沥青路面工程现状与施工质量控制体系的研究

上海市浦东新区建设和交通委员会 上海 200135

1 我国沥青路面工程现状

1.1 沥青路面发展现状

自20世纪50年代以来，鉴于沥青路面优异的功能性和应用性特点，世界各国修建的沥青路面不仅数量迅猛增长，类型也在增多。

1.1.1 应用规模

沥青路面以其优越的性能在全世界范围内得到推广和应用，据资料表明，美国约93%的高速公路为沥青路面，日本约94%的高速公路为沥青路面，全世界范围内约有80%的路面为沥青面层[1]。

在我国，沥青路面不仅是高速公路的主要铺筑形式（铺筑比例在20%以上），而且也是市政道路的首选，如北京、上海、广州等城市的市政道路应用沥青路面的比例非常高，尤其是早期修建的水泥路面中，大部分已接近或超过设计年限，并由于交通量剧增，汽车轴载日益重型化或道路设计、施工等方面的原因，出现了路面结构损坏，已逐步被沥青路面所取代。

1.1.2 应用类型

沥青路面不仅在世界各国应用的数量和范围有了突飞猛进的发展，而且近十多年来，沥青路面由常规热拌沥青路面转向新型温拌沥青路面的趋势日益明显。

温拌沥青路面作为一种绿色环保型路面，其生产和施工温度较传统沥青路面低20～30 K，且具有粉尘和沥青烟气排放小、受季节温差影响小等优点[2,3]。据美国国家沥青铺装联合会（NAPA）统计，美国2009年的温拌沥青混合料使用量为1.92×107t，而2010年的温拌沥青混合料使用量增长为4.76×107t，增长了148%。

温拌沥青路面在我国的一些地方也得到大规模的推广和应用，2010年北京实现新建路面的30%为沥青路面，2011年为60%，2012年实现100%，成为全球第一个新建路面全部采用温拌沥青路面的城市。

如今，四川映日路、青海德令哈公路等路面工程均采用了温拌沥青路面形式。

1.2 沥青路面病害现状

我国公路事业发展迅速，用了仅仅二三十年时间就达到了发达国家历经半个多世纪才能达到的水平，可急速发展的同时也暴露出了一系列的问题。以沥青路面工程为例，尽管我国沥青路面工程取得了举世瞩目的成绩，可与国外沥青路面相比，整体质量还有一定的差距。由于管理人员、技术人员、设计人员并未完全执行沥青路面施工质量要求，在工程建设完毕后，路面经常出现病害。十多年间修建的许多沥青路面在运营一段时间后，常常出现诸多早期功能性和结构性的破坏现象（图1），诸如泛油、拥包、车辙、平整度变差、摩擦因数变小等功能性破坏，以及横裂、纵裂、网裂等结构性破坏。这些破坏不仅影响了行车舒适性以及安全性，还缩短了沥青路面的使用寿命，带来社会和经济效益的损失。

（2）酵母菌是一类单细胞____（“细”或“真”）菌，常用于酿酒和发面。从结构上看，酵母菌属于单细胞的_____（“原”或“真”）核生物。酵母菌在有氧和无氧环境下都能生存，属于_____菌。

图1 沥青路面典型病害

由此可见，施工质量对沥青路面工程在使用过程中的安全性、寿命、舒适性等方面发挥着重要作用，加之温拌沥青路面工程在我国应用还处于起步阶段，因而不仅非常有必要加强对传统沥青路面工程施工质量的控制，也要兼顾温拌沥青路面工程的施工质量控制。

2 沥青路面工程施工质量控制体系研究现状

2.1 国外沥青路面工程施工质量控制体系研究

国外针对沥青路面施工质量的研究己经比较全面完整，形成了系统性的操作流程和规范。

在20世纪90年代中期，美国就开始重视由于施工质量引起的路面破坏现象，并对40 多个州的沥青路面施工和使用状况进行质量跟踪和问题调查，收集了一系列的工程相关数据，经过整理、分析和总结后制定了施工质量控制的规范。

1997年美国形成了较为系统的质量控制和保证体系。主要思路为：在施工前期，各州通过强制性规定要求施工单位进行配合比设计并制定相应的施工过程质量控制计划，并加强过程中的监督。

2000年，AASHTO通过制定质量管理小组的执行手册，严格规定了试验的频率和进度，制定这个手册的基础就是根据施工过程中经常出现的质量问题。这一手册被业内认为是检测施工过程质量最为严密、有效的手段，由于其提供了量化的表示，使得该手册更具备操作性[4]。

