淺談工地試驗室對瀝青路面施工質(zhì)量的檢測控制

【摘 要】面層是路面工程的重要組成部分，確保面層質(zhì)量是公路工程的熱點和難點之一。本文通過工地試驗室對面層材料的優(yōu)選檢測、配合比設(shè)計，到面層鋪筑與碾壓施工過程分析，強調(diào)了工地試驗室對瀝青路面施工前后質(zhì)量有效檢測控制的重要性。

【關(guān)鍵詞】工地試驗室；瀝青路面；材料優(yōu)選；施工質(zhì)量檢測控制

Discuss workplace laboratory to the examination control of the asphalt road surface construction quality

Zhao Li-li

(Henan Xinkaiyuan road bridge engineering consultation limited company Zhengzhou Henan 450000)

【Abstract】Surface layer is road surface engineering of importance constitute part and ensure a surface layer the quality is a highway engineering of a little bit hot and one of the cruxes. The article passes the optimization examination of workplace laboratory opposite layer material and match with a ratio design and arrives a surface layer to spread to build to press construction process analysis with and emphasized workplace laboratory the surface starts construction to the asphalt road the quality in front and back effectively examines importance of control.

【Key words】Workplace laboratory；Asphalt road surface；Material choice；Construction quality examination and control

1.前言

隨著我國公路事業(yè)的發(fā)展，公路的通車?yán)锍桃殉?萬公里，對于已建的多條公路，盡管在施工時都加強了質(zhì)量控制，但瀝青路面的病害卻一直未得到解決，裂縫、坑槽、唧漿、轍槽、泛油等早期破壞現(xiàn)象層出不窮，嚴(yán)重影響了瀝青路面的各項路用性能，大大增加了運營期間的養(yǎng)護費用。因此，對于在建或未建的瀝青路面施工，我們應(yīng)該把瀝青路面施工的質(zhì)量控制提到一個新的高度。在此，筆者僅從試驗檢測的角度，談?wù)勗囼炇覍r青面層施工質(zhì)量的檢測控制。

2.材料的選擇

拌制瀝青混合料所需的材料主要有粗集料、細(xì)集料、礦質(zhì)填料和瀝青。在配合比設(shè)計前，試驗室應(yīng)配合物資采購人員，調(diào)查多個料源，選取符合相應(yīng)技術(shù)規(guī)范的合格材料。材料的優(yōu)劣是瀝青路面質(zhì)量好壞的基礎(chǔ)。

2.1 粗集料的選擇

瀝青路面用粗集料包括碎石、破碎礫石、篩選礫石、鋼渣、礦渣等，但高速公路和一級公路不得使用篩選礫石和礦渣。所選粗集料應(yīng)潔凈、干燥、表面粗糙。試驗人員取樣時應(yīng)在不同部位隨機抽取具有代表性的試樣，在對樣品進(jìn)行篩分、壓碎值、針片狀、小于0.075mm顆粒含量、表觀相對密度、吸水率、堅固性、洛杉磯磨耗損失等多項指標(biāo)進(jìn)行室內(nèi)試驗后，選擇符合質(zhì)量要求的料源的集料。

2.2 細(xì)集料的選擇。

瀝青路面的細(xì)集料包括天然砂、機制砂、石屑。所選細(xì)集料應(yīng)潔凈、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì)，并有適當(dāng)?shù)募?。試驗人員在選擇細(xì)集料時，在市場材料充足的條件下，因機制砂的粗糙、潔凈、棱角性好，應(yīng)優(yōu)選之。另外，天然砂與瀝青的粘附性較差，呈渾圓狀，使用太多對高溫穩(wěn)定性不利，但石屑和天然砂共同使用能起到互補的效果。故選擇何種細(xì)集料也是瀝青混合料質(zhì)量優(yōu)劣的因素之一。試驗室應(yīng)派試驗人員在料場取不同的細(xì)集料進(jìn)行試驗，對各項指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)選，尤其應(yīng)注意小于0.075mm以下的細(xì)粉含量和砂當(dāng)量的質(zhì)量要求，最終選取符合當(dāng)?shù)厥袌鰲l件和施工條件的優(yōu)質(zhì)細(xì)集料。

