公路工程瀝青混凝土路面冬季施工質(zhì)量控制

刁顯超

（中鐵十六局集團(tuán)第二工程有限公司，天津 300162）

0 引言

為了給區(qū)域間經(jīng)貿(mào)合作創(chuàng)造更有利的環(huán)境，公路工程建設(shè)項(xiàng)目數(shù)量以及公路通車總里程都在不斷攀升，這給我國(guó)公路工程事業(yè)帶來了更為積極的推動(dòng)作用，進(jìn)一步促進(jìn)了我國(guó)公路工程行業(yè)的全面發(fā)展，更對(duì)公路工程項(xiàng)目施工質(zhì)量提出了更高要求。瀝青混凝土路面在我國(guó)公路工程領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，雖然施工工藝較為簡(jiǎn)便，但如果在寒冷的冬季進(jìn)行施工，非常容易引起瀝青混凝土材料強(qiáng)度與性能下降，甚至引發(fā)路面裂縫等質(zhì)量問題，不僅會(huì)給施工企業(yè)帶來較大經(jīng)濟(jì)損失，甚至?xí)o后期的交付使用埋下較多安全隱患。為此，本文研究如何做好冬季時(shí)段的瀝青混凝土路面施工質(zhì)量控制，旨在全面提升公路工程項(xiàng)目的總體施工質(zhì)量。

1 瀝青混凝土路面冬季施工重難點(diǎn)

通常情況下，瀝青混凝土路面施工并不會(huì)選擇在寒冷的冬季，這主要是由于瀝青混凝土需要確保制備材料的溫度達(dá)到145℃以上，而且在進(jìn)行混凝土攤鋪施工時(shí)的溫度要控制在135℃以上。但由于冬季環(huán)境溫度比較低，瀝青混凝土在制備以及鋪裝過程中，會(huì)遇到低溫的侵襲，由于材料內(nèi)部溫度較高，而環(huán)境溫度較低，會(huì)導(dǎo)致瀝青混凝土材料溫度快速下降，如果不能盡快完成鋪裝和碾壓處理，則瀝青混凝土?xí)霈F(xiàn)初凝、離析等情況，最終導(dǎo)致瀝青混凝土成為廢料。而且，當(dāng)環(huán)境溫度過低，瀝青混凝土材料的粘度會(huì)明顯提升，這樣就需要施加更大的壓力才能確保瀝青混凝土材料壓實(shí)度符合預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。如果瀝青混凝土路面壓實(shí)度不達(dá)標(biāo)，則會(huì)直接導(dǎo)致瀝青混凝土路面出現(xiàn)裂縫等質(zhì)量問題。由此可見，如何在寒冷的冬季確保瀝青混凝土路面的壓實(shí)度和下料溫度處于最佳狀態(tài)，便成為瀝青混凝土路面冬季施工的重難點(diǎn)所在[1]。

2 瀝青混凝土路面冬季施工常見質(zhì)量問題

2.1 路面裂縫

瀝青混凝土路面裂縫是施工中非常常見的質(zhì)量問題，尤其在冬季低溫環(huán)境下，路面裂縫病害的出現(xiàn)幾率更會(huì)明顯提升。瀝青混凝土路面裂縫有橫向裂縫、縱向裂縫以及網(wǎng)狀裂縫三種類型，無論出現(xiàn)哪種類型的路面裂縫，都會(huì)對(duì)瀝青混凝土路面的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度造成嚴(yán)重破壞。從整體上來看，在冬季瀝青混凝土路面施工中，以橫向裂縫最為常見，這主要是由于瀝青混凝土路面在鋪裝完畢后，表面溫度會(huì)快速下降，而瀝青混凝土路面內(nèi)部結(jié)構(gòu)的溫度還相對(duì)較高，這樣便會(huì)在瀝青混凝土路面內(nèi)外溫度差的影響下，導(dǎo)致瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)受到外界的約束，從而引起了路面裂縫。

