陈思舟
(育才-布朗交通咨询监理有限公司,湖南长沙410000)
在沥青路面施工过程中,受到多种客观因素影响,公路施工和使用中容易产生问题,大大影响了公路的使用周期。因此,在对公路沥青路面施工建设过程中,为有效提高公路质量,施工质检队伍着手提升公路沥青路面试验与检测技术,有效保障公路沥青路面质量,同时确保人民群众出行安全。
施工前:目标配合比、施工配合比、材料压碎值、沥青附着力、沥青物理性能(三项指标)等;施工期间:沥青混合料筛分、马歇尔、抽提等;施工后:压实度、渗水、平整度、弯沉值等。
构造深度又称纹理深度,是部分区域公路表面开裂出现缝隙的一般深度,该指标可以有效地评价路面粗糙度、排水性能和抗滑性能。不同等级公路路面的结构深度不同,本阶段沥青路面结构深度一般大于0.5mm。其中,路面平整度是指路面纵向凹凸量的偏差值,而路面抗滑性能是路面行车安全的体现。路面平整度与抗滑性能均是路面评价、路面施工验收的关键性指标。路面平整度体现路面轮廓曲线的平整度。当路面纵断面曲线比较平滑时,表示路面平整度较好。抗滑能力的评价和测试主要运用面铺砂法、摆锤仪检测法和摩擦系数检测法。铺砂法检测指标为结构深度,代表路面宏观粗糙度。
回弹模量指路面能够抵抗外部载荷强度的能力,是判定路面抗压能力的关键性指标,一定程度上能够反应路面的压实性能,已成为路面检测最为关键的指标。
弯沉指的是在规定的标准轴载下,路基或路面上轮隙位置产生的总竖向变形(总弯沉)或竖向回弹变形值(回弹弯沉),单位为0.01mm[1]。设计弯沉值一般是依据路面使用周期来判断通过车道的累计等效轴数和公路等级。路面弯沉设计值是由面层和基层类型确定的,其主要指标含设计弯沉值、回弹弯沉值、竣工验收弯沉值等。竣工验收弯沉值是检验路面是否满足设计要求的指标之一。以设计弯沉值为控制指标计算路面厚度时,验收弯沉值应小于或等于设计弯沉值;当厚度计算以层底拉应力为控制指标时,路面弯沉值应根据拉应力计算的结构厚度重新计算,即竣工验收弯沉值。
渗水试验是沥青路面施工建设中的一项关键质量控制指标,其在一定程度上体现了路面的压实度以及出场、到场、摊铺与碾压温度是否满足公路质量基本标准[2]。目前,公路沥青路面的渗水指标需得到更大的提高。中下层目标为90ml/min,上层目标是60ml/min。
最小直径和最大宽度比<0.4 的粗集料颗粒,其常用的检测工具为针片状规准仪,主要用于混凝土骨料的分类和筛选。通常情况,针状颗粒长度≥2.4x 粒级平均粒径;片状颗粒厚度≤0.4x 粒级平均粒径。允许的针片状颗粒总含量碎石等级:I 级(5%)、II 级(15%)、III 级(25%),若出现超标情况,碎石混凝土拌和物的流动性将会变差,且会降低混凝土强度,无法满足使用。
集料压碎值是常规的石材性能指标。集料高温压碎值用于测量高温集料在不断增加的荷载下抵抗压碎的能力,是用做衡量集料力学性能的关键性指标。通常可以识别公路路面基层、底基层和沥青路面质量,以评估其对工程适用程度。
施工建材是公路工程建设的根本,也是公路建设最关键的物质、资源条件。公路建设的施工建材种类繁多,其中沥青混合料与砂的检测是最主要项目,在公路建设中需严格对其质量进行管控,可通过检测集料(测量骨料的干质量和水质量)的相适密度。此外,应使用压力机检测骨料的压碎值,以确定骨料的抗压强度,之后通过研磨机明确通过骨料的抛光值,并利用摩擦仪了解摩擦系数。依据上述条件就能获得骨料的最终数据。
