韩建丽
(聊城市交通发展有限公司,山东 聊城 252000)
纵观世界范围内关于公路施工质量控制这一领域的研究结果来看,美国是其中的佼佼者,早在20世纪中期,美国国家公路与运输协会即通过试验的形式获取了丰富的有价值数据,为施工质量管理技术研究奠定了相应的基础。不仅如此,在21世纪初,美国在对国内的45个州的交通运输部门进行调查时,其中的40个州已经拥有了相对完善的质量控制与质量保证规范纲要,为公路路面施工质量控制提供了坚实基础。我国的公路施工质量控制研究起步较晚,大约在20世纪80年代开始初具规模,以长安大学、东南大学和华南理工大学为代表的研究机构针对路面可靠性研究和质量指标参数变异性展开了研究,并且已经取得了相应的研究成果。现如今,我国部分省市已经完成了公路施工质量检测标准的编写。相较于同领域的研究状况,本文提出了更加可行的公路路面施工质量控制方法,能够为公路建设领域的发展提供一定的参考。
一般来说,路基施工技术和路面施工技术是公路施工技术的两个主要组成部分[1]。本文所探讨的公路施工技术主要为路面施工。就我国的发展状况来看,水泥混凝土路面和沥青路面是当前我国公路路面施工的两种主要形式:(1)水泥混凝土路面相较于沥青路面而言平整度较差,并且在投入使用时会产生较大的噪声,存在一定缺陷;(2)沥青路面通常涵盖垫层、基层和表层3个部分,在实际施工期间有着较高的效率,意味着公路工程的施工周期相对较短。同时,沥青路面还具备较为理想的平整性和延展性,后续修复难度也相对较低。
在公路路面实际施工之前,应当做好施工计划,施工流程在编制施工计划中占据重要地位,只有事先明确施工流程,才可以为施工过程中各项资源和人力的调配提供更加精准的指导。在公路路面施工时,可以参考图1所示的施工流程。
图1 公路路面施工流程
对于公路路面施工,作为主要施工原材料的沥青是施工质量控制工作中的重要组成部分,沥青材料的质量对公路路面施工质量有决定性作用。在对沥青材料进行衡量时,包含多种指标,如软化点、延度、针入度以及动力黏度等。以动力黏度为例,动力黏度亦可理解为沥青材料本身的黏性,其具体含义是在外力的影响下沥青材料本身抵抗剪切变形的能力,是沥青内部材料阻碍外力传递特性的一种直观反映,多用黏度这一指标进行量化分析。一般情况下,在检测沥青材料的黏性时,需要借助60℃动力黏度试验,而在这一试验中,毛细管黏度计法是一种使用频率较高的类型。其计算公式为:
式中,η为公路路面施工中使用的沥青材料的动力黏度,Pa·s;t为时间,s;k为黏度计结构常数。
在控制沥青混合料质量的过程中,最重要的一点即为沥青混凝土配合比设计,这一流程需要与现行规范为标准,借助热拌沥青混合料的目标配合比、生产配合比以及生产配合比验证的方式,对最佳沥青用量和矿料集配加以有效确定。在施工之前,需要进行沥青混合料搅拌工作,在搅拌过程中,沥青混合料中各种骨料的配合比可以参考表1。通常来说,这项工作需要由工地试验室完成,并将配制完成的沥青材料送至具备检测资质的专业检测机构进行检测,确保沥青材料的质量可以与施工需求相匹配。
表1 沥青混合料中各种骨料的配合比
在公路建设完成并实际投入使用之后,雨水、雪水以及地面径流等多项要素均会对路面造成侵蚀作用,长此以往,公路路面被腐蚀的可能性会较大,进而对公路的结构质量造成消极影响。解决这一问题一方面需要依托于公路施工结束之后的养护与治理,另一方面,还需要在施工过程中采用高水平的施工技术实现高效化的路面防水,这也是为公路路面施工质量提供保障的一项关键措施。在实际施工过程中,施工团队可以在充分掌握所在地区实际情况的基础上,在公路两侧进行热沥青材料的摊铺,这一操作的主要目的是完全封死公路两侧存在的孔洞,从而有效防范水分渗漏。
