公路施工工艺和施工质量控制分析

1 引言

路网结构随着城市化进程的推进而日渐完善， 公路工程数量及规模在此期间均得到提高，在此形势下，为切实保障公路基础设施运行效果，营造优异交通体验，应对公路工程项目施工工艺进行把控，并基于工程概况落实技术，优化细节，采用控制措施保障施工质量。

2 工程概况

某高速公路工程项目主线全长214.298 km， 为双向4 车道，公路内包含互通立交段，起点至互通立交段路基宽度与设计速度分别为26 m，100 km/h；互通立交至公路终点段路基宽度、设计速度分别为28 m，120 km/h。 案例项目路面结构从下至上分别为级配碎石垫层（20 cm）、4%水泥碎石基层（20 cm）、5%水泥碎石基层（35 cm）、沥青碎石封层（1 cm）、沥青混凝土下面层（8 cm）、改性沥青混凝土中面层（6 cm）、改性沥青混凝土表面层（4 cm）。 为了更好地把控施工质量，切实发挥施工工艺效果，应于施工期间设置试验段，根据试验段具体表现确定施工工艺参数。

3 基于公路工程实例的施工工艺分析

3.1 混合料拌和

3.2 混合料运输

公路工程项目运输混合料时需借助自卸车等机械设备，根据摊铺能力、工程进度选择自卸车规格，合理确定其数量。为避免混合料运输期间固结， 需于拌和工艺结束后立即运输至公路工程施工现场，装载期间注意移动混合料，运用双层帆布、防水布覆盖运料车，采用该方式控制含水量，避免运输期间含水量大幅下降而影响混合料质量。

3.3 摊铺施工

结合案例公路工程实际情况看， 公路基础设施压实厚度以35 cm 为标准，在此条件下，将松铺系数确定为1.26，通过计算得出松铺厚度为44.10 cm。 在具体摊铺施工期间，采用分段摊铺的形式进行作业，并按照1.5 km/h 的速度进行摊铺，保持匀速前进。 现场测量试验段基层顶面高程、摊铺顶面、路基底面的相对高差，最终确定试验段的松铺系数参数为1.24。

3.4 碾压施工

借助摊铺机夯锤进行路面预压， 然后用压路机正式实时碾压工艺。 在案例公路工程项目中，共运用5 台压路机，分别为2 台振动压路机（20 t）、2 台胶轮压路机（26 t）、1 台双钢轮压路机 （12 t）， 在不同类型压路机的协同配合下进行碾压施工。 初压施工时应用的机械设备为双钢轮振动压路机，以1.5～1.7 km/h 的速度静压1 次；复压运用双钢轮振动压路机以1.8～2.2 km/h 的速度振压2 次； 终压借助轮胎压路机以1.5～1.7 km/h 的速度碾压2 次， 待轮迹彻底消除后完成碾压工序。

碾压期间需对行进速度精细化控制，以“先慢后快”“先轻后重”“两侧向中心” 为原则进行碾压施工， 同时还需碾压到位，不可出现推移、堆积、留有空白的现象。 为保障碾压施工质量，应于碾压期间注意以下几点。

1）完成摊铺作业后适当人工修整，待含水量参数为最佳状态时，立即进行碾压。

2）基于施工现场蒸发量、气候条件，在30～50 m 区间范围内对碾压长度合理调节，用于保障碾压效果。

3）碾压期间要求混合料表面维持湿润状态，若于晴天施工，为避免蒸发而影响碾压效果，需及时洒水处理。

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4）压路机不可于碾压期间出现急刹车、随意调头等行为，以免破坏公路基层表面。

5）完成终压作业后注意检测压实度，若压实度达标（大于98%）则可进入下一道工序。

3.5 公路养护

施工完成后，采用洒水方式进行养护，并借助“一布一膜”对公路基础设施进行全面覆盖。 洒水期间应选择喷雾式喷头，防止洒水过于集中而破坏公路设施结构。 在具体养护期间，需根据公路工程施工现场所在地天气状况确定洒水次数， 确保公路设施表面可在养护期间持续保持湿润。 公路基础设施完成养护后，需及时清除路面覆盖物及杂物。