2.2 凍脹翻漿

對(duì)于瀝青混凝土路面冬季施工來說，凍脹翻漿是比較常見的質(zhì)量問題，不僅會(huì)降低瀝青混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，同時(shí)，也會(huì)給路面行車造成嚴(yán)重的安全威脅。瀝青混凝土路面在施工過程中出現(xiàn)凍脹翻漿質(zhì)量問題，與環(huán)境溫度偏低存在密切聯(lián)系。如果在冬季公路工程的瀝青混凝土路面施工過程中，未能做好溫度控制，會(huì)導(dǎo)致路面上層積攢的大量水分出現(xiàn)冰凍情況。而且隨著溫度的持續(xù)降低，瀝青混凝土路面材料的冰凍深度會(huì)隨之增加，一旦溫度升高后，瀝青混凝土路面受到行車施加的載荷應(yīng)力，便會(huì)導(dǎo)致瀝青混凝土路面出現(xiàn)凍脹翻漿現(xiàn)象。

2.3 龜裂

在冬季時(shí)節(jié)，室外環(huán)境溫度相對(duì)較低，如果此時(shí)開展瀝青混凝土路面施工，很容易導(dǎo)致基層材料由于內(nèi)外溫差過大，而出現(xiàn)收縮裂變。這種情況在冬季早晚時(shí)段最易出現(xiàn)，應(yīng)該是由于環(huán)境氣溫偏低而引起的龜裂[2]。

3 瀝青混凝土路面冬季施工質(zhì)量控制策略

3.1 做好施工準(zhǔn)備工作

為了確保瀝青混凝土能夠保持供應(yīng)充足，并且不會(huì)在施工現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間停留情況，需要施工現(xiàn)場(chǎng)與瀝青混凝土制備單位進(jìn)行溝通，統(tǒng)一完成瀝青混凝土材料的制備調(diào)度工作，確保瀝青混凝土材料能夠“按時(shí)、按需、按量”供應(yīng)到位。在施工前應(yīng)當(dāng)確定好瀝青混凝土的最佳運(yùn)輸路線，避免在冬季運(yùn)輸路線過長(zhǎng)而導(dǎo)致瀝青混凝土材料受凍。瀝青混凝土運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)后，應(yīng)當(dāng)盡早進(jìn)行攤鋪壓實(shí)處理，避免在施工現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)時(shí)間停留，這樣能夠防止瀝青混凝土受凍變性。

施工人員需要在施工前對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的各種機(jī)械設(shè)施設(shè)備進(jìn)行性能檢查，確保施工機(jī)械設(shè)備性能處于最佳狀態(tài)，比如，攤鋪機(jī)等機(jī)械設(shè)施設(shè)備。所有運(yùn)輸瀝青混凝土材料的車輛應(yīng)當(dāng)做好保溫保暖處理，防止瀝青混凝土材料在運(yùn)輸過程中或者在到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后由于低溫而受凍變性。這就需要在運(yùn)輸車輛外部安裝一層保溫棉或者在車頂部鋪蓋一層棉被。在施工前需要施工人員做好下承層的質(zhì)量檢查，確保下承層表面沒有出現(xiàn)水珠、結(jié)冰冰凍情況。此外，施工人員還需要嚴(yán)密觀察天氣情況，如果在冬季發(fā)現(xiàn)氣溫急劇下降或者降雪等天氣情況，需要合理控制施工計(jì)劃并安排合適的施工時(shí)間，嚴(yán)禁在大風(fēng)、冰雪條件下開展瀝青混凝土施工活動(dòng)。施工人員還要盡量在每日的中午時(shí)段，開展相應(yīng)的施工活動(dòng)，尤其在瀝青混凝土材料的卸料、攤鋪、碾壓等工藝環(huán)節(jié)，必須要保證施工速度。之所以選擇在冬季的中午時(shí)段進(jìn)行施工，主要是由于該時(shí)間段的環(huán)境溫度相對(duì)較高，能夠比較好地控制施工質(zhì)量[3]。

3.2 做好瀝青混凝土材料制備

為了確保冬季瀝青混凝土路面施工質(zhì)量符合預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，必須要做好瀝青混凝土材料的制備，合理調(diào)整瀝青混凝土材料的配合比，確保瀝青混凝土路面的飽和度以及路面空隙率都處于最佳數(shù)值。在冬季可以選擇使用陰離子乳化瀝青材料，合理控制瀝青材料的黏稠度，這樣能夠避免瀝青混凝土路面由于黏稠度過高而出現(xiàn)質(zhì)量問題。

