淺談瀝青路面的施工

董彬林

[摘要]瀝青路面的使用性能是指路面能提供的行車條件。路面行車使人感覺越舒適,路面使用性能越好。瀝青路面的使用性能除了影響行車舒適性外,還直接影響行車的安全性。路況差,必然增加行駛難度,造成駕駛?cè)藛T緊張,降低運(yùn)輸效率,增加油耗,直接影響交通運(yùn)輸和經(jīng)濟(jì)發(fā)展,并帶來不良社會(huì)影響。

[關(guān)鍵詞]瀝青路面施工

一、瀝青路面的施工現(xiàn)狀

由于瀝青路面具有表面平整、無接縫、行車舒適、噪音低、施工期短和維修方便等優(yōu)良特性,當(dāng)前世界各國(guó)的高等級(jí)公路大多采用瀝青路面,我國(guó)也不例外。目前,我國(guó)已經(jīng)建成的高等級(jí)公路中有90%采用了瀝青路面。令人擔(dān)憂的是許多已經(jīng)建成的瀝青路面公路出現(xiàn)了嚴(yán)重的早期破壞,通車不到幾年的時(shí)間就出現(xiàn)路面開裂、剝落、泛油、擁包、車轍等早期破壞現(xiàn)象,嚴(yán)重影響了行車舒適性和行車安全。雖然有很多其他方面的因素,但是瀝青路面施工中過程控制不嚴(yán)格,關(guān)鍵環(huán)節(jié)控制不得力也是造成路面早期破壞的重要原因之一。瀝青路面的使用性能是指路面能提供的行車條件。路面行車使人感覺越舒適,路面使用性能越好。瀝青路面的使用性能除了影響行車舒適性外,還直接影響行車的安全性。路況差,必然增加行駛難度,造成駕駛?cè)藛T緊張,降低運(yùn)輸效率,增加油耗,直接影響交通運(yùn)輸和經(jīng)濟(jì)發(fā)展,并帶來不良社會(huì)影響。

二、氣候條件及交通情況對(duì)瀝青路面的影響

1.瀝青路面的車轍變形、擁包等主要發(fā)生在夏季高溫情況下,是一種混合料各種成分位置的變化過程。通常情況下,礦料級(jí)配的貢獻(xiàn)率占到60%。瀝青結(jié)合料則提供40%的抗車轍能力。

2.瀝青路面的溫縮裂縫表現(xiàn)為寒冷季節(jié)瀝青混合料的集料之間的瀝青膜拉伸破壞,然后再導(dǎo)致集料的破裂。因此低溫抗裂性能主要取決于瀝青結(jié)合料的低溫拉伸變形性能,瀝青結(jié)合料性能的貢獻(xiàn)率達(dá)到90%。這時(shí)候的混合料非常堅(jiān)硬,混合料的礦料級(jí)配對(duì)抵抗收縮變形導(dǎo)致的開裂無能為力,其貢獻(xiàn)率充其量只有10%。

3.瀝青混合料的水損害是由于瀝青結(jié)合料與集料表面的粘結(jié)力喪失而導(dǎo)致剝離,瀝青混合料的水穩(wěn)定性取決于瀝青與礦料界面的粘結(jié)力,尤其是礦料品種。

4.瀝青混合料的疲勞開裂源于反復(fù)荷載的作用,集料性質(zhì)、礦料級(jí)配、瀝青結(jié)合料的性質(zhì),還包括路面設(shè)計(jì)都起到重要作用。一般認(rèn)為,瀝青結(jié)合料的作用起到60%。