此外，国外还对混合料离析现象、压实度指标、检测方法等方面进行了研究。

2.1.1 混合料离析

为了更好地控制沥青路面施工中热拌沥青混合料的离析问题，1996年，华盛顿大学研究人员针对温度离析对路面施工质量的影响进行了深入研究，发现温度离析对路面施工质量影响很严重，可以通过对温度的控制来改善沥青混合料的拌和[5]。

2.1.2 压实度

在欧洲沥青路面施工质量研究中，对压实度控制的问题涉及较多。为了能更好地控制压实度，欧洲的相关研究人员和技术人员提出了连续检测与控制的思想，巧妙地将压实计装置在振动压路机上，通过信息反馈数据，连线压路机，从而达到智能控制路面压实度，实现施工过程中压实质量适时的反馈控制和动态管理。

2.1.3 检测方法

沥青路面施工质量评价指标应该是与施工直接相关的，施工过程可以控制的指标包括原材料质量、混合料质量、施工质量等。关键是如何评价，国外的做法是分析检测数据的离散性、变异性和对最终产品可靠度的影响。这一点相对于我国通常采用的点点对比判断合格率的做法具有一定的先进性[6]。

2.2 国内沥青路面工程施工质量控制体系研究现状

经过数十年的发展，我国已经制定并颁布了系统的沥青路面性能及施工质量管理的规范标准，但目前我国的施工质量控制体系主要是一种验收指标，等到沥青路面施工完成变为成品，再进行质量的检验，属于质量管理中的事后控制，对施工过程质量控制的重视度不高。

国内愈来愈多的科研和管理人员开始重视沥青路面施工过程质量控制的研究。许明朗[7]首先研究了项目质量影响因素，提出了项目施工里程碑计划，针对项目施工里程碑计划，结合大量的试验及检测数据，分析了这些影响因素的变化规律，提出了减小施工质量变异性的措施。赵文姣[8]分析了沥青路面施工质量控制的概念及意义和影响沥青路面施工质量的因素，运用统计学原理和VB编程技术实现了施工质量控制的动态管理。

从国内的相关研究来看，国内对沥青路面施工质量的控制主要是从地理环境、设计原因、材料选择、配合比设计（目标配合比设计、生产配合比设计、生产配合比验证等）、沥青混合料生产、运输、摊铺、碾压等方面对影响沥青路面工程质量的各项因素进行分析，但不够系统、全面，未对各项指标的检测提出更为系统、完整的措施，也未对其进行科学的评价。

3 国内外温拌沥青路面工程施工质量控制体系研究现状

目前温拌沥青路面的施工过程基本上参照现有的常规规范，温拌沥青路面工程施工质量控制及体系研究方面基本上仍为空白。

国内外对温拌沥青路面工程的研究主要集中在技术和施工工艺方面，美国沥青技术研究中心（NCAT）在2005～2006年，对Aspha-Min、Sasobit、Evotherm三大代表性温拌技术开展了综合性室内外研究工作，并提出了相应的技术报告[9]。

NCHRP在2007～2008年研究温拌沥青混合料技术的配合比设计，实施温拌沥青混合料的施工性能、气体排放和路用性能研究。我国对温拌沥青路面的研究也集中在技术和技术试验段应用方面，已经成功自主开发和应用了各种温拌沥青路面技术[10,11]。

4 结语

随着我国经济的飞速发展，不仅现有沥青路面工程是我国道路路面铺装工程建设的主要方向之一，而且为了“美丽中国”的国家战略目标，温拌沥青路面工程也将是我国道路工程建设日后发展的趋势之一。

但我国沥青路面的施工质量存在较多问题，影响了路面的使用性能，主要是缺乏全面、系统的工程质量控制方法、措施和体系，加之我国沥青路面工程施工质量控制体系的不完善和不健全，而新型的温拌沥青路面工程施工质量控制体系更是空缺，因而工程建设管理人员没有可以借鉴的完美范本[12]。

因此，对于沥青路面工程管理人员而言，理清沥青路面工程施工全过程，分析沥青路面病害产生的机理，了解沥青路面施工质量评价指标，分析影响施工质量的因素，运用有效的施工质量控制措施，引入合理的施工质量控制工艺，打造系统的常规沥青路面工程施工质量控制体系及前瞻性研究温拌沥青路面工程施工质量控制体系是非常有必要的。

进行沥青路面工程项目施工质量控制体系的研究，不仅有助于提高沥青路面工程生产施工水平、减少建设投资、确保施工质量，还可为今后沥青路面工程建设提供参考，提高工程项目管理人员在常规沥青路面施工质量控制方面的专业水平，为专业人员提供学习和应用温拌沥青路面质量控制体系的相关资料，完善工程项目施工质量管理和控制体系。