道路路基路面施工要點(diǎn)和質(zhì)量控制措施研究

王崇武

（廣東省水利水電第三工程局有限公司，廣東 東莞 523000）

1 引言

隨著城市基礎(chǔ)交通網(wǎng)絡(luò)的不斷完善，道路工程作為重要的交通樞紐，其建設(shè)步伐也日益加快。同時(shí)，道路施工質(zhì)量控制也更加嚴(yán)格。路基工程和路面工程是影響道路建設(shè)質(zhì)量的核心要素，如果施工不當(dāng)，會(huì)嚴(yán)重影響道路的運(yùn)營壽命，并可能造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失、人員傷亡及不良的社會(huì)影響[1]。鑒于此，相關(guān)學(xué)者針對路基路面施工技術(shù)開展了研究，并取得了一些有價(jià)值的成果。但是，工程師在開展道路工程施工時(shí)，往往以工程類比法為主，選擇的施工方案較保守，造成一定的資源浪費(fèi)。因此，研究路基路面施工要點(diǎn)和質(zhì)量控制措施具有十分重要的工程意義和社會(huì)價(jià)值。

2 依托工程概況

本文以大亞灣龍山二路、龍山三路等南北向道路路面整治工程為研究對象，對道路路基路面的施工要點(diǎn)和質(zhì)量控制措施開展了分析。其中，龍山二路設(shè)計(jì)起點(diǎn)接龍海一路，設(shè)計(jì)終點(diǎn)接石化大道西。道路大致為南北走向，設(shè)計(jì)起點(diǎn)樁號：K0+000，設(shè)計(jì)終點(diǎn)樁號：K2+216.602，設(shè)計(jì)長度約為2 216.602 m，紅線寬度為30 m，設(shè)計(jì)等級為城市次干路，設(shè)計(jì)速度為40 km/h。與本項(xiàng)目道路相交主要道路有(由北往南依次排列)：龍海一路、龍盛一路、龍盛二路、龍海二路、龍盛三路及石化大道。

龍山二路橫斷面寬30 m，具體布置方案為：5.5 m（人行道）+1.5 m（綠化帶）+8 m×2（機(jī)動(dòng)車道）+1.5 m（綠化帶）+5.5 m（人行道），如圖1 所示。

圖1 龍山二路橫斷面布置方案（單位：m）

龍山二路平面交叉口及拓寬路段需新建路面，其余路面直接加鋪瀝青混凝土，路面開挖后應(yīng)當(dāng)對路基進(jìn)行壓實(shí)，壓實(shí)度不小于95%。同時(shí)，為減少新舊路基沉降，要換填40 cm 級配碎石+20 cm 4%水泥穩(wěn)定碎石+20 cm 5%水泥穩(wěn)定碎石進(jìn)行路基處理。

3 道路路基工程施工質(zhì)量影響因素及施工要點(diǎn)分析

3.1 路基施工質(zhì)量影響因素

3.1.1 路基填料

路基填料特性是決定路面質(zhì)量的最直接因素，填料性能合格與否也會(huì)干擾后續(xù)工序的正常運(yùn)作?？刂坡坊盍腺|(zhì)量的關(guān)鍵就是在材料的收、發(fā)、儲(chǔ)、運(yùn)等環(huán)節(jié)，施工、監(jiān)理、建設(shè)單位等做好檢查驗(yàn)收工作，建立各自的材料管理臺(tái)賬，同時(shí)，要明確從材料檢員至項(xiàng)目經(jīng)理的全面質(zhì)量控制體系，避免把不合格填料使用在路基施工中[2]。

3.1.2 施工人員

參與道路路基施工的管理人員和技術(shù)人員應(yīng)持有相應(yīng)的資質(zhì)證書，并定期加強(qiáng)專業(yè)知識培訓(xùn)，提高人員責(zé)任意識，盡可能降低人為因素對路基施工質(zhì)量的干擾。

