瀝青混凝土路面質(zhì)量控制研究

鄒英豪

序言：由于受到天氣、溫度、行車(chē)及路面材料等方面的影響，瀝青混凝土路面會(huì)出現(xiàn)裂縫、車(chē)轍、水損壞、松散、泛油、坑槽等病害，此類(lèi)病害嚴(yán)重影響了路面使用質(zhì)量和安全，影響了瀝青路面的使用壽命。

為預(yù)防和減少病害的出現(xiàn)，延長(zhǎng)瀝青路面使用壽命，應(yīng)從以下幾個(gè)方面對(duì)瀝青混凝土路面質(zhì)量進(jìn)行控制。

一、路面設(shè)計(jì)方面

提高路面壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，減小空隙率

《公路工程質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTGF80/1-2004）規(guī)定，高速公路、一級(jí)公路瀝青混凝土面層的壓實(shí)度最小為96%，事實(shí)上，按規(guī)范要求控制壓實(shí)度時(shí)，瀝青路面空隙率有相當(dāng)一部分大于8%，路面處于滲水狀態(tài)。將壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)提高至98%，除個(gè)別點(diǎn)外空隙率都在3%至4%，路面滲水實(shí)驗(yàn)80%以上滲水率60ml/min，從而有效控制了路面滲水，基本消除了路面滲水的隱患。有關(guān)資料研究表明，產(chǎn)生瀝青路面致命損壞的首要原因是存在于空隙中的水的侵害作用，導(dǎo)致瀝青與石料的分離，而且荷載反復(fù)作用時(shí)的動(dòng)水壓力更加劇了瀝青路面的破壞。長(zhǎng)期積水，也會(huì)導(dǎo)致瀝青混凝土的穩(wěn)定度下降，發(fā)生凍融危害。設(shè)計(jì)空隙率小于4%時(shí)，瀝青面層中的水在荷載作用下一般不會(huì)產(chǎn)生凍水壓力，不易造成水損破壞。因此，減小瀝青路面的空隙率或及時(shí)將水排出路面，可以有效阻止水對(duì)結(jié)構(gòu)層的破壞。而事實(shí)上，路面空隙率較大時(shí)，滲入面層空隙的水中常常有泥沙等雜物，雜物不斷沉積在空隙中，堵塞空隙，導(dǎo)致無(wú)法排水，形成積水，使路面長(zhǎng)期受水侵蝕，破壞路面，因此，減小路面空隙率，才能消除水的侵害作用。

優(yōu)選基層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

基層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理直接影響面層的質(zhì)量。下承層強(qiáng)度不足，彎沉值達(dá)不到設(shè)計(jì)值，或設(shè)計(jì)彎沉值偏低，可直接導(dǎo)致瀝青面層產(chǎn)生擁包、龜裂等，因此在面層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮在路槽之間設(shè)一層墊層，基層結(jié)構(gòu)可設(shè)成多層基層（2層以上）型式。

現(xiàn)在使用較多的水泥穩(wěn)定碎石半剛性基層，易產(chǎn)生反射裂縫以及各種形式的其他裂縫，特別是橫向裂縫，裂縫直接會(huì)導(dǎo)致降水進(jìn)入路面內(nèi)部，半剛性基層由于在材料結(jié)構(gòu)上排水不暢，水會(huì)長(zhǎng)期滯留在面層與基層中間，導(dǎo)致各種水損害出現(xiàn)。因此，瀝青路面設(shè)計(jì)為半剛性基層時(shí)，一定要設(shè)透層。國(guó)外設(shè)計(jì)的半剛性路面中，為防止水損害，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中多數(shù)采用了加鋪層的技術(shù)，即在面層與半剛性基層間加鋪10cm厚級(jí)配碎石，以改善半剛性材料排水不暢的性能。

