沥青路面基层施工质量控制与创新管理

宋永军

（招远市地方公路建设养护中心,山东 烟台 265400）

0 引言

路面施工质量是公路工程安全性以及舒适性的关键，关系到公路行车安全。开展沥青路面基层施工质量控制与创新管理研究，以铺装工程为目标，分析施工准备工作，关键参数，并进行质量检验。结果表明：改造工程中面层压实时间为30 min；热接缝获得的平整度均满足要求，为改造工程所选择的接缝方式；沥青摊铺及压实中造成的温度变异较大，压实机的压实性能受轧制温度的影响明显，温度较低时对压实机的压实度有较大的影响，总体上呈直线上升的态势；双层海绵覆盖较单层海绵覆盖更能确保沥青混合料温度稳定[1]。选择以上确定的最优控制参数进行施工质量检验，详细分析如下：

1 项目概况

某提质改造工程位于湖南省资兴市，原路面为混凝土路面，该路面已经运营多年，受到复杂外界环境影响，已经出现了裂缝、破损等病害，急需改造。改造时将原道路路面拓宽，破除路面再铺水稳层，新铺筑的道路是以水泥沥青为主。

2 施工关键参数准备工作

2.1 设备配置

该项目按照施工内容和施工场地的具体情况进行了设计，配置设备如下：

（1）沥青拌和厂：该铺路沥青混合工厂的搅拌装置是DG3000混合器，其搅拌容量为200 t/h，搅拌速度为2 100 t/h。在实际的拌和生产中，最大拌和量为1 900 t/d，故需要在搅拌站内工作10 h，特别是在摊铺施工6:00之前，必须确保沥青搅拌站在工地上。通过对混合料的计算和分析，确定搅拌站从早上5:00起，持续10个钟头。

（2）施工设备方案：铺装机械A（ABG7620），摊铺机B（ABG8620），摊铺机C（ABG423），双钢轮压路机（HAM130）（初压），振动压路机（YZ20H-I）（复压），双钢轮压路机（31010）。该工程的路基改建工程按不同路段的不同设计方法进行了优选，初步设计为1次，复合7次，最终1次。

2.2 关键设备参数确定

（1）摊铺作业速度：由于铺层的不同，其均匀程度较差，故对其进行了相应的调速，使其降至2.4 m/min。

（2）摊铺机参数设定：摊铺机A基准面摊铺，同时为摊铺机B做好铺垫工作。摊铺机B采用非接触式平衡梁，进行下面层基准面摊铺。摊铺机C，则改性沥青找平，中、下面层采用钢丝绳或导梁。上面层采用非接触式平衡梁。摊铺机螺旋布料选择中位，预夯锤行程为6，主夯锤行程为5，松铺系数为1.1，设置初始仰角标尺值为0。

（3）压路机参数设定：碾压机的振动频率和振幅取决于摊铺层的厚度，而其上层的厚度是4 cm，所以可以选用高频低幅的碾磨机[2]。该工程的碾压次数由不同的施工阶段设计的最优解确定，即初始压实次数为1次，复合压力7次，最终压力1次。由于压路机的碾压速率和压实率的关系，因此，在此项目中，将对沥青路面进行铺装和压实；最后，压路机的压实速率被决定。也就是说，初始压力为3 km/h，复压和最终压力为5 km/h。碾压长度根据实际气温和施工环境导致的沥青料退热程度而确定，该次压路机的压延时间为50 m。

3 施工关键参数质量控制

3.1 沥青路面保温措施质量控制

在沥青混凝材料的输送中，由于其自身的温度和输送机械等因素会对其造成一定的影响，根据施工的经验，沥青输送车辆在不同的地点，其温度有一定差别，如果按照普通车辆的运送速度，每辆沥青混合需要14 min，运送约120 min，中间等候90 min，从混合到铺面至少要224 min，所以要探索随着时间推移的变化，并根据降低趋势，采用了有效的隔热措施。该沥青路布料的隔热处理方法是按照工程的总体措施以及工地的施工环境等情况采用单层、双层顶棚布料来遮盖整辆运输车辆。从最后的隔热措施来看，其混合料拌制的出厂温度已达到了施工前所需的温度。因此，对沥青料热、品质的调控具有良好效果。为比较篷布层数对沥青混合料的性能影响，采取控制单一变量变化的思路比较分析，即保持其他条件一样，仅控制篷布层数，比如单层和双层，沥青混合料从出仓到运输到现场施工均保持一致，研究在单层和多层形式下的沥青路面压实度。选取200 m双层篷布下的摊铺段和200 m单层篷布保温下的摊铺段，各选择摊铺后的10个压实度值进行对比。对比结果见表1所示。

表1 两种篷布保温措施下的沥青路面压实度数据

表1中，单层篷布和双层篷布运输的沥青混合料在施工压实后的压实度具有差异性。单层篷布运输的压实数据均比双层篷布压实度数据小，并且标准差值大。由此可见，双层篷布较单层篷布更能够确保沥青混凝土的温度稳定性，保温措施更好，故在沥青混合料运输中采用双层篷布加海绵覆盖保温效果更佳。

