施俊生
(山西物资供应有限公司,山西太原 030000)
目前我国的高速公路建设大力发展,在运营与维护过程中,出现了很多问题,因为到目前为止还没有形成一套系统的质量控制体系。之前在欧美和日本等发达国家已经开始了对高速公路沥青路面质量的研究,不过相关的手段引进国内后,由于气候与地质等的差异,检测设备检测出来的路面参数并不能达到质量控制的要求,其中最关键的因素就是国内高速公路建设质量的控制水平较差,因此如何提高沥青路面的质量控制水平成为需要解决的重点问题。本文通过具体的工程实例,建立了一套完整系统的质量控制体系,有一定的实践应用能力,能够为相关的工程提供参考。
某高速公路的设计是采用全封闭的全立交双向四车道设计,设计最高速度为80 km/h。主线的沥青路面结构分为上基层、下面层与上面层。厚度分别为11 cm,6 cm和4 cm。该路段处于多雨、重载的环境中,因此容易出现车辙病害,以及水损坏等问题,在使用过程中路面容易出现翻浆、压槽等问题,冬季容易结冰,因此在沥青路面的设计与施工中,需要考虑原材料的质量,进行配合比设计,并控制施工工艺,以保证沥青路面的使用达到最优性能。
保证沥青路面施工质量的前提是原材料的质量,也就是控制沥青、粗细集料和填料的质量。在原材料运输到施工现场的时候,要做好材料指标的检验。对于检验不合格的材料应当及时通报施工单位并坚决拒绝进入现场。现场应当采用能够满足施工要求的宕口,选择先进的集料破碎工艺,建设满足规范要求的料仓,严格把控粗细集料的生产质量,保证集料干净、无风化、无杂质、干燥。在生产过程中,施工单位与监理单位应当做好原材料的抽检工作,按照规定的频率对基质和改性沥青全程监督。检测的频率应当为施工单位2 000 m3/次,检测单位为施工单位抽检频率的20%,路面咨询单位进行随机抽检。基层施工所需要的原材料可以使用在加工粗集料时产出的部分石屑,用于上面层的细集料可以采用石灰岩机制砂当作原料,进行适当的级配控制,保证细集料没有杂质,无风化,干净,干燥,对石屑的亚甲蓝值和砂当量进行检测。填料应当保证采用石灰岩的矿粉,对石料的黏附性进行检测,如果达不到规范规定的4级要求,应当掺入1% ~2%的水泥替代等量的矿粉,提高路面的抗水损害能力。施工单位应当每500 t检测一次,检测单位按照施工单位检测数量的20%进行抽检。
沥青面层施工质量好坏的关键影响因素是沥青混合料的质量。沥青混合料直接关系着沥青面层的高温稳定性、低温抗裂性以及路面的抗滑性能。因此在施工中必须采用优化的配合比设计,严格控制材料的油石比,在施工时控制施工的温度,保证沥青混合料的质量。进行沥青混合料的配合比设计时需要分为三个阶段,而且配合比必须经过项目的认可,并经过具有相关资质的第三方试验室进行设计。在设计配合比的过程中需要综合考虑混合料的抗疲劳性能、抗收缩开裂性能以及泌水性和抗车辙能力的要求。如果在施工中,沥青的油石比过大,路面容易泛油,油石比过小路面会出现松散的情况。因此合理的油石比能够降低施工的成本并保证路面的施工质量。这就要求拌制沥青混合料的计量系统必须精确而且稳定,而且在试验的时候沥青混合料的取样也必须均匀,同时在拌制过程中要保证温度的稳定,及时掌握沥青的变化情况。
控制沥青混合料的施工温度包括控制沥青混合料的出场温度、到场温度、摊铺与碾压温度等几个参数,在所有的控制温度的参数当中,最重要的是出场温度,因为出场温度的高低直接决定着后面的到场温度、摊铺温度以及碾压温度的大小。沥青路面施工的时候,为了减小温度的影响,需要覆盖粗集料,做好场地的硬化工作,将不同的集料分割开来并做好防水排水的工作。现场的温度控制不要追求过高的温度,因为温度高会引起沥青的老化,引起温度的离析。沥青混合料在施工中应当注意温度在碾压和摊铺中的变化规律,必要的时候需要配备足够的碾压设备,以提高碾压的效率,减少施工中的温度损失,保证压实度。
1)沥青的准备。准备沥青需要加热导热油,保证沥青的温度与流动性,使得出场的沥青混合均匀,施工现场应当保证沥青的运输不间断。2)集料的准备。集料需要垂直铲入,所以应当保证材料的均匀,在开工之前检测集料的含水率,设定好集料的加热时间与温度,如果含水率较大,则应当停止使用并更换其他的集料,以保证混合料的施工质量满足要求。3)混合料的运输。在混合料的运输中,应当配备足够的运输车,保证集料能够快速地被运输到施工现场,在实际施工中,要求运输车的运输能力能够超过摊铺车的摊铺效率的20%以上,运输车的运输重量要达到20 t以上,运料车也应当配备侧板与底板。底板上应当涂一层隔离剂,这是因为摊铺的时候对于温度的要求比较严格,所以要对混合料进行保温处理。4)混合料的摊铺。根据某高速公路的现场实际设计情况与路面的宽度,沥青路面的施工适合采用大功率的抗离析性能较好的摊铺机进行施工,摊铺机应当考虑摊铺的厚度与角度,在摊铺机作业之后,应当有人员每隔30 m对作业后的高程进行测量,并做好记录。摊铺前需要对摊铺机进行处理,预热熨平板直到100℃以上,在摊铺的时候保证摊铺机的振动锤和其他的装置正常运行。摊铺机作业的时候要对功率和性能进行调整,保证最佳作业状态,这样才能够保证施工的质量与压实度满足施工要求。摊铺机与运输车应当进行速度的匹配,保证摊铺机的连续作业不中断。摊铺机在工作过程中不得随意停止或者中断,应当保证平整度,减少材料的离析,摊铺的速度应当保证2 m/min左右。5)材料的碾压。摊铺好沥青混合料路面之后,应当采用压路机对路面进行碾压。本工程的路面宽度采用3台重量为13 t的双钢轮压路机以及1台20 t的胶轮压路机进行碾压,一些较难碾压到的部位采用手扶式小型压路机进行碾压。压路机在运行的过程中应当先慢后快,先高频后低频,保证碾压的速度。这里需要注意的质量控制要点是压路机不能在碾压的材料温度较低的时候进行碾压,因为温度较低的情况下,压路机的碾压会把石料的棱角磨平,一些石料可能会被压碎,从而影响路面施工质量。在路面碾压完成后,应当对沥青路面的压实度与平整度进行检测,保证施工质量满足规范要求。6)接缝与修边。热接缝在不同的碾压层应当间距在20 cm以上,对于已经铺好的面层,需要注意应当留下15 cm左右的宽度暂时不进行碾压,将之当作高程的基准,为后续的摊铺提供参考。在进行路面的前后摊铺作业时,也应当注意后面摊铺的路面应当遮盖之前铺设路面的一部分,大约在5 cm,在混合料摊铺完成之后,压路机应当对热接缝进行碾压,控制平整度,之后再进行跨缝碾压,消除接缝的痕迹。在路面碾压结束后采用清扫车对路面表层的杂物进行清理。
本文通过实际的工程案例对沥青路面施工质量控制的方法与措施进行了阐述,针对某高速公路多雨重载的条件进行了配合比方面的调整,以及沥青路面施工的要点介绍。某高速公路沥青路面的施工质量得到了控制,在运营过程中表现良好,为同样条件的高速公路质量控制提供了一定的借鉴。