路面平整度检测是沥青路面施工中的主要检测部分,该检测能使施工人员实时掌握路面的平整度信息,若出现问题可及时进行弥补。当前,路面平整度检测多是利用激光断面仪、连续平整度仪、车辆颠簸累积仪等设备进行。其中,激光断面仪是应用激光纵向接触形式对特殊区域的路面进行测量,操作简单、便捷,且测量数据能及时传送到中继器以进行数据处理。牵引车是连续平整度仪检测中最常使用的辅助工具,其能快速布置待检测位置,并让牵引车匀速驱动。行至检测终点后,要立即关闭仪器,以获取精准的平面距离检测数据,然而这种方式的检测效率不太理想,操作较烦琐,用时较长。车载颠簸累积仪的应用原理则是单向位移的累积,其内部多为电气和机械部件。测试数据位移将会逐渐变为角度位移,且脉冲信号也会出现不同程度改变,该方式操作易上手、花销费用少,可广泛应用。
沥青混凝土路面的弯沉值采用激光弯沉仪进行检测分析。在实施过程中,激光偏转测试仪应设置在车轮的间隙位置[3]。当车辆行驶距离接近检测点时,测试仪能清楚呈现出弹性数据参数,处理后再重复检测,以确保检测的精准度。在整个检测操作过程中,要求有关检测人员使用落锤型弯沉仪检测进行检测,再通过计算机控制平台对落锤设备进行管控,以实现落锤自由下落目标。另外,工作人员还要对各测点的距离进行合理调整,并依据实际情况反复试验,最终借助形变参数获得公路沥青路面弯沉值,对其精准度予以评判。
通过人工铺砂试验,将三次路面结构深度的试验参数平均值当作每个试验位置的试验结果,并做好详细的试验数据记录[4]。正常情况下,结合摆式摩擦系数设备检测进行多次测量、分析和研究,在测量点用喷水罐湿润路面,以控制被测路面的湿度。为进一步保证检测准确程度,在施工后要及时开展检测,结合沥青含量、矿料级配、路面摩擦等检测数据,明确沥青混合料与摩擦系数的关系,加强沥青路面抗滑能力。
某公路路面施工全长58km,路面采用SMA-13 沥青混凝土结构,厚度为4.1cm。按照此项工程施工方案基础要求,沥青材料含有量需为6.0%。在该工程施工过程中,为明确路面详细的离析情况,采用雷达地面检测法在现场进行试验检测。
目前,公路建设工程的样品采集、送检都是由施工企业完成的。然而,在此过程中,可能出现施工企业急于工程按时完工,在选取送检样品时,企业就没有严格依照标准、步骤、流程来选取送检样品,加之监理人员对取样的监督缺少严谨性,没有及时发觉送检样品的质量不合格,与实际工程中应用的材料品质不相同的情况。样品与实际不相符合,就不能完全反映出施工工程的真实情况,如此一来,样品检验将会去原本的作用,检查工作也就成了一种形式,一旦施工中有未能及时察觉的质量问题存在,将会对整个公路工程造成影响。因此,监理人员应在质量检测整体过程中充分发挥其监理作用,对整个采集送检过程进行严格的监控,确保送检样品的品质与实际一致,避免因小失大,造成不必要的损失。此外,企业还存在样品送检过晚的情况,检验报告尚未发布,施工单位已开始着手下一步程序,丧失了检验的意义。
在公路沥青路面的试验检测过程中,若检测人员多采取的检测方法不统一或是技术水平不到位,都会使检测结果产生较大的偏差。针对相同的路段,所获得试验检测结果不精准,这会使公路沥青路面施工建设没有质量参照凭证,制定不出相应的解决方案,致使整个工程受到影响,耽误公路的建设周期,开销也进一步增加。
当前,在公路沥青路面的试验检测中,经常采用室外路面外观质量检测法。许多关键点,如沥青路面压实度、密实度、渗水等,难以直观地得到检测结果,需采用更深入的室内检测法来实现。然而,一些室内检测的环境及全过程太理想化,待指标检测在标准化条件下实施时,无法真正展现出道路的实况,一定程度上造成了检测数据有效性的较低,同时不能作为路面检测的重点开展推广工作。