完成公路施工后,施工团队还要对路面的防水性能进行检测,从而判断公路的强度是否符合实际使用需求,在这一过程中,对公路路面的孔隙率进行检测可以反映公路的透水性能。具体来说,相关主体可以选取若干块正方体的已经成型的公路路面面层施工样品,使用排水法测试其孔隙率。开始测验之前,首先需要测量样品的长、宽、高,计算其体积[2]。然后,将需要进行试验的样品放到烘干箱中进行烘干处理,如图2所示,烘干过程需要持续24 h,并将烘干箱的温度设为60℃。烘干处理后,试验人员需要称取此时样品的质量,并做好记录。之后,将烘干的样品转移到清水中浸泡,应当注意的是,在浸泡过程中,需要使用铁钩或绳子等工具从外部连接样品,使样品在水中处于悬浮状态,避免与容器底部或四周直接接触,公路样品的浸泡时间需要持续48 h。完成浸泡后,不取出样品,使用电子秤对水中的样品质量进行称量,为了避免误差,应进行几次重复测量,并对测量结果进行记录。
图2 公路检测样品烘干处理
完成上述操作之后,即可通过公式对样品的孔隙率进行计算,具体如下:式中,P为检测的公路样品的孔隙率,%;m1为烘干后的检测样品的实际质量,g;m2为在水中时公路检测样品的实际质量,g;ρ为水的密度,g/cm3;V为检测样品的体积,cm3。
另外,在后续开展的公路养护工作中,洒水作业的进行需要始终保持均匀的速度,遵循自公路中央向公路两侧的顺序,一旦在公路养护时期出现公路路面局部位置渗水的情况,应当在短时间内使用正确措施进行有效处理。在必要情况时,施工团队还可以进行排水盲沟和沟渠的修建,提升公路的排水与防水能力。
在控制公路路面质量的过程中,平整度是其中的一项重要指标。要使公路路面平整度达到理想标准,须注重正确控制方法的应用,具体而言,可以从以下两个方面出发:
1)对公路路面基层材料进行全方位的把控。通常来说,当路面基层材料不同时,针对其所使用的平整度控制技术也有所不同,因此,施工团队应当在充分结合实际情况的基础上,采取更具针对性的措施,确保公路路面的平整度。举例来说,在公路路面施工过程中,如果路面基层为水泥碎石基层,路面施工时涉及的每一道施工程序均应当把控在路面材料终凝之前,尤其是路面的摊铺与碾压工作,这不仅可以实现施工周期的有效缩短,还能有效降低施工难度。在完成路面碾压施工后,为了确保路面平整度符合相关标准,施工团队还需要检测压实度,若测验结果与前期设计和规划的标准与要求存在差异,则需要进行二次碾压,直到碾压效果符合实际的施工要求[3]。另外,如果公路路面基层为石灰稳定土基层,则其平整度控制施工的难度则较低,在对平整度不符合要求的路段进行处理时,仅需要使用平地机即可以达到目的。
2)在实际开展路面平整度控制工作时,同样需要有效控制沥青混合料的质量,否则会对路面压实效果产生较为直接的影响。所以,在进行沥青混合料的配置时,热拌处理是必不可少的流程,待沥青混合料自然冷却至相应温度后,才能进行后续的摊铺和碾压操作。
综上所述,公路是国家陆路交通体系中的关键构成要素。在公路施工过程中,施工团队应当树立起正确的质量管控理念,确保每个施工流程均能达到相关规范的要求。路面施工作为公路施工的重点内容,其质量控制工作水平须得达到更高的水准,同时注重施工流程、施工原材料、路面平整度、防水渗漏等内容,确保公路路面的性能满足实际使用需求,并具备较长的使用寿命,带动沿线地区的发展。在未来,交通领域应不断研发更加先进的道路施工技术,确保公路效益目标得以实现。