高等级公路沥青路面的施工技术及质量控制

胡可渠

摘要：随着我国公路建设的飞速发展，时高等级公路建设中广泛使用的沥青混凝土路面质量的要求也越来越高。本文作者结合工程实例，针时一级公路沥青路面工程施工的质量控制，激光纹理评价路面施工离析及质量控制水平等问题进行分析和技术总结。

关键词：一级公路；沥青路面；施工工艺；离析分析；质量控制

沥青路面被我国高速公路越来越普遍地采用，随着经济的快速发展，交通量及其轴重越来越大，对沥青路面的结构要求和施工质量水平提出了更高的要求。

本文以某一级公路为案例，以控制沥青混合料的离析为目的，针对整个施工过程开展研究。主要包括集料生产、运输、堆放等环节的集料离析，沥青拌合楼生产、储存、装料、摊铺机收斗、布料器分料等工艺环节存在的混合料级配离析，混合辩运输距离过长、未采取保温措施、机械故障、气温较低等于原因导致的温度离析。显然，仅仅认识到离析问题所在和采取了防止离析的相关技术措施仍然是不够的，还需要有效的检验手段，监控施工质量效果以便及时发现问题、反馈信息和调整相应施工工艺，施工中尝试了无损检测方法激光纹理仪。

一、工程贵州

该一级公路全长98.2km，预测本公路建成通车后的交通量大，重载车多，又处在高温、多雨的地区，显然对于沥青路面的抗高温稳定性和抗水损害性能将是严峻的考验。

该公路主线以沥青混凝土路面为主。其路面结构(见1)为：主线路基段4croAK-16A(上面层)+5cmAC-20I(中面层)+6cmAC-25I(下面层)+lcm(下封层)+40cm(水泥稳定碎石基层)+20cm(水泥稳定类底基层)；桥面铺装部分没有下面层，中面层与上面层与路基段相同。而沿线的石场调查显示，石科基本是花岗岩，限于工期和造价的制约，材料设计只能采用花岗岩，这无疑为设计高性能的沥青混合料增加相当大的难度。

沥青面层工程量大，工期紧是该工程的突出问题。为了确保工程施工质量，甚至实现优质工程，制定一套沥青路面施工的组织管理和质量控制体系十分必要。

二、施工质量控制

通过对该公路沥青路面施工离析的控制和研究，提出了沥青路面离析主要应从集料离析、沥青混合料级配离析以及温度离析3个方面进行控制。

(一)石料质量控制

该公路石料采用沿线的花岗岩类石料，不可避免的会存在一些不足，如与沥青的粘附性差、强度不高、磨光值偏低，组分不稳定(密度变化)等，显然，加强对石场和料场原材料技术指标的质量跟踪控制十分必要。施工中在加强对施工单位原材料自检以及监理单位抽检的基础上，同时开展了技术服务单位平行检验与质量稳定性评价试验，如及时进行石场或料场各规格料的表观密度、筛分、针片状、软石含量等指标的检验。粗集料每500m3进行常规检验，细集料每200m~抽检，将各指标进行统计分析。通过对均值及标准差的比较，跟踪石料的质量便一准状况。如筛分颗粒组成配变化反映了振动筛网的磨损程度，密度的变异显示了开采岩层的变化，棱角度的变大说明反击颇植需要更换等。通过上述技术把关。发现施工中个别石场石料不同程度存在针片状超标、风化石含量过大、含有密度异常黑色碎石等问题，并及时进行了处理，避免了质量事故的发，大大提高了原材料的质量控制力度。

(二)配合比设计验证与优化

解决沥青混合料级配离析应首先从目标配合比设计开始。增加粗集料比利可提高混合料抗高温性能，但也增加了施工离析的风险；反之，细集料比例变大，虽施工均匀性较好，但抗高温性能损失较大。本文着重开展了以下方面的重要工作：按规范设计同时兼顾广东省省交通厅2003299号文件要求：兼顾高温稳定性和密水性，采用SUPERPAVE技术优化规范配合比设计的部分体积指标。

299号文件对沥青混合料配合比设计的要求体现在2个方面：针对广东省地处经济发达地区特点，即交通置大，重载车比例高。提出了中上面层重交沥青混合料应不小1200次／mm，以及针对高温多雨的特点，提出了中下面层沥青混合料设计空隙率为3～4％，抗滑表层为4～5％。施工过程中遇到问题的现场指导与专题研讨等。