三、改進(jìn)瀝青路面使用性能的途徑

路面使用性能評(píng)價(jià)取決于道路使用者對(duì)路面使用條件的綜合感受,據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查顯示,影響路面使用性能的第一因素是平整度,其次是道路裂縫及車轍。同我國(guó)路況實(shí)際情況結(jié)合起來看,影響瀝青路面使用品質(zhì)的主要問題是坑槽、車轍、裂縫,當(dāng)然橋梁伸縮縫安裝質(zhì)量及施工縫的施工質(zhì)量也會(huì)影響行車舒適性,但主要的影響因素來自于前者。分析原因,大致有以下三個(gè)因素影響了瀝青路面的使用質(zhì)量。一是路面設(shè)計(jì)。這里主要指路面結(jié)構(gòu)及厚度設(shè)計(jì)。瀝青路面的結(jié)構(gòu)及厚度設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)氣候條件、交通荷載、地理?xiàng)l件、材料供應(yīng)等因素根據(jù)計(jì)算理論得出。目前我國(guó)的瀝青路面設(shè)計(jì)大部分可稱之為模式化設(shè)計(jì),不同地區(qū),不同氣候條件,甚至不同交通量狀況,得到的瀝青路面結(jié)構(gòu)及厚度設(shè)計(jì)都是類似或相同的;二是材料設(shè)計(jì)。瀝青路面的材料設(shè)計(jì)(原材料質(zhì)量要求及瀝青混合料配合比設(shè)計(jì))是瀝青路面設(shè)計(jì)、施工中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。而在我國(guó)的設(shè)計(jì)文件中,缺乏有針對(duì)性的材料設(shè)計(jì)內(nèi)容,而僅僅是照搬規(guī)范,按中值法確定瀝青混合料級(jí)配。在實(shí)際施工中,施工單位按照設(shè)計(jì)圖紙或規(guī)范推薦的級(jí)配范圍中值法確定瀝青混合料級(jí)配。這樣做的結(jié)果是確定的瀝青混合料的級(jí)配同使用要求不匹配,易形成早期損害。合理的瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)是保證瀝青路面施工質(zhì)量的技術(shù)前提,在配合比設(shè)計(jì)方面,必須擯棄僵化的概念,根據(jù)交通量、氣候等因素,以路面使用性能為基點(diǎn),有針對(duì)性地進(jìn)行配合比設(shè)計(jì),才能保證瀝青路面的良好使用性能;三是施工因素。瀝青路面的早期損壞經(jīng)常與使用的材料不好、壓實(shí)度偏低、級(jí)配變異性大、排水設(shè)計(jì)不合理等有關(guān)。要充分發(fā)揮瀝青路面的優(yōu)點(diǎn),必須有良好的施工品質(zhì)作保障。要確保瀝青路面達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)和路用性能,必須做好施工階段的質(zhì)量控制。影響施工質(zhì)量的因素很多,如原材料、施工質(zhì)量管理方法,尤其是施工過程中的變異性問題等。

四、基于可靠度的瀝青路面施工質(zhì)量控制

根據(jù)公路工程質(zhì)量控制的定義,可以定義基于可靠度的瀝青路面施工質(zhì)量控制為:在施工階段,為了達(dá)到要求的瀝青路面結(jié)構(gòu)可靠度,采取一定的方法對(duì)可靠度的影響因素進(jìn)行控制,藉以提高瀝青路面的施工質(zhì)量。從前面的施工可靠度分析可知,為了保證施工可靠度目標(biāo)值,基于可靠度的瀝青路面施工質(zhì)量控制要對(duì)原材料和施工工序影響可靠度的測(cè)試指標(biāo)進(jìn)行控制,并對(duì)這些測(cè)試指標(biāo)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,以便進(jìn)行質(zhì)量改進(jìn)。

這種質(zhì)量控制方法主要是根據(jù)影響材料質(zhì)量的各項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和工藝參數(shù)在施工過程中的測(cè)試數(shù)據(jù),借助控制圖(管理圖)之類的統(tǒng)計(jì)工具,對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行測(cè)試及統(tǒng)計(jì)分析研究,探求測(cè)試數(shù)據(jù)的變化原因,對(duì)那些明顯影響質(zhì)量的因素,應(yīng)采取措施加以控制,并不斷建立新的施工標(biāo)準(zhǔn),來保證今后不要發(fā)生嚴(yán)重的質(zhì)量事故,使施工能長(zhǎng)期保持在穩(wěn)定的質(zhì)量狀態(tài)。

要保證瀝青路面設(shè)計(jì)可靠度,關(guān)鍵是對(duì)質(zhì)量控制指標(biāo)進(jìn)行控制。質(zhì)控指標(biāo)大致可以分為兩類,對(duì)應(yīng)兩種控制方法。第一類指標(biāo)與施工可靠度概念直接相關(guān),如土基回彈模量、各層材料回彈模量以及各結(jié)構(gòu)層厚度,可通過建立體系可靠度評(píng)價(jià)模型,計(jì)算不同結(jié)構(gòu)層的可靠度來評(píng)估參數(shù)水平,并通過在后期參數(shù)水平不變的情況下預(yù)算路面可靠度,在當(dāng)前參數(shù)水平不夠的情況,通過對(duì)后繼施工水平的提高,保證路面設(shè)計(jì)可靠度,減少返工,實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)控制。第二類指標(biāo)是與施工可靠度概念間接相關(guān),它們直接影響第一類參數(shù)水平,可以利用常規(guī)控制圖實(shí)現(xiàn)過程控制來控制其變異水平。

五、小結(jié)

綜上所述,較早的路面施工工藝和施工技術(shù)受到強(qiáng)有力的挑戰(zhàn),我們必須根據(jù)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的材料狀況和設(shè)備條件進(jìn)行調(diào)整,利用好國(guó)外的先進(jìn)技術(shù),再加以中國(guó)化的運(yùn)用,與此同時(shí),我們必須針瀝青路面的材料特點(diǎn)進(jìn)行重新而有深入的研究,提高瀝青路面的施工工藝和施工控制方法已經(jīng)迫在眉睫了。

參考文獻(xiàn): [1]公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(JTG F40-2004).人民交通出版社,2004.