高速公路沥青路面上面层GAC-16施工质量监控技术

王 敏

(山西省交通建设工程质量检测中心(有限公司)，山西 太原 03000)

0 引 言

我国沥青路面的施工受自然及区域化影响颇大。我国地质种类繁多，地形复杂，气候多变，而且各个地方原材料各有差异，施工机械设备以及施工技术，施工人员水平参差不齐等内因外因，使得我国沥青路面施工质量控制面临复杂多变的众多问题[1-3]。因而需要我们就共同问题进行经验总结及数据统计分析，为相同情况下的沥青路面施工质量的控制提供一定的指向性参考和建议[4-5]。另外，目前我国高速公路建设普遍存在过分强调成本控制和进度控制的情况。工期的紧缩，资金投入的不足，直接导致施工质量控制出现不可避免的疏忽，加之质量检测结果的滞后性，使得路面质量控制达不到预期效果。因而，我们需要建立完善的施工质量控制体系，科学地实现施工质量的过程控制。

沥青混凝土路面的施工质量控制是一个动态的过程，其控制过程贯穿路面施工全过程。因而要求路面的质量控制在从底基层施工到上面层竣工的每一层的施工过程，都进行实时监控。在监控过程中根据科学的统计分析结果，对施工过程中的异常或规律性偏差进行检查分析和处理，让整个施工过程的施工技术参数均在受控范围内，以保证路面施工的整体质量[6-8]。

1 施工后场监控情况

1.1 后场施工设备及组织评价

后场运料车及装载机数量较为充足，基本能满足后场生产能力需求。后场料场上面层用各档集料之间无明显串料，但备存的料不是很多，偶尔因某档料不够而导致拌合楼停机，可能对级配稳定性及温度稳定性造成一定影响。料场内0～3 mm上面层用石屑堆放区域内有部分积水未及时清理。上面层生产时两台拌合楼冷料仓之间无明显串料，上料速度及高度控制合理。

1.2 拌合楼控制室热料仓配比

表1抽检结果表明，两台拌合楼控制室设定配比与生产配合比偏差较小，其中ASTEC拌合楼11～18 mm、6～11 mm、3～6 mm、0～3 mm、矿粉、水泥设定比例与设计配比偏差分别为-0.6、+2.2、-0.6、+0.5、-1.0、-0.5，沥青设定比例为4.6%。日工拌合楼各热料设定比例与生产配合比偏差分别为+0.6、-3.9、+1.5、+2.7，矿粉、水泥比例与设计值偏差均为-0.4，油石比设定为4.6%。

表1 控制室配合比抽检结果

对两台拌合楼热料仓中取样进行热料筛分试验，试验结果见表2～表3。

表2 ASTEC沥青拌合楼上面层GAC-16热料仓筛分试验

表3 日工沥青拌合楼上面层GAC-16热料仓筛分试验

抽检结果表明，两台拌合楼热料筛分合成级配各筛孔通过率均满足设计要求，与生产配合比偏差均满足施工质量检验要求。

1.3 后场拌合楼出料温度

抽检沥青混合料出料温度结果见表4。

表4 沥青混合料出料温度测试抽检结果

拌合楼出料温度抽检结果表明：抽检的4次拌合楼出料温度均满足规范要求，近期施工单位加强对拌合楼出料温度控制，包括上下限范围控制以及温度波动稳定性控制均有所提高，有利于沥青混合料上面层整体施工质量提升。