2.3 礦質(zhì)填料的選擇。

在瀝青混合料中，礦質(zhì)填料通常是指礦粉。礦粉在瀝青混合料中起著重要作用，因此對礦粉質(zhì)量的要求不容忽視。瀝青混合料中使用的礦粉必須是采用石灰?guī)r或巖漿巖中的強基性巖石等憎水性石料經(jīng)磨細(xì)得到的礦粉，應(yīng)潔凈、干燥，試驗人員應(yīng)在料源取樣進(jìn)行篩分、表觀密度、含水量、親水系數(shù)等指標(biāo)的測定，確保所選礦粉質(zhì)量符合要求。

2.4 瀝青的選擇。

瀝青路面采用的瀝青標(biāo)號，宜按照公路等級、氣候條件、交通條件、路面類型及在結(jié)構(gòu)層中的層位及受力特點、施工方法等，結(jié)合當(dāng)?shù)氐氖褂媒?jīng)驗，經(jīng)技術(shù)論證后確定。一般在設(shè)計文件中已經(jīng)指定了瀝青的標(biāo)號，試驗人員不用再考慮。但應(yīng)建議物資采購人員選擇大型的油庫、知名的品牌，以保證瀝青的供應(yīng)和質(zhì)量的穩(wěn)定。試驗人員還應(yīng)到油庫取樣對瀝青的針入度、延度、軟化點、含蠟量等指標(biāo)進(jìn)行測定，同時還應(yīng)進(jìn)行瀝青的老化試驗，對瀝青經(jīng)薄膜烘箱試驗后的熱致老化后的各項性能進(jìn)行評定，最終為工程選擇優(yōu)質(zhì)的瀝青。

3.瀝青混合料配合比設(shè)計

瀝青路面質(zhì)量的好壞，關(guān)鍵在于混合料配合比設(shè)計。一個好的配合比設(shè)計是瀝青路面施工成敗的關(guān)鍵。一般分為目標(biāo)配合比設(shè)計、生產(chǎn)配合比、生產(chǎn)配合比驗證三個階段。

3.1 目標(biāo)配合比設(shè)計。

許多試驗人員認(rèn)為目標(biāo)配合比設(shè)計意義不大，最終是靠生產(chǎn)配合比來指導(dǎo)施工的，這樣實際上無法嚴(yán)格控制不同材料的比例。目標(biāo)配合比設(shè)計是控制冷料倉的依據(jù)，不應(yīng)被廣大試驗人員所忽視。

3.1.1 礦料級配的選擇。對各種粗細(xì)集料進(jìn)行篩分后，利用在EXECL里編制的礦料合成集配程序，對各種集料按不同的比例進(jìn)行合成，應(yīng)選擇平坦的S型級配曲線，即兩頭粗、細(xì)集料少，中間集料多的級配，使混合料組成嵌擠密實型級配，并應(yīng)注意避免在(0.15~0.3)mm、 (0.3~0.6)mm區(qū)間出現(xiàn)“鴕峰”級配。

3.1.2 馬歇爾試驗。

馬歇爾試驗是選擇瀝青用量，確定最佳油石比的重要依據(jù)。配合比設(shè)計成敗主要靠馬歇爾試驗所測得各項指標(biāo)如馬歇爾穩(wěn)定度、流值、空隙率、飽和度、礦料間隙率、毛體積密度等的數(shù)據(jù)所確定。試驗人員應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范要求進(jìn)行此項試驗，保證試件成型時混合料的溫度、擊實試件的高度、密度測定的精確度、試驗時的養(yǎng)護水溫等必須滿足規(guī)范要求，使所測定的數(shù)據(jù)精確度高，可靠性強，能正確指導(dǎo)我們依此數(shù)據(jù)得出最佳油石比。

3.1.3 配合比設(shè)計檢驗。

確定了礦料級配和最佳油石比后，應(yīng)進(jìn)行高溫穩(wěn)定性檢驗、水穩(wěn)定性檢驗和低溫穩(wěn)定性檢驗，分別進(jìn)行車轍試驗、浸水馬歇爾試驗和低溫彎曲試驗，檢驗該配合比能否滿足各項路用性能。如不能同時滿足，應(yīng)重新調(diào)整配合比，直至上述各項性能能同時滿足，一個好的目標(biāo)目標(biāo)配合比才算完成。

