高速公路瀝青混凝土路面施工質(zhì)量控制分析

周雷，楊龍華，陶妹

（1.湘西厚驛交通建設(shè)投資有限責(zé)任公司，湖南 湘西416000；2.湘西州交通建設(shè)質(zhì)量安全監(jiān)督管理站，湖南 湘西416000）

1 引言

當(dāng)前我國(guó)交通網(wǎng)絡(luò)不斷完善，各地區(qū)瀝青混凝土道路建設(shè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，其可較好地適應(yīng)各種交通條件，無(wú)論是高速公路、干線公路以及城市主干道建設(shè)均較為適宜。然而，由于瀝青混凝土路面完全暴露在自然環(huán)境中，受到各種環(huán)境的影響，以及施工過程中存在一些質(zhì)量問題，極易出現(xiàn)早期破損的情況，直接影響公路使用性能與壽命[1]。對(duì)此，加強(qiáng)高速公路瀝青混凝土路面施工質(zhì)量控制具有重要意義。

2 我國(guó)高速公路瀝青混凝土路面發(fā)展現(xiàn)狀

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，為保障區(qū)域發(fā)展，高速公路建設(shè)里程不斷增加，截至2020年年底，全國(guó)公路總里程約5.198 1×106km（見圖1）。根據(jù)高速公路建設(shè)情況，新建、改建、擴(kuò)建高等級(jí)公路項(xiàng)目中，均較大比例地采用了瀝青混凝土路面，其具有平整度好、行車舒適、噪聲小、養(yǎng)護(hù)成本低等特點(diǎn)，可適應(yīng)交通建設(shè)快速施工、快速開放交通以及地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求[2]。

圖1 2016—2020年全國(guó)公路總里程及公路密度

高速公路瀝青混凝土路面建設(shè)是一個(gè)的復(fù)雜的綜合工程，影響因素眾多，必須落實(shí)整體、全面的質(zhì)量管理工作[3]。然而，在瀝青混凝土路面施工過程中，一旦某個(gè)工序把控不到位，極易導(dǎo)致瀝青混凝土路面使用一段時(shí)間后，出現(xiàn)早期破壞的現(xiàn)象，如裂縫（橫、縱、龜、網(wǎng)裂等）、變形（車轍、擁包、推移、沉陷、松散、剝落、坑槽等）[4]。上述病害極具普遍性、嚴(yán)重性，輕則影響路面行駛舒適性與安全系數(shù)，重則引發(fā)安全事故，影響高速公路的正常使用?；谏鲜鰡栴}，高速公路瀝青混凝土路面施工過程中，必須加強(qiáng)質(zhì)量控制工作，切實(shí)提高路面使用性能與耐久性，延長(zhǎng)路面的使用壽命。

3 高速公路瀝青混凝土路面質(zhì)量影響因素

高速公路瀝青混凝土路面施工過程中，影響工程質(zhì)量的因素眾多，以下主要將其歸納為設(shè)計(jì)、材料、施工以及維護(hù)管理等幾大方面展開分析。

3.1 設(shè)計(jì)因素

高速公路瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)是否科學(xué)合理，直接影響整個(gè)路面工程的質(zhì)量。進(jìn)行瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)時(shí)，需綜合考慮諸多因素，如擬建地區(qū)的氣候條件、地形條件以及交通負(fù)荷等，科學(xué)計(jì)算路面厚度和路面結(jié)構(gòu)，通過合理的設(shè)計(jì)參數(shù)保證路面性能[5]。

3.2 材料因素

對(duì)于工程項(xiàng)目，材料是質(zhì)量管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。高速公路瀝青混凝土路面施工主要原材料包括瀝青、粗集料、細(xì)集料等。一方面，瀝青的存儲(chǔ)與使用過程中，要嚴(yán)格控制材料存儲(chǔ)環(huán)境與溫度，否則，一旦出現(xiàn)材料進(jìn)水等情況，將直接影響瀝青性能與施工質(zhì)量；另一方面，若粗、細(xì)集料的含泥量、壓碎值存在超標(biāo)的情況，瀝青混凝土路面施工完成后極易出現(xiàn)裂縫。此外，科學(xué)的混合料配合比設(shè)計(jì)也十分重要，若配合比控制不當(dāng)，極易導(dǎo)致瀝青混凝土性能不滿足實(shí)際要求，影響路面的最終質(zhì)量與性能[6]。