1.4 混合料矿料级配及油石比评价

分别从两台拌合楼抽取成品上面层GAC-16沥青混合料，经过均匀四分后，取大约为2 000 g，进行燃烧筛分，分别验证混合的矿料级配和油石比情况。

表5 燃烧法抽提筛分结果汇总

沥青混合料燃烧筛分试验结果表明：抽检的两台拌合楼混合料矿料级配各筛孔通过率及油石比均满足设计要求，与生产配合比偏差均满足施工质量检验要求。

1.5 马歇尔试验结果

从沥青拌合楼取样成型马歇尔试件，对成型试件进行马歇尔试验，试验结果见表6～表7。

表6 GAC-16上面层1#机(ASTEC)沥青混合料马歇尔试验结果

表7 GAC-16上面层2#机(日工)沥青混合料马歇尔试验结果

马歇尔试验结果表明，抽检的两台拌合楼混合料马歇尔试验各体积指标、稳定度、流值均满足设计要求。

2 施工前场监控情况

2.1 施工速度监测

施工时对前场上面层施工的摊铺速度进行了检测，检测结果见表8。

从表8可以看出，上面层施工摊铺速度大致在4 m/min左右，在要求范围内，摊铺速度均匀。

表8 前场混合料摊铺速度

2.2 前场混合料温度评价

GAC-16上面层施工前场混合料施工温度监测结果见表9，上面层混合料大部分摊铺温度控制较好。

表9 前场混合料温度记录

2.3 沥青混合料现场芯样检测

从现场抽取了15个芯样，分别观测混合料表观形貌，并测定了其体积指标及压实度，试验结果见表10。

由表10可以看出，上面层抽检共15处，压实度代表值为99.2%，单点压实度存在两处小于设计要求，最小压实度仅为96.5%；芯样压实度过百率达60%，空隙率存在两处大于设计上限(6.0%)，最大空隙率达7.8%，平均空隙率4.6%。厚度控制良好，单个厚度均满足设计要求。

表10 沥青混合料现场取芯试验结果

2.4 构造深度

每30～40 m一个断面，针对三个车道的左右轮迹和路肩，每个断面测4个点，进行构造深度测试，其检测结果见表11。

从表11可以看出，抽检断面的平均构造深度在0.63～1.06 mm之间，最小构造深度为0.58 mm，最大构造深度达到1.28 mm。

表11 GAC-16混合料表面构造深度

通过数理统计方法分析构造深度判断其表面离析程度。判断标准参考国内外相关资料，将检测点测得的表面构造深度值与构造深度平均值的比值作为分级的定量界限，所提出的分级标准列于表12。

表11(续)

表12 推荐的沥青混凝土路面表面离析分级定量界限

采用铺砂法对上面层进行了路面施工质量均匀性的评价，评价结果见表13。

表13 不同位置构造深度与平均构造深度的比值

根据铺砂法测试构造深度离析程度判断标准得出：非离析面积占整个检测区域面积的50%，细离析面积占16%，轻微离析面积占31%，中度离析面积占3%，本次检测未发现严重离析现象。

2.5 渗水系数检测

在三个车道轮迹带及主车道两台摊铺机搭接带，随机抽取12处进行渗水系数测试，测试结果见表14。

表14 渗水系数测试结果

上表检测结果显示，上面层渗水系数抽检12处，存在3处渗水系数超出设计规范要求，其中AK56+650搭接带表面明显粗离析，渗水系数达到369 ml/min，分析渗水主因主要由表面连通孔造成。

3 路面质量监控主要结论与建议

(1)拌合楼配合比设定：两台拌合楼控制室设定配比与生产配合比偏差较小。热料筛分合成级配各筛孔通过率均满足设计要求，与生产配合比偏差均满足施工质量检验要求。施工单位加强对拌合楼出料温度控制，包括上下限范围控制以及温度波动稳定性控制，有利于沥青混合料上面层整体施工质量提升。

(2)施工摊铺速度大致在4 m/min左右，在要求范围内，摊铺速度均匀。芯样单点压实度存在两处小于设计要求，最小压实度仅为96.5%；芯样压实度过百率达60%，空隙率存在两处大于设计上限(6.0%)最大空隙率达7.8%，平均空隙率4.6%。应注意加强上面层混合料碾压控制，防止漏压和少压。

(3)根据铺砂法测试构造深度离析程度判断标准得出：非离析面积占整个检测区域面积的50%，细离析面积占16%，轻微离析面积占31%，中度离析面积占3%，AK56+650搭接带表面明显粗离析，渗水系数达到369 ml/min，均匀性有待进一步提高，应合理控制拌合楼干拌和湿拌时间，若现场发生大面积离析，及时调整摊铺机。