4 公路工程项目质量控制措施

4.1 质量控制方法

案例工程为高质量完成施工作业设置了试验段， 用于确定施工工艺参数，及时发现施工工艺不足而进行调整。 在质量控制期间，工程项目对试验段水泥用量、矿料配比、含水量等展开检测，采用梳理统计法计算各类参数指标的变异性，根据指标变异性具体情况展开控制。 本次选用变异系数、标准偏差了解该公路工程项目施工期间的变形情况。 计算公式如下：

式（1）、式（2）中，σ 为样本标准偏差；Cv为变异系数；xi、分别为样本值、样本平均值；n 为样本数量。按照上述公式计算得出施工指标的变异系数， 所得结果越小， 证明指标偏离情况越小，风险越低，质量越高，反之相反。

4.2 控制水泥用量

4.2.1 分析水泥用量数据

从试验段拌和站输送带取样， 采用EDTA 滴定法检测混合料内水泥用料，并计算水泥用量标准偏差及变异系数，具体情况可见表1。

表1 混合料内水泥用料数据分析

根据表1 数据可知， 案例公路工程试验段水泥用量指标存在一定变异性，继而导致公路各部分强度不均，投运后易形成裂缝病害。 JTG/TF 20—2015《公路路面基层施工技术细则》指出，水泥用料不可低于1%设计值，当前用量数据符合标准，但水泥用量存在偏差，针对该问题，需于质量控制期间降低水泥用量变异性，消除用量偏差[1]。

4.2.2 控制水泥用量变异性

为有效控制水泥用量偏差，需增强拌和均匀性。 若混合料拌和过程存在偏差，则水泥用量数据必要会出现变异情况，故必须加强对拌和作业的重视。 案例公路工程在质量控制过程中，增设试拌环节，用于明确最佳拌和时间，精细化控制拌和参数，防止出现超额拌和现象。

4.3 控制矿料级配

4.3.1 级配检测数据

完成水稳料取样后，基于水洗法组织筛分试验，得出工程施工所用矿料级配结果，并计算得出矿料级配数据。 由表2 可知，0.075 mm 筛孔存在较高变异系数，偏差较大，矿料易发生离析问题，因此，为保障公路工程项目施工质量，需对矿料级配进行改善优化[2]。

表2 矿料级配数据分析

4.3.2 级配改善措施

1）明确粗集料标准。 合理筛分不同规格的粗集料，对粗集料内细集料进行控制， 以防粗细集料过度混合而造成较高偏差。 在具体施工期间，严格控制粗集料关键筛孔通过率，其标准见表3。

表3 粗集料关键筛孔通过率标准

2）设置隔离屋。 考虑到各类集料不可避免地存在变异性，故可于施工期间设置隔离物，做好料堆间的隔绝工作，防止各类集料在存储堆积期间出现混合。

4.4 控制含水量

4.4.1 含水量数据

为最大限度地保障质量控制效果， 采用烘干法测试含水量，经检测与计算分析发现，公路基础设施基层含水量标准偏差及变异系数分别为5.1%，0.3， 拌和站材料含水量标准偏差及变异系数分别为3.9%，0.2。根据该数据可见，拌和站中混合料的含水量低于公路工程施工所用材料的含水量， 意味着在施工期间混合料含水量增加，为保障公路工程施工质量，需对混合料含水量加以控制。

4.4.2 含水量改善措施

为有效降低混合料含水量， 需做好料场内材料的检测与控制工作，进行覆盖处理，并合理选择供水量控制方式，通过精细化控制供水量，避免出现含水量不达标现象。 表4 为常用供水量控制方式的对比情况，结合数据可见，在信息化时代，应优先选用“水泵+ 智能旋涡流量计”方式，以此严格把控供水量精度，间接改善公路工程混合料含水量指标，达到质量控制目的[3]。

表4 供水量控制方式对比

5 结语