3.2 生產(chǎn)配合比設(shè)計。

在目標(biāo)配合比確定后，應(yīng)利用實際施工的拌和機進(jìn)行生產(chǎn)配合比設(shè)計。試驗前，應(yīng)首先根據(jù)級配類型選擇振動篩篩號，使幾個熱料倉的材料不致相差太多，最大篩孔應(yīng)保證使超粒徑料排出，使最大粒徑篩孔通過量符合設(shè)計范圍要求。試驗時，按目標(biāo)配合比設(shè)計的冷料比例上料、烘干、篩分，取各個熱料倉試樣進(jìn)行篩分，與目標(biāo)配合比一樣用EXECL程序進(jìn)行礦料級配計算，選擇平坦的S型級配曲線，確定各個熱料倉集料的比例。然后進(jìn)行馬歇爾試驗確定最佳油石比，最后還要進(jìn)行高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性、低溫抗裂性能的檢驗。

3.3 生產(chǎn)配合比驗證。

路面正式鋪筑前，應(yīng)進(jìn)行生產(chǎn)配合比驗證。拌和站用試驗室提供的目標(biāo)配合比控制冷料的上料速度，根據(jù)生產(chǎn)配合比控制各熱料倉的上料比例、礦粉比例和瀝青用量，拌制瀝青混合料。在試驗段進(jìn)行試鋪時，試驗人員應(yīng)在施工現(xiàn)場觀察攤鋪、碾壓過程和成型混合料的表面狀況，判斷混合料的級配及油石比，如不滿意，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整，重新試拌試鋪，直至滿意。另一方面，試驗室應(yīng)在現(xiàn)場采集混合料試樣，進(jìn)行馬歇爾試驗，檢驗穩(wěn)定度、流值、空隙率、瀝青飽和度是否滿足規(guī)范要求。同時還應(yīng)進(jìn)行車轍試驗及馬歇爾試驗，進(jìn)行高溫穩(wěn)定性及水穩(wěn)定性檢驗，只有所有指標(biāo)全部合格，此配合比才能交付使用。

4.施工過程中對集料的控制

施工過程中，對集料的控制是瀝青路面質(zhì)量優(yōu)劣的重要一環(huán)。由于各種條件限制，拌和站一般沒有足夠的場地堆放所需材料，通常都是邊生產(chǎn)邊進(jìn)料，由于所需集料多，很難由一個料場全部提供，造成料源較多，規(guī)格質(zhì)量不一。以上原因使得施工過程中的集料控制成了一個大難題。

為了避免混合料離析，使生產(chǎn)過程中的礦料級配能最大限度的與生產(chǎn)配合比的級配曲線吻合，試驗室必須嚴(yán)格控制進(jìn)場集料的級配。對進(jìn)場的每一批集料必須進(jìn)行篩分試驗，確定與配合比設(shè)計時的集料級配相差是否過大，若偏差過大，會直接影響到混合料的級配，不應(yīng)繼續(xù)使用，對該批材料應(yīng)做清退處理。在清退困難且該批材料數(shù)量巨大時，應(yīng)對目標(biāo)配合比和生產(chǎn)配合比進(jìn)行調(diào)整，還應(yīng)定期的對熱料倉集料的級配進(jìn)行篩分析，作為對混合料級配的進(jìn)一步校核。

在粗集料的進(jìn)場檢測中，針片狀顆粒含量和石料的壓碎值也是兩個重要的指標(biāo)。若瀝青混合料中的粗集料的細(xì)長扁平顆粒多，石料壓碎值小，在混合料的攤鋪、碾壓過程中，被瀝青膜包裹的粗集料易被壓路機壓碎，集料出現(xiàn)了未被瀝青裹服的破碎面，使混合料不能被粘結(jié)成整體，從而影響瀝青混凝土的各種性能。因此，粗集料的針片狀和壓碎值必須合格，試驗室應(yīng)認(rèn)真控制。

5.施工過程中對配合比的控制

由于集料的變異性，施工過程中，混合料的礦料級配很難和配合比設(shè)計時的礦料級配吻合。為了降低級配的波動性，除加強對進(jìn)場材料的檢驗外，試驗室應(yīng)不斷追蹤熱料倉的級配，每天施工前都要對熱料倉的集料進(jìn)行篩分析，將結(jié)果與生產(chǎn)配合比進(jìn)行比較，若差異較大，立即進(jìn)行調(diào)整，保證混合料的礦料級配在配合比充許的波動范圍內(nèi)。

6.施工過程中對瀝青混合料的檢驗

施工過程中，對瀝青混合料的性能檢驗是監(jiān)督拌和站的生產(chǎn)工藝，驗證礦料級配的波動性，檢驗瀝青含量的重要依據(jù)，是保證瀝青路面質(zhì)量事中控制的重要手段。試驗室每天至少取一次瀝青混合料進(jìn)行馬歇爾試驗、抽提試驗。