施工人員必須要合理控制瀝青混凝土材料的攪拌用時(shí)，在冬季環(huán)境氣溫較低的時(shí)段，為了確保瀝青能夠均勻地裹在骨料表面，可以適當(dāng)延長(zhǎng)瀝青混凝土攪拌用時(shí)，通常情況下將攪拌用時(shí)控制在40～45s。在瀝青混凝土材料攪拌完畢后，需要對(duì)攪拌質(zhì)量進(jìn)行抽檢，當(dāng)瀝青混凝土沒有出現(xiàn)花白料以及結(jié)塊和離析現(xiàn)象后，便可以轉(zhuǎn)移到施工現(xiàn)場(chǎng)。如果在攪拌后出現(xiàn)上述問題，則應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行處理，不允許用于瀝青混凝土路面鋪裝施工，否則會(huì)影響到瀝青混凝土路面施工質(zhì)量。

冬季瀝青混凝土材料的溫度應(yīng)當(dāng)適當(dāng)提高，最好控制在150～170℃之間，溫度過低或者過高，都會(huì)對(duì)最后的瀝青混凝土路面施工質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。在瀝青混凝土材料運(yùn)抵施工現(xiàn)場(chǎng)后，施工人員需要對(duì)其進(jìn)行溫度檢測(cè)，瀝青混凝土的溫度應(yīng)當(dāng)在145℃以上，否則會(huì)由于瀝青混凝土材料的粘度下降，導(dǎo)致瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性大打折扣。冬季瀝青混凝土路面施工的各個(gè)階段材料溫度見表1。

表1 冬季瀝青混凝土路面施工的各個(gè)階段材料溫度

3.3 做好施工路面基層處理

為了確保冬季瀝青混凝土路面施工質(zhì)量符合預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，施工人員必須要做好路面基層處理工作：（1）施工人員必須要用掃帚等工具，清理掉基層存在的碎沙石等施工異物，而且路面基層應(yīng)當(dāng)保持干燥并且無結(jié)冰、無冰雪等情況，如果發(fā)現(xiàn)路面基層被污染，為保證施工質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)及時(shí)對(duì)其進(jìn)行處理；（2）施工人員要做好路面基層的高程和平整度檢測(cè)，針對(duì)不符合施工質(zhì)量要求的路面基層施工路段，應(yīng)當(dāng)按照預(yù)定的處理方案進(jìn)行施工改進(jìn)；（3）施工人員需要對(duì)瀝青下承層進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了嚴(yán)重離析或者開裂等質(zhì)量問題，應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行處理并將處理方案向監(jiān)理人員進(jìn)行報(bào)備[4]。

3.4 做好施工前的預(yù)鋪段施工

由于公路工程瀝青混凝土路面冬季施工難度相對(duì)較大，質(zhì)量控制要點(diǎn)多，為了盡可能保證施工質(zhì)量，可以在大規(guī)模施工之前，完全仿制一個(gè)與施工現(xiàn)場(chǎng)條件相同的預(yù)鋪施工段。然后在預(yù)鋪段進(jìn)行試驗(yàn)性施工，找出瀝青混凝土材料、施工工藝等方面存在的質(zhì)量問題并對(duì)其進(jìn)行積極準(zhǔn)確的調(diào)整。通常情況下，預(yù)鋪段的長(zhǎng)度會(huì)控制在200～500m之間，這樣便能夠更加清晰、準(zhǔn)確地將大規(guī)模施工中可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題提前暴露出來。

在預(yù)鋪段施工過程中，施工人員要確定瀝青混凝土材料的配合比以及攪拌溫度、出廠溫度、到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)溫度以及鋪裝施工溫度。確定攤鋪機(jī)的具體型號(hào)，并確定攤鋪施工中的瀝青混凝土材料溫度，同時(shí)，合理設(shè)計(jì)攤鋪機(jī)的行進(jìn)速度以及振動(dòng)振搗強(qiáng)度。施工人員要選擇好壓實(shí)機(jī)具，并通過預(yù)施工試驗(yàn)確定壓實(shí)順序、壓實(shí)速度、壓實(shí)溫度以及壓實(shí)次數(shù)，并且確定最佳的松鋪系數(shù)。此外，為了確保冬季瀝青混凝土路面不會(huì)由于低溫而出現(xiàn)質(zhì)量問題，防止施工量過大而影響公路工程的路面質(zhì)量，施工人員可以充分結(jié)合天氣情況，確定好每日的施工量以及路面施工長(zhǎng)度。