相关的路面试验和检查工作持续时间很短,许多试验和检验人员还未能接受综合、系统的培训,缺乏专业能力,影响了检验质量,造成检验结果产生一定偏差。目前,公路沥青路面工作人员中鲜少有专门的试验检测人员,诸多检测工作都是由质检人员负责,但质检人员的专业检测技能弱,难以提供专业检测服务,易形成检测无效果的情况。
在道路沥青试验过程中,样品是尤为关键的一项指标,公路工程试验结果的准确性需要基于提交供检查的代表性样品。其质量与试验结果密切相关,样品质量决定着材料的质量。试验结果可以体现公路工程的实际施工状态,因此选择一个非常有代表性的样本,且取样质量达到规定标准,有助于全面分析混凝土性能。同时,取样过程和数量应符合相关规范标准,且需监理机构人员到场并签字确认。有时会对各种原材料进行一些必要性非常规试验,需积极进行配合,提供帮助,以明确材料是否符合施工要求。
该道路的车辆通行率很高,长期有载运重型卡车往返。在公路建设过程中,对公路进行修缮、改建的现象十分普遍,其中尤以沥青路面的质量问题最为突出。因此,有必要严格控制道路施工建设整个过程,并进行现场检查和监督。在施工中心的监管、检测、跟踪审核下,需先对整个路面进行弯沉试验,然后随机抽样进行抽芯压实度试验。抽芯样品的平均值需满足17cm 设计图纸规格,保证沥青路面施工符合我国道路施工建设基本标准。施工方应制定并完善有关公路沥青路面质量检验合格标准和制度,并事先在施工路段做好质量、安全、环保技术交底、设备调试、配合比验证等一系列准备工作。摊铺过程中,务必严格控制混合料的出料温度、到场温度、摊铺温度、碾压温度以及现场摊铺标高、标宽、标厚和碾压遍数等。在实施每一个工作流程时应有专人测量和记录,中间试验段的摊铺施工也要依据有关规定开展。经中心实验室现场勘察与检测,中间试验段技术均合格并满足相关数据指标,达到了设计、规范基础要求,实现了预期施工建设目标。
为适应经济快速发展和公路工程科技含量持续提高的要求,适应我国公路工程产业的不断发展,必须完善和提高公路试验检测设施和技术水平,同时还要进一步健全公路试验检测基础设施配置,提高施工队伍整体检测水平。一是政府有关部门和施工单位要更加重视公路工程质量检验检测工作,加大人力、物力、财力投入,强化新技术、新建设设施的研发、应用,并引进更先进的基础检测设备,确保检验检测过程有效开展。二是针对检验检测机构人员专业技术能力不突出,综合素质欠佳等问题,必须强化有关工作人员的综合能力培训,提高工作人员的职业素质和业务水平,提升我国公路工程的整体检测水平。
施工单位应积极组织施工人员定期进行能力培训,深入解析公路试验检测的发展情况,尤其是公路工程、路基路面以及沥青和其他不同的产品参数等质量检测情况。同时,还需要对路面碎石层的技术问题、传统施工中的不足、试验项目阻碍进行深入性分析及系统阐述,共同探讨出提高路面施工质量的新方法,使沥青路面检测施工人员能够充分掌握提高路面质量的最新技术,并组建起一支专业性强的施工、检测队伍。
该工程检测获取的相应参数值为:沥青密度1.025g/cm3,延展性>100cm,孔隙率为3.6%。通过对相关数据的综合分析,沥青路面施工性能参数满足该工程技术标准基本要求,质量较佳。文章对上述问题研究进行了分析,并提出了相应的解决方案,为日后公路沥青路面施工提供参考借鉴。