試驗員應(yīng)嚴(yán)格認(rèn)真按《公路瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》完成這兩項試驗，保證試驗結(jié)果的準(zhǔn)確、可靠，并及時對試驗結(jié)果進(jìn)行分析，檢查穩(wěn)定度、流值、空隙率、飽和度等各項指標(biāo)是否滿足規(guī)范要求，瀝青含量是否在設(shè)計用油量正常波動范圍內(nèi)，抽提后對礦料的篩分結(jié)果與每天施工前熱料倉的礦料級配的偏差是否在正常范圍內(nèi)，如有偏差，應(yīng)檢查拌和站的生產(chǎn)工藝，并適時對配合比進(jìn)行調(diào)整。

試驗室對瀝青混合料質(zhì)量的及時評價，避免了拌和站不合格混合料的出現(xiàn)，是保證瀝青路面施工質(zhì)量的又一關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

7.現(xiàn)場的攤鋪與碾壓

瀝青路面施工中，現(xiàn)場的攤鋪與碾壓是保證路面壓實度和平整度的關(guān)鍵施工工藝。應(yīng)怎樣進(jìn)行攤鋪，怎樣組合壓路機進(jìn)行碾壓，在許多文章中都有詳盡的論述，且不是試驗室的控制內(nèi)容，在此不作詳述。但攤鋪與碾壓的質(zhì)量好壞，卻是試驗室關(guān)注的問題。

碾壓結(jié)束路面冷卻后，試驗室要在路面上進(jìn)行鉆芯取樣，檢測路面的厚度、測定芯樣的密度，依據(jù)該路段馬歇爾試驗的平均毛體積密度評定該路段的壓實度，鋪以平整度的測定，來評定攤鋪與碾壓工藝的質(zhì)量。

經(jīng)過大量的工程實踐，筆者不贊同在路面上過多鉆芯取樣。路面設(shè)計時，每一層都是按一個連續(xù)的彈性整體進(jìn)行設(shè)計的，鉆芯取樣后，即使及時進(jìn)行了妥善的修補，也不能使該處與該層路面形成整體，破壞了路面的整體性，取芯處就成了以后路面破壞時的薄弱點。

因此我們應(yīng)該加強施工時攤鋪與碾壓過程中的工藝控制，把對鉆芯取樣檢測路面壓實度的事后控制轉(zhuǎn)變?yōu)閿備伳雺哼^程中的事中控制，才能保證路面的壓實度和平整度。同時，筆者建議在施工檢驗中，應(yīng)把核子密度儀檢驗瀝青路面壓實度做為主要的檢驗手段，鋪以少量鉆芯取樣，對核子儀法進(jìn)行驗證，既保證了工程質(zhì)量，又減少了對路面的破壞。

8.質(zhì)量控制對經(jīng)濟效益的影響

通過上述有效的質(zhì)量控制，保證了瀝青路面的質(zhì)量，減少了瀝青路面的各種病害，延長了瀝青路面的使用壽命，路面大修的周期延長， 有效控制了項目后期的運營成本，減少了維護費用，節(jié)約了建設(shè)單位在項目壽命周期內(nèi)的建設(shè)成本。

9.結(jié)束語

經(jīng)上綜述，試驗室在瀝青路面施工過程中從原材料選擇、配合比設(shè)計、生產(chǎn)過程中對原材料和配合比的控制以及對混合料的檢驗，直至最后對路面壓實度和平整度的檢驗，是保證瀝青路面質(zhì)量的關(guān)鍵。但我們更應(yīng)該重視事前的材料選擇、配合比設(shè)計，事中對原材料的進(jìn)場檢驗、配合比的控制、混合料的檢驗，才能保證事后的壓實度、平整度滿足要求，瀝青路面的路用性能滿足要求，最終才能保證瀝青路面的質(zhì)量，延長路面的使用周期，有效節(jié)約后期的運營成本和維護費用。

參考文獻(xiàn)

［1］ 沙慶林：高等級公路半剛性基層瀝青路面［MJ］，人民交通出版社

［2］ ［JTG F40-2004］， 公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范［S］

［文章編號］1006-7619（2008）09-01-503

［作者簡介］趙麗麗(1971.8- )，女，工程師。