在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，引進(jìn)柔性基層可減少瀝青路面開(kāi)裂和水損壞，具有較好的長(zhǎng)期使用性能。瀝青穩(wěn)定碎石柔性基層不會(huì)產(chǎn)生反射裂縫，即使面層有滲水，也較半剛性基層材料排水能力強(qiáng)，在防止水損害方面較半剛性基層好。

優(yōu)選面層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

路面結(jié)構(gòu)上面層盡量設(shè)計(jì)為Ⅰ型密級(jí)配型式，有條件的可以設(shè)計(jì)封層，以防止水分侵入。

二、嚴(yán)格控制施工工藝

施工作業(yè)在公路建設(shè)中占有重要的地位，在設(shè)計(jì)合理前提下，先進(jìn)優(yōu)良的施工工藝左右著工程質(zhì)量的優(yōu)劣。在一定程度上，先進(jìn)設(shè)備的產(chǎn)能、性能及與之配套的攤鋪壓實(shí)設(shè)備等直接決定工藝的先進(jìn)與否，現(xiàn)在一般高等級(jí)公路瀝青路面施工的拌和設(shè)備產(chǎn)能已要求到4000型以上。

鋪設(shè)試驗(yàn)段

首先，檢驗(yàn)計(jì)劃投入使用設(shè)備的可靠性，優(yōu)化其施工機(jī)械設(shè)備組合和工序銜接。其次，檢驗(yàn)選用的原材料及混合料的組成設(shè)計(jì)是否符合質(zhì)量要求；第三，確定材料生產(chǎn)配合比以及攤鋪系數(shù)；第四，確定每一作業(yè)段的合適長(zhǎng)度和一次攤鋪的合理厚度；第五，確定標(biāo)準(zhǔn)施工方法或工藝。

施工作業(yè)過(guò)程中，應(yīng)完全按照成功鋪筑試驗(yàn)段的操作工藝及技術(shù)參數(shù)進(jìn)行控制，并隨時(shí)注意下列問(wèn)題：包括瀝青、礦料、混合料、混合料儲(chǔ)存、改性瀝青制作及儲(chǔ)存、集料加熱、混合料出廠等各項(xiàng)溫度，不得超過(guò)設(shè)計(jì)溫度。

確定各層混和料的最佳配合比

為取得試驗(yàn)段的成功，按規(guī)范要求提前做好各結(jié)構(gòu)層混合料配合比試驗(yàn)，在大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，選定最佳配合比。瀝青混凝土混合料在滿(mǎn)足穩(wěn)定度、空隙率和流值等項(xiàng)指標(biāo)前提下，瀝青用量取現(xiàn)行規(guī)范的中下值為宜。

做好路基的交接驗(yàn)收

路基頂面作為交接工序，其各項(xiàng)檢評(píng)指標(biāo)是否合格格外重要。路面施工前，要對(duì)路基合同段的路基中線、寬度、彎沉、平整度、壓實(shí)度和路基設(shè)計(jì)標(biāo)高等進(jìn)行全面檢測(cè)，特別是橋梁頂面標(biāo)高和構(gòu)造物兩頭的回填質(zhì)量。路基質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到路面鋪設(shè)施工的優(yōu)劣。

控制好碾壓技術(shù)環(huán)節(jié)