3.2 路基施工要點(diǎn)分析

3.2.1 場地清理

道路路基再施工之前必須對場地進(jìn)行清理，即按照監(jiān)理工程師的指示，認(rèn)真檢查路基用地范圍內(nèi)的構(gòu)筑物、障礙物、通信電纜等，并配合相關(guān)部門進(jìn)行遷移或拆除。如果路基用地范圍內(nèi)存在雜填土、草皮等不良材料，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)文件進(jìn)行清理，清理深度可取30 cm，以提高地基壓實(shí)度。清理出的非適用性材料，不得隨意堆放，應(yīng)運(yùn)輸?shù)綄Ｓ脳壨量?。此外，再進(jìn)行場地清理和臨時(shí)排水溝開挖時(shí)，應(yīng)盡可能地不破壞原有的自然排水系統(tǒng)。

3.2.2 路基碾壓

路基土方碾壓是道路路基施工質(zhì)量控制的核心，以壓實(shí)度為質(zhì)量控制指標(biāo)，一般是采用分層攤鋪、分層壓實(shí)的方法，并確保碾壓完成后的路基表面平整，邊坡平順[3]。

道路路基再施工中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)要求和相關(guān)技術(shù)規(guī)范，根據(jù)試驗(yàn)路段確定的施工方法，對不同的筑路材料，采取不同的填筑、碾壓方法，確保碾壓密實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。路基碾壓質(zhì)量控制要點(diǎn)主要從兩方面入手：一方面，控制機(jī)械碾壓方法。路基碾壓應(yīng)選擇先輕后重，先慢后快的方法，碾壓路線一般先兩側(cè)后中間，以便形成路拱，在彎道部分設(shè)有超高時(shí)，由低的一側(cè)邊緣向高的一側(cè)邊緣碾壓，以便形成單向超高橫坡，相鄰2 次碾壓的輕跡要重疊約1/3，以便各點(diǎn)都得到壓實(shí)。另一方面，控制填料的含水率。路基填料的含水量控制在填筑料最佳含水量的±2%，否則填料要進(jìn)行晾曬或?yàn)⑺笤倌雺骸?/p>

4 道路路面加鋪質(zhì)量影響因素施工要點(diǎn)

4.1 原材料管理

控制好原材料質(zhì)量是保證路面施工質(zhì)量的前提條件。路面原材料管理分為進(jìn)場原材料與場內(nèi)原材料管理2 個(gè)方面。進(jìn)場原材料要求對用于瀝青路面施工的各批次的瀝青和集料質(zhì)量進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)檢測，不能只參考廠家提供的質(zhì)量合格報(bào)告，以確保原材料質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求[4]。原材料試驗(yàn)檢測的檢測項(xiàng)目和檢測頻率可參考GB 50092—1996《瀝青路面施工及驗(yàn)收規(guī)范》，見表1。

表1 瀝青路面原材料檢測

瀝青路面原材料進(jìn)場后為了防止其顆粒級配出現(xiàn)較大變化，應(yīng)采取以下措施：（1）集料應(yīng)放置在堅(jiān)硬潔凈的場地，并對場地鋪筑厚度不小于20 cm 的水泥混凝土硬化；（2）集料應(yīng)設(shè)置好雨棚等防雨措施，防治集料水毀；（3）為避免粗集料滾動(dòng)，材料堆放角度不宜過大，堆放高度也不宜過高。

4.2 瀝青混合料生產(chǎn)

瀝青混合料生產(chǎn)之前應(yīng)先布置好冷料倉，避免冷料倉中的集料混倉。鑒于此，可在相鄰冷料倉結(jié)合位置布置一塊擋板。同時(shí)，裝載機(jī)向冷料斗供料時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）集料不應(yīng)當(dāng)從最底部開始采掘，不能只沿著料堆的某一方向采掘，盡量面對料堆材料流動(dòng)方向；（2）集料采掘期間不得對料堆產(chǎn)生大的干擾；（3）裝料前應(yīng)將粗細(xì)集料混合均勻，如果料堆集料出現(xiàn)部分離析，應(yīng)通過裝載機(jī)對料堆重新翻動(dòng)混合在裝料。不應(yīng)一斗粗料、一斗細(xì)料地向冷料倉供料；（4）裝料時(shí)注意不同規(guī)格材料不得混雜在一起。

