浅述质量控制在道路路基与路面施工中的应用

邹世龙,郝亭贵

(1.哈尔滨市公路工程质量监督站;2.同江市农村公路管理站)

1 道路路基工程的质量控制

在路面结构设计中,土基的回弹模量是影响结构层厚度最敏感的参数之一,土基回弹模量较小的变化,对结构厚度将产生较大的影响,路基的回弹模量除了受重复荷载作用的影响外,还与土质、压实度、含水量等有密切关系,在具体施工中是通过选取好的土质、增加压实、控制弯沉来实现的。这些因素又与施工质量密切相关,所以路基施工质量的好坏直接影响到路面结构的安全性以及工程的经济性。

1.1 路基土的控制

路基一般是用自然土修筑的,在路基填筑之前应对自然土进行试验分析,确定其物理力学性质,测定其最佳含水量及最大干容重,以便指导路基施工及对路基填筑成品的检测,从有关试验结果分析,土质颗粒越细,其相应的回弹模量越低,而砂性土回弹模量比较高。

当路基土的力学性质较差或路基施工受气候、水文等条件影响时,一般可采用如下方法对路基土进行稳定。一是石灰稳定路基土。此方法适用于土质较差或含水量比较高的土质,在换土不经济,工期要求比较紧的情况下,宜采用石灰改良土质,达到填筑路基的要求;二是掺加粒料,对高液限粘土或地下水位较高的路段,可采用掺加砂砾、碎石、炉渣等粒料的办法。

1.2 压实度控制

(1)保证土的最佳含水量

土在最佳含水量时进行压实才能达到最大密实度,因此,在路基填土压实过程中,必须随时控制土的含水量,当含水量过大时,应晾晒风干至最佳含水量再碾压,施工过程应连续作业,减少雨淋、暴晒,防止土壤中的含水量发生大的变化。

(2)合理选用压实机具

土层填土厚度以不超过30cm为宜,分层铺筑压实。施工中尽可能采用重型压实机具进行施工,对于同一类土来说,采用轻型压实所得出的最大干密度较采用重型压实得到的最大干密度小,而最佳含水量又较采用重型压实的大,现行普遍采用的重型压实所相匹配的压实机械如 50t震动压路机,每层压实厚度不超过 30cm,而采用吨位更大的羊角碾时,它的压实功可以增加,而其所能达到的压实度可以进一步提高,同时由于压实功的增加,施工时土的含水量又可以降低。由于土基密实度的提高,含水量降低从而可以提高路基的回弹模量。

1.3 强度控制

路基工程,压实度反映路基每一层的密实状态,弯沉值反映路基上部的整体强度,当两者都达到合格要求时,路基的整体强度。稳定性和耐久性才能符合要求,路基施工的技术要求并不复杂,只要我们严格执行规程,在施工中认真负责,一定能够生产出高质量的道路。

2 道路路面工程的质量控制

路面除具有通行能力大,安全性高,行车舒适外,还需具有足够的承载能力和稳定性。施工时要考虑到平整度以及可能出现的病害的防治与处理。

2.1 基层平整度的控制

在施工时如何控制好路面的平整度对于不同的基层要区别对待,对于石灰稳定土作为底基层的平整度控制比较容易,可用平地机刮平至合格的平整度,因石灰土作为底基层其平整度要求的标准较低;而对于水泥稳定碎石则不同,其平整度控制较石灰土难,要求又较其高,同时它对面层平整度的影响较大,面层平整度好坏直接影响到行车的舒适和安全;水泥类稳定材料不像石灰土或石灰。粉煤灰稳定类材料的施工对压实时间要求不严,水泥类稳定材料的施工受到终压时间的控制,控制不好就会对强度产生较大的影响,所以水泥类稳定材料一般接头较多,影响平整度,为了能够延长初凝时间,可采用缓凝减水剂,通过现场试验初凝时间平均达到 270min,这样就可以对摊铺长度及压实程序进行设计。基层采用摊铺机摊铺时注意摊铺宽度,较宽时,布料器转速快,导致两侧混合料发生离析而影响成型和平整度。

