用好国外的先进技术,再加以中国化的运用,与此同时,我们必须针沥青路面的材料特点进行重新而有深入的研究,提高沥青路面的施工工艺和施工控制方法已经迫在眉睫了。

参考文献: [1]公路沥青路面施工技术规范(JTG F40-2004).人民交通出版社,2004.