4.3 瀝青混合料運(yùn)輸

運(yùn)輸階段是瀝青混合料發(fā)生離析的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，一方面是因?yàn)榛旌狭显谶\(yùn)輸期間發(fā)生了豎向與橫向運(yùn)動(dòng)；另一方面是因?yàn)榛旌狭线\(yùn)輸期間保溫措施不當(dāng)，熱量損失較大。因此，在瀝青混合料運(yùn)輸期間，要盡可能降低自卸汽車和儲(chǔ)料倉間的距離，裝料汽車應(yīng)移動(dòng)多次，在多個(gè)方向受料，并盡量選擇地勢平坦的運(yùn)輸?shù)缆?，以避免頻繁剎車使粗集料在車廂四周滾動(dòng)，造成混合料離析。此外，運(yùn)輸瀝青混合料的車輛還要覆蓋保溫材料，其中保溫材料盡可能選擇多孔型。

4.4 瀝青混合料攤鋪碾壓

4.4.1 混合料攤鋪

瀝青混合料攤鋪之前，工程人員應(yīng)按照路面橫斷面寬度、工期、工程量、工程預(yù)算等因素來確定合適地?cái)備佋O(shè)備，攤鋪機(jī)生產(chǎn)率Q 可按下式計(jì)算[5]：

式中，Q 為攪拌機(jī)生產(chǎn)率，t/h；KB為時(shí)間利用系數(shù)，0.75～0.95；v0為攤鋪速度，m/h；B 為攤鋪寬度，m；h 為攤鋪厚度，m；p 為瀝青混合料密度，t/m3。

攤鋪瀝青混合料時(shí)，應(yīng)保持?jǐn)備佀俣染鶆?，而攤鋪速度是根?jù)拌和站生產(chǎn)能力、混合料運(yùn)輸能力等確定，不同路段攤鋪速度應(yīng)均勻一致，不能忽快忽慢，盡可能地減少攤鋪機(jī)的停機(jī)和收斗次數(shù)等，以保證瀝青面層的平整均勻。

在瀝青混凝土路面攤鋪期間，應(yīng)從4 方面控制施工質(zhì)量：（1）瀝青拌和站供料應(yīng)及時(shí)，確保面層攤鋪連續(xù)，且混合料的攪拌溫度、出廠溫度、拌和均勻性等滿足規(guī)范要求；（2）為避免瀝青混合料產(chǎn)生離析現(xiàn)象，攤鋪速度應(yīng)穩(wěn)定在2～5 m/min 范圍內(nèi)；（3）路面攤鋪結(jié)束后應(yīng)進(jìn)行初壓、復(fù)壓、終壓以確保路面施工質(zhì)量，如果存在路面不平整現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)修整；（4）瀝青路面攤鋪碾壓完工后，為了確保路面不發(fā)生變形，應(yīng)養(yǎng)護(hù)至少24 h才能開放交通。

4.4.2 混合料壓實(shí)

瀝青混合料的壓實(shí)包括初壓、復(fù)壓、終壓3 個(gè)環(huán)節(jié)。其中，初壓時(shí)溫度混合料溫度尚未冷卻，可通過振搗器進(jìn)行振動(dòng)，再利用雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)緩慢勻速碾壓1～2 遍。碾壓期間如產(chǎn)生橫向裂紋，應(yīng)及時(shí)整改；復(fù)壓是瀝青混凝土壓實(shí)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接決定了路面能否穩(wěn)定成型，碾壓機(jī)械同樣是采用雙鋼輪壓路機(jī)，應(yīng)碾壓4～6 遍以上；終壓的目的是為了消除輪跡、提高面層平整度，可選擇靜力雙輪壓路碾壓1～2 遍。