3.3 施工因素

高速公路瀝青混凝土路面施工的基本流程如圖2所示，主要可歸納為瀝青混凝土生產(chǎn)、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓等環(huán)節(jié)，任一環(huán)節(jié)配合不當(dāng)，將導(dǎo)致整個(gè)施工系統(tǒng)混亂，路面質(zhì)量不達(dá)標(biāo)[7]。一般情況下，瀝青早期損害多數(shù)是施工控制不當(dāng)所致，包括混合料攪拌不勻、攤鋪溫度過高或過低、碾壓時(shí)間過長(zhǎng)、碾壓溫度不當(dāng)?shù)萚8]。此外，在瀝青混凝土路面施工過程中，氣候也是需考慮的重點(diǎn)因素，應(yīng)根據(jù)天氣情況合理調(diào)整灑水量，做好材料防水工作。

圖2 瀝青混凝土路面施工基本流程

4 實(shí)例探析高速公路瀝青混凝土路面施工質(zhì)量控制措施

這里主要針對(duì)某高速公路工程展開分析，詳細(xì)闡述瀝青混凝土路面施工質(zhì)量控制措施。

4.1 工程概況

本項(xiàng)目為高速公路工程，長(zhǎng)152.191 km，雙向4車道，設(shè)計(jì)速度120 km/h，路基寬度為28 m，其中，連接線按二級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，連接線長(zhǎng)度為5.12 km。本項(xiàng)目主線與互通立交匝道路面結(jié)構(gòu)見表1。

表1 路面結(jié)構(gòu)

4.2 瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目配合比設(shè)計(jì)中，應(yīng)注意確定材料類型、礦料級(jí)配、最佳瀝青含量。本項(xiàng)目日照分區(qū)在1-3-2區(qū)，夏季炎熱時(shí)間段、冬季陰冷且潮濕時(shí)間長(zhǎng)，且山區(qū)路線縱坡大、橋隧比大，在瀝青配合比設(shè)計(jì)時(shí)，需優(yōu)先考慮高溫性能、密水性，低溫性為次要側(cè)重點(diǎn)。為防止瀝青路面出現(xiàn)車轍、泛油等情況，要求孔隙率＞3%。本項(xiàng)目以相關(guān)技術(shù)規(guī)范與設(shè)計(jì)圖為依據(jù)，開展馬歇爾試驗(yàn)，確定現(xiàn)場(chǎng)路面壓實(shí)度要求為＞98%，以防止出現(xiàn)水損害。經(jīng)試驗(yàn)確定，本項(xiàng)目SMA-13、AC-16C、AC-20C的瀝青含量分別為5.8%、4.5%、4.3%。

4.3 瀝青混凝土路面施工質(zhì)量控制措施

4.3.1 路面用碎石質(zhì)量控制

1）加工質(zhì)量控制：本項(xiàng)目隧道開挖量大，山體石材為石灰?guī)r，為減少棄方，將其用于碎石生產(chǎn)，為保證碎石加工質(zhì)量，主要采取了以下措施：

首先，生產(chǎn)線采用的是自動(dòng)化設(shè)備，需做好日常維護(hù)工作，保證成品碎石粒徑、破碎面規(guī)則，符合路用材料要求；

其次，破碎機(jī)穩(wěn)定、連續(xù)供料，提高產(chǎn)量的同時(shí)消除針片狀顆粒碎石；

最后，及時(shí)調(diào)整、校核設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，保障破碎機(jī)產(chǎn)出碎石級(jí)配良好。

2）加工質(zhì)量驗(yàn)收：為保證瀝青混凝土質(zhì)量，粒徑通過率與設(shè)計(jì)級(jí)配相應(yīng)粒徑通過率誤差＞±5%的碎石不得進(jìn)場(chǎng)；拌和站每天對(duì)料倉(cāng)內(nèi)碎石開展篩分試驗(yàn)，與設(shè)計(jì)級(jí)配碎石篩分通過率相差＞2%，調(diào)整生產(chǎn)配合比，保證瀝青混合料合成級(jí)配與設(shè)計(jì)級(jí)配相近。