壓路機(jī)必須在攤鋪機(jī)后緊跟著，在盡可能高的溫度狀態(tài)下碾壓，不得等候，振動(dòng)壓路機(jī)碾壓速度大于6km/h時(shí)，面層可能產(chǎn)生波浪不平整現(xiàn)象；速度小于3km/h時(shí)，可能產(chǎn)生過(guò)振現(xiàn)象，容易導(dǎo)致骨料破碎和泛油問(wèn)題發(fā)生。故應(yīng)嚴(yán)格控制振動(dòng)壓路機(jī)碾壓速度。碾壓時(shí)壓路機(jī)驅(qū)動(dòng)輪應(yīng)面向攤鋪機(jī)，振動(dòng)壓路機(jī)振動(dòng)頻率要求35Hz至50Hz，振幅為0.3mm至0.8mm。面層厚度大時(shí)應(yīng)相應(yīng)選用大頻率、大振幅。碾壓倒車(chē)時(shí)，應(yīng)先停車(chē)，再慢速起動(dòng)以避免瀝青面層產(chǎn)生推擁，為防壓路機(jī)粘輪，可用噴霧器在輪上薄層噴涂柴油、煤油、切削油乳液或硅硐類(lèi)防粘劑，輪胎壓路機(jī)胎壓大于0.5MPa，碾壓應(yīng)由低處向高處順序進(jìn)行，壓輪重疊應(yīng)不小于20cm。

控制好工作縫技術(shù)環(huán)節(jié)

橫向施工縫應(yīng)采用平接縫，宜采用“切縫”方式，在接縫前端預(yù)先鋪砂，在混合料未冷卻結(jié)硬之前進(jìn)行切縫，應(yīng)特別注意橫向接縫處的平整度，接縫位置應(yīng)通過(guò)三米直尺測(cè)量確定。接縫時(shí)，新鋪混合料應(yīng)嚴(yán)格按基準(zhǔn)線或松鋪系數(shù)確定攤鋪厚度。壓路機(jī)可先采用45°輻射碾壓再縱向碾壓，碾壓后檢測(cè)平整度，需調(diào)整時(shí)用較細(xì)的混合料來(lái)填補(bǔ)或及時(shí)鏟掉高出部分。

嚴(yán)格控制超載

瀝青混合料是一種彈性—粘塑性材料，有時(shí)僅呈現(xiàn)為彈性性質(zhì)，有時(shí)則主要呈粘塑性性質(zhì)，而大多數(shù)情況下，幾乎同時(shí)綜合呈現(xiàn)上述性質(zhì)。瀝青混合料的蠕變?cè)囼?yàn)表明，在作用應(yīng)力恒定的情況下，彈性—粘塑性材料的變形隨時(shí)間的發(fā)展，取決于作用應(yīng)力的大小。當(dāng)作用力相當(dāng)小，即低于彈性極限或屈服點(diǎn)時(shí)，應(yīng)力作用后，一部分變形呈瞬時(shí)彈性變形，一部分變形呈滯后彈性變形，這兩種變形分別在瞬間隨時(shí)間增加逐漸消失。瀝青混合料受力較大時(shí)，材料呈現(xiàn)出彈性或兼有粘彈性的性質(zhì)，當(dāng)作用力相當(dāng)大時(shí)，在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間（超過(guò)彈性變形發(fā)展時(shí)間）內(nèi)，材料的變形除有瞬時(shí)彈性變形和滯后彈性變形外，還存在粘滯性塑性流動(dòng)變形。應(yīng)力撤除后，這部分變形不再恢復(fù)，即塑性變形。這種情況表明，瀝青混合料受力相當(dāng)大且受力時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，材料不僅產(chǎn)生彈性變形，而且有隨時(shí)間而發(fā)展的塑性變形。

由此可見(jiàn)，車(chē)輛荷載超出路面設(shè)計(jì)的彈性極限或屈服點(diǎn)時(shí)（即超載），將產(chǎn)生不可恢復(fù)的塑性變形。超載作用次數(shù)越多，不可恢復(fù)的塑性變形積累越多。長(zhǎng)期超載，塑性變形累加，就出現(xiàn)車(chē)轍、擁包等不良病害，降低路面使用功能，減少路面使用壽命。嚴(yán)格控制超載，也是提高公路使用壽命的重要手段。

結(jié)束語(yǔ)：瀝青混凝土路面有許多優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，一定要從設(shè)計(jì)、原材料質(zhì)量、施工工藝、質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量控制方法等方面嚴(yán)格要求，才能達(dá)到良好的效果。endprint