5 公路路基路面施工質(zhì)量動(dòng)態(tài)控制方法

公路路基路面質(zhì)量動(dòng)態(tài)控制技術(shù)是基于統(tǒng)計(jì)過程控制理論，即利用統(tǒng)計(jì)學(xué)知識來繪制控制圖，根據(jù)控制圖上的參數(shù)點(diǎn)分布位置判斷路面質(zhì)量是否處于受控狀態(tài)，如果相關(guān)指標(biāo)處于失控狀態(tài)，需及時(shí)提出相應(yīng)的解決措施，常見的路基路面質(zhì)量控制圖有平均值-標(biāo)準(zhǔn)差控制圖[6]。

5.1 施工質(zhì)量控制原則

以往控制圖狀態(tài)判斷采用的是3σ 控制原則，質(zhì)量控制的上限為μ+3σ，質(zhì)量控制的下限為μ-3σ（其中，μ 為平均值，σ為標(biāo)準(zhǔn)差）。如果所觀察指標(biāo)處于[μ-3σ，μ+3σ]，則認(rèn)為施工質(zhì)量時(shí)滿足要求的。同時(shí)。質(zhì)量指標(biāo)落在控制上限或控制下限外的現(xiàn)象屬于小概率事件，發(fā)生概率僅為0.27%。但是隨著公路建設(shè)規(guī)模的日益擴(kuò)大，對施工質(zhì)量要求越來越嚴(yán)格，3σ 控制原則用于瀝青路面的施工質(zhì)量控制只能確保工程安全運(yùn)營，難以建設(shè)出精品工程，筆者建議采用更加嚴(yán)格的μ±2σ 準(zhǔn)則來控制路基路面的施工質(zhì)量。

5.2 平均值-標(biāo)準(zhǔn)差控制圖

平均值-標(biāo)準(zhǔn)差控制圖又稱μ-s 控制圖，其用于路基路面動(dòng)態(tài)質(zhì)量控制應(yīng)當(dāng)借助相似的項(xiàng)目資料，并對其變異性展開分析，計(jì)算出各控制指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差。μ-s 控制圖包含5 條線（見圖2），從上至下分別為控制上限①、警告上限②、目標(biāo)值③、實(shí)測指標(biāo)④、警告下限⑤、擬合指標(biāo)⑥、控制下限⑦。當(dāng)路基路面的質(zhì)量控制指標(biāo)參數(shù)超出警告線，施工單位應(yīng)及時(shí)調(diào)整施工方法，加強(qiáng)質(zhì)量控制；如相關(guān)質(zhì)量控制指標(biāo)參數(shù)超出控制線，施工單位應(yīng)停工整改，合格后方可繼續(xù)施工。

圖2 平均值-標(biāo)準(zhǔn)差控制圖

6 結(jié)語

本文依托某道路工程，分析了路基和路面工程的施工要點(diǎn)和施工質(zhì)量動(dòng)態(tài)控制方法，主要得到3 個(gè)方面的結(jié)論：

1）道路路基施工質(zhì)量的影響因素主要分為路基填料、人員2 個(gè)方面，施工期間要做好場地清理、路基填料的碾壓和壓實(shí)度檢測；

2）要重視道路路面施工的各個(gè)環(huán)節(jié)，比如，原材料進(jìn)場、混合料生產(chǎn)、混合料的攤鋪、壓實(shí)等；

3）道路路基路面質(zhì)量控制方法有平均值-標(biāo)準(zhǔn)差控制圖，為了建設(shè)出精品工程，筆者建議采用更加嚴(yán)格的μ±2σ 準(zhǔn)則來控制路基路面的施工質(zhì)量。