3.5 瀝青混凝土路面的攤鋪施工

施工人員應(yīng)當(dāng)選擇使用合適型號(hào)的攤鋪機(jī)，如果道路幅面較小，則可以采取整幅攤鋪，如果路面幅寬較大，則要采取梯隊(duì)作業(yè)的施工方式。施工人員需要在每次攤鋪施工時(shí)，找準(zhǔn)攤鋪區(qū)域的高程基準(zhǔn)面，將攤鋪層重疊部分控制在8cm左右。攤鋪接縫應(yīng)該采取熱接縫的處理方式，上下層縱縫應(yīng)當(dāng)錯(cuò)開且距離不低于15cm。

橫向裂縫是瀝青混凝土路面冬季施工質(zhì)量控制重點(diǎn)和難點(diǎn)所在，為了盡可能減少路面的橫向裂縫，必須要控制好瀝青混凝土材料的攤鋪溫度。此外，為了避免施工縫對(duì)后期的路面成型效果產(chǎn)生不利影響，必須要合理計(jì)算并控制每一層瀝青混凝土的攤鋪長(zhǎng)度，最好不低于1.5km。

為了避免在實(shí)際施工中出現(xiàn)質(zhì)量問題，施工人員必須按照預(yù)鋪段施工試驗(yàn)中得出的相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行施工，比如，在預(yù)鋪段施工中確定的攤鋪速度、松鋪系數(shù)、攤鋪溫度、振動(dòng)振搗頻率等參數(shù)。而且，為了避免瀝青混凝土材料出現(xiàn)“波浪”型質(zhì)量問題，在攤鋪機(jī)運(yùn)行過程中必須要保證勻速前進(jìn)并且中途不允許改變行進(jìn)方向，更不能夠出現(xiàn)停車等行為。

冬季環(huán)境氣溫較低，為了提升瀝青混凝土路面的施工質(zhì)量，需要在施工前對(duì)熨平板進(jìn)行預(yù)熱處理。如果在路面接頭區(qū)域出現(xiàn)了質(zhì)量問題，則需要通過人工處理的方式，對(duì)存在缺料、不平整的區(qū)域進(jìn)行修整，但不可反復(fù)進(jìn)行修整處理，否則會(huì)影響瀝青混凝土路面成型效果。此外，一旦在攤鋪施工過程中遇到攤鋪機(jī)故障或者下雪等突發(fā)情況，則應(yīng)當(dāng)立即停止施工，在修理好攤鋪機(jī)、風(fēng)雪完全停止后方可繼續(xù)施工。

3.6 瀝青混凝土路面的壓實(shí)施工

為了保證瀝青混凝土路面的冬季施工質(zhì)量符合相關(guān)要求，必須要做好路面壓實(shí)施工工藝管理。首先，施工人員要嚴(yán)格按照在預(yù)鋪段試驗(yàn)性施工中確定好壓實(shí)方式、壓實(shí)次數(shù)以及壓實(shí)速度進(jìn)行施工管理，在攤鋪后立即進(jìn)行壓實(shí)處理，做好初壓、復(fù)壓和終壓三個(gè)階段的施工質(zhì)量管理。施工人員必須嚴(yán)格控制初壓、復(fù)壓以及終壓三個(gè)階段的壓實(shí)次數(shù)；其次，施工人員應(yīng)當(dāng)采取分段壓實(shí)的施工工藝，將分段壓實(shí)的長(zhǎng)度控制在40cm左右。使用兩臺(tái)鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行初壓階段的壓實(shí)施工，并且將壓實(shí)速度控制在2～3km/h。在復(fù)壓階段則需要使用三臺(tái)重型輪胎壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)施工，壓實(shí)次數(shù)不小于2