Ac类沥青混凝土为密实悬浮型结构，其粗级料未能形成良好的嵌挤分布，而越来越多的研究表明(如美国的SUPERPAVE技术和我国的按体积设计混合料CAVF法)，混合料的高温稳定性受级配的粗集料嵌挤状态的影响相当显著。为此，设计规范沥青混合料的同时适当考虑已有研究成果，提高所设计的规范沥青混凝土粗集料间的嵌挤程度，针对不同原材料，通过大量试验确定级配曲线的走势和关键点的通过率引入体积法设计沥青混合料思想，严格控制V姒、VFA、w等积指标，如中下面层“S”曲线的曲率反向位置最适宜2.3～9.5ms间，对于Ac类沥青混合料4.75mm通过率。AC-25I控制为37％±2％，AC-20I控制为43％士2％，2.36mm筛档的分计筛余控制在10％以内，对于ViEA指标，AC-25I大于13％，AC-20I大于14％。这些技术措施既提高了沥青混合料的抗高温稳定性，也减少大颗粒多所造成的级配离析。

(三)施工过程中的离析分析与控制

1、沥青混合料施工过程存在级配离析和温度离析2种主要情况。

2、混合料温度离析体现为贮料罐内边缘于内部温度存在差异，料车运输途中与车体和空气接触位置温度低于内部，摊铺机作业时的停机、等料造成的前后摊铺沥青混合料温度不同，碾压工序不合理造成的先压和后亚区域温度不一致等。

三、激光纹理评价路面施工离析

激光纹理仪是采用激光脉冲反射原理来测定路面构造深度大小的。激光纹理仪可高速连续测量沥青路面的表面纹理轮廓，可以快速得到连续的纵向表面构造深度。激光构造深度仪比较轻便，便于携带，也可车载，并且能实时进行数据分析。

采用激光纹理仪测构造深度评价沥青路面施工的离析时，直接测量结果是构造深度值，不是我们期望的最终结果，在数据分析过程中采用它与标准构造深度值的比值，通过比值来反映出路面的离析情况。路面离析的地方，粗骨料集中，表面构造深度必然较正常情况偏大。摊铺工艺、机械设备性能、料源的稳定性等因素都影响混合料的离析程度，根据评价结果。可以及时从这几方面寻找与分析原因，并加以改进。

具体测试方法为：针对刚刚施工完成的沥青路面，先选择一段长度100～200m不等的有代表性的路段，然后利用皮尺对选定的路段区域进行纵向(行车方向)和横行(垂直行车方向)网格划分。根据激光纹理仪的工作原理(每10延m一个结果)。把选定的路段区域划分为多个长(纵向)10m，宽(横行)1m的小长方形，利用激光纹理仪测得各个小长方形的构造深度值，连续量测得到路段的多个这样的“点”区域的构造深度，便形成了对一块区域的检测，然后再采用统计数学方法来分析评价整块区域内各个点区域的离析状况及其分布，从而达到对该块区域内沥青路面施工质量进行控制的目的。通过采用该方法对全线数十次的评价的结果显示，该方法可有效地识别离析的位置和程度，并给出量化值。为局部路面补强和返工提供了强有力的技术支持。

四、质量控制水平

通过从原材料、配合比、施工工艺等方面严格控制，通过现场测试评价并加以改进，该路面施工质量一直处于受控之中，交工验收检测的各项指标都较好(见表1)，全线沥青路面分部工程优良率为100％，3个项目段工程质量都被评定为优良。

该一级公路从通车至今，已经两年有多了，从通车开始交通量就较大，刚通车时昼夜交通量就达5辆辆，目前已经近1万辆，重车比例占2成左右。沥青路面经过了高温与多雨的考验，目前又是高温多雨的季节，从该公路上实驾车行走与质保期维修养护的情况来看，路面因离析出现水毁坑槽的现象较少，基本没有车辙病害，全线行车舒适、平整度好，路面的构造深度也满足要求。

五、结语

通过以该一级公路沥青路面施工离析为主要内容的质量控制研究，可得到以下结论：

采取承包商、监理单位和技术服务单位协助总包三级组织管理模式管理施工质量是成功的；将沥青路面施工离析划分为石料离析、矿料级配离析、温度离析。进行了合理分析，并采取有针对性的技术保证措施，收到了理想的效果；采用激光纹理仪评价沥青路面施工离析。方法简单，操作便捷，效果理想、直观：通过以离析为重点的施工质量控制，该公路沥青路面获得了优质的施工质量效果。