2.2 沥青混凝土面层平整度的控制

影响沥青混凝土面层平整度的因素很多,如基层的平整度、施工接缝、碾压机具和碾压时间、温度等。基层平整度对面层的影响主要是面层的松铺厚度不一,压实后压实度不等,经过一段时间行车后,平整度会明显下降,所以要控制好基层的平整度就是这个道理。

沥青混凝土碾压时的温度要控制好,温度过高会产生裂缝和推移现象,影响使用寿命和平整度;温度过低混合料压实不易充分,它只有在一定的温度条件和压实方法下,才能取得良好的压实效果,初压时采用 10～12t双驱双振压路机,错轮 1/2振压 2遍,后由胶轮压路机复压,最后用 10t双驱双振压路机静压收光,每个阶段碾压的温度控制在初压120℃,复压 110℃,终压 105℃。

施工接缝如处理不好也影响平整度。施工当天结束时用 3m直尺在碾压好的接头处检查平整度,选择合格的横断面,画上直线,用切割机切出立茬,剔除接缝处表面大粒径的石料,补上细料,把多余的料弃掉,并清理干净,第二天接着施工时,熨平板放在已压好的路面上,在路面和熨平板之间垫上木板,其厚度为松铺厚度,预热熨平板的温度与运来的混合料一致,然后开始布料施工。经过这样的处理,接头处的质量能够得到保证,平整度也较好。

2.3 水破坏的控制

水对道路使用性能的影响较大,它不但降低路基的强度,同时高温水还易使沥青剥落,成为道路破坏的第一杀手。道路由于一般设计路堤较高,且多有硬路肩,路基内的水害不严重,所以主要防止路面水下渗,引起路面结构的破坏。

在我国已建成的沥青路面道路经常在雨后出现一定量的坑槽,原因就是水破坏,特别是夏天高温天气,雨水渗入路面,形成高温水,在行车荷载作用下,沥青从碎石上剥落下来,两者分离,在行车作用下形成坑洞。施工时采用粘结力强的沥青和碱性石料。考虑到耐磨,磨耗层采用玄武岩,另外在沥青混合料中加入一定量的矿粉,增加其粘结力,表层施工按防水层处理,使水进入不到结构层内部,从而避免出现这样的破坏。

2.4 裂缝的防治

路面裂缝的种类基本上可以分为两大类,即基层开裂所形成的反射裂缝和面层自身产生的温缩裂缝,这是第一类,属于非荷载裂缝;另一类是由行车荷载反复作用而产生的裂缝,它是由于路面基层承受的拉应力超出其抗弯拉强度而产生的网状不规则的裂缝,这要在设计时充分考虑,施工时控制好质量就是为了解决第一类裂缝。

(1)路面基层裂缝的控制

选择收缩性小的水泥稳定类结构做基层,施工时要考虑到水泥类稳定材料产生裂缝的机理。它产生收缩主要有两个方面的原因,即温缩和干缩,而这两者又与材料的含水量和塑性指标有关,选择材料时要对材料的塑性指标进行试验,材料的塑性指标在规范允许的范围内方可采购;在施工中可通过采用缓凝减水剂等方法,尽量使水泥类稳定材料达到最佳含水量,保证少出或不出裂缝。

(2)路面面层裂缝的防治

沥青路面非荷载裂缝是低温和疲劳裂缝总和,它与沥青的品质有关,主要是沥青的温度敏感性和针入度,国内外多项试验表明,针入度指标越高,温度敏感性越低,高粘度沥青的温度敏感性较低,在选择路面材料时就要充分考虑到这些因素,因为裂缝出现后,雨水就会沿裂缝下渗,浸浊下面的结构层,降低它的强度,从而出现严重的路面损坏。

3 结 语

通过在施工中总结的经验,在以后施工过程中的各阶段、各环节采取一定的措施加以控制通车后相应的病害,并通过推广新材料、新工艺,以科技含量高的施工方法提高工程质量,从而大大降低道路通车后的维护费用。

[1] 袁金明 .公路施工中的质量控制[M].四川:四川出版社, 2006.