3）使用質(zhì)量控制：碎石堆放時(shí)嚴(yán)禁混料；做好細(xì)集料粉塵、砂的當(dāng)量試驗(yàn)工作，細(xì)集料做好覆蓋工作，防止出現(xiàn)淋濕問題；加高上料斗隔板至70 cm以上，防止出現(xiàn)串料的情況；裝載機(jī)在更換碎石時(shí)，需將斗內(nèi)碎石全部?jī)A倒，斗中不得出現(xiàn)遺留問題。

4.3.2 瀝青混凝土運(yùn)輸質(zhì)量控制

本項(xiàng)目采用30 t以上自卸汽車，綜合考慮拌和機(jī)產(chǎn)能、攤鋪速度、運(yùn)距等因素，合理確定運(yùn)輸車的數(shù)量。在裝車前，需將車輛清洗干凈，車廂底板、周圍全部涂抹一層油水混合液[9]；運(yùn)輸車配備帆布、棉被，完成裝料且溫度檢測(cè)合格，方可覆蓋帆布、棉被等，以減少溫度損失、環(huán)境污染。裝料過程中，需由專人指揮，并檢查混合料拌和質(zhì)量，保證混合料均勻一致，無(wú)結(jié)團(tuán)等情況。

4.3.3 瀝青混凝土攤鋪質(zhì)量控制

在瀝青混凝土施工過程中，需根據(jù)瀝青的特性、氣溫條件、攤鋪厚度以及級(jí)配情況，合理確定瀝青混凝土拌和、攤鋪以及碾壓溫度等。攤鋪施工過程中，攤鋪機(jī)后難免出現(xiàn)橫斷面方向的集料離析，以致橫斷面中部偏細(xì)、兩側(cè)片粗的情況，極易引發(fā)車轍與早期損害。本項(xiàng)目選用的是中大1900型超寬瀝青混合料攤鋪機(jī)，攤鋪斷面可達(dá)15 m，可有效預(yù)防離析。整個(gè)攤鋪過程中，嚴(yán)格控制施工溫度，攤鋪機(jī)喂料器中螺旋滾軸應(yīng)確保送料順暢，防止粗集料集中出現(xiàn)離析。

4.3.4 瀝青混凝土碾壓質(zhì)量控制

攤鋪機(jī)攤鋪后，瀝青混凝土溫度不斷降低，因此，壓路機(jī)需緊跟攤鋪機(jī)進(jìn)行碾壓，碾壓段長(zhǎng)度以60～80 m為宜，確保瀝青路面壓實(shí)效果。本項(xiàng)目碾壓速度2～4 km/h，采用膠輪壓力機(jī)時(shí)可將碾壓速度提升至5 km/h，碾壓過程中，振動(dòng)壓路機(jī)振動(dòng)頻率35～50 Hz、振幅0.3～0.8 mm。本項(xiàng)目攤鋪厚度較大，需選用高頻率、大振幅，提高激振力，獲得良好的壓實(shí)效果。

4.3.5 瀝青混凝土路面接縫質(zhì)量控制

本項(xiàng)目瀝青路面半幅全寬一次性攤鋪，無(wú)縱向接縫；橫向接縫垂直于下承層，以切割機(jī)切縫，緊密黏結(jié)、充分壓實(shí)。對(duì)于壓路機(jī)未碾壓到的部位，人工錘擊，或是使用小型壓路機(jī)械處理。

4.4 瀝青路面施工質(zhì)量檢測(cè)

本項(xiàng)目瀝青混凝土施工過程中，嚴(yán)格按JTG F40—2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行施工質(zhì)量檢測(cè)，包括原材料質(zhì)量檢測(cè)、施工過程檢測(cè)以及交工檢查等[10]，保證項(xiàng)目順利完工。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)代高速公路施工過程中，瀝青路面的運(yùn)用規(guī)模不斷擴(kuò)大，具有表面平整、噪聲小、施工期短、養(yǎng)護(hù)維修便利等優(yōu)點(diǎn)。在瀝青路面施工過程中，需嚴(yán)格把控原材料質(zhì)量，落實(shí)瀝青混凝土生產(chǎn)、運(yùn)輸以及攤鋪、碾壓等環(huán)節(jié)的控制，確保路面質(zhì)量達(dá)標(biāo)，延長(zhǎng)路面的使用壽命，防止瀝青公路投入使用后出現(xiàn)早期病害。