3.2 沥青路面施工温度质量控制

正确的施工气温对保证沥青路面的质量至关重要[3]。高温和低温都会对沥青混凝土的耐老化产生一定的不利作用。在此项目中，我们对沥青混凝土的施工温度进行了较高的规定，即：在进行热拌和时，应将沥青拌和料温度控制在150～160 ℃，拌和料在170～180 ℃之间，并保证拌和料输送至工地的温度≤170 ℃，铺层搅拌料温度≥160 ℃，碾压终止温度≤50 ℃。在搅拌过程中，由于搅拌的温度较高，会导致沥青在贮存或输送过程中产生沉淀，导致沥青含量发生变化，所以必须对工程工艺进行严密监控。太小的压实机很难充分利用混凝土的结构性能，造成混凝土的空隙率偏高，在以后的使用中容易发生水损耗。在此项目中，对一块区域内10个地段的10个站点进行了温度变化的研究，以达到对路面温度更好的调控。具体见表2所示。

表2 某标段施工温度变异数据 /℃

由表2可知，由于在施工和运送期间采取了良好的隔热措施，以及在出厂时的温差很低，因此，沥青混合料房的生产温度相差很大，而铺筑温度和压实温度变化幅度更大。所以，在工程中，要对混凝土的压实性和温度进行控制是非常有意义的。

为了探讨温度变化对碾压作用的作用，该文选取了该路段上部的路面进行了100次的压缩压缩实验，其理论密度为2.557 g/cm²，见表3所示。

表3 旋转压实试件空隙率受不同压实温度影响结果

由表3可知，在压缩过程中，压实体的空隙度随温度的下降而逐渐升高，当温度从145～115 ℃时，空隙率增加3.2%。结果表明：在低温下，压实体的空隙度逐渐增大，且基本呈直线上升；在建筑工程中，对温度的要求必须严格加以控制。在该项目中，后面的沥青拌和料要严格按施工要求进行。

3.3 有效压实时间控制

沥青压实时间受摊铺压实时沥青混合料的温度决定，沥青混合料温度越高，冷却速度越慢，压实时间越长，反之越短。沥青面层的压实时间也受沥青混合料的黏度、面层厚度等影响。对于厚度较小的路面，更需控制好压实时间，确保在合理压实时间内确保压实质量。通过多年实践，得出了不同温度条件下沥青混合料的压缩效果与铺层的不同，见表4所示。

结合表4及项目施工现场温度范围选择有效压实时间范围，确定压实时间的大致范围，即[25,33]min。设置4种压实时间，即25 min、28 min、30 min、33 min。对以上4种压实段钻芯取样，检测各个样本的厚度值，见表5所示。

表4 沥青路面有效压实时间 /min

表5 四种压实时间下路面压实厚度实测结果

表5中，以沥青厚度设计值3 min为基础，进行了4种不同压实时间下的沥青厚度值研究，呈现出如下规律：随着压实时间增长，沥青表层厚度的平均值逐渐变小，当压实时间控制在30 min时，压实厚度最接近4 cm设计值，其标准差也最小，为0.22，表明了在实际施工中确定的压实时间为30 min，压实时间超过或者是小于30 min均不利于路面厚度控制。

3.4 接缝质量控制

接缝质量控制是沥青路面控制的关键点，施工实践中常采用冷接缝和热接缝两种控制方式。该项目中，为比较冷热接缝的质量控制成效，选择2段路面中线进行冷热接缝处置[4]。处置后，冷热接缝处各选择50个测点值，检测其平整度。统计冷热接缝中平整度检测数据可知，冷热接缝方式下的平整度数据差异性较大，热接缝下的10个控制点均在允许最大值以下，而冷接缝方式下的平整度有2个测点值超过允许最大值。故而，热接缝控制方式下的沥青路面平整度控制效果较好。

3.5 施工质量检验

按照施工关键参数的各项要求进行施工处置，施工完毕后进行路面的各项检测，检测包括路面的各个层面，重点对路面的厚度、压实度、平整度等进行检测，选取路面检测中的压实度进行说明。据上、中面层实测压实度数据，计算其统一的平均值、标准差、变异系数，结果见表6所示。

表6 不同面层的压实度测试结果

由表6可知，各个测点的压实度均超过98%，主要差异为变异系数，中面层变异系数小，上面层变异系数大。主要原因是底层压实性确保了上层压实的质量。路面压实质量达到了预定压实效果。路面其他的监测指标也均满足规定要求，整个改造工程达到了预定的改造效果。

4 结论

（1）运料车篷布加海绵覆盖下的篷布层数影响了保温效果，其中双层篷布覆盖保温比单层篷布覆盖保温效果更佳。

（2）沥青路面压实时间影响了路面压实厚度，压实时间过长或者过短不利于控制沥青路面厚度，30 min压实时间下的沥青厚度值满足设计要求。

（3）接缝方式影响了路面的平整度合格数，通过热缝法进行比较，可以得到较多的测点及率。尽量采取热缝法进行铺装，以防止不符合标准的数目。

（4）在施工和运送过程中，沥青混合料的温度变化很小，而在摊铺和压实过程中，其变化幅度很大。结果表明，在较低压力下，压实体的空隙率逐渐增大，且基本呈直线上升。由此可见，在公路工程中，对温度的要求必须严格加以控制。综合试验结果显示，全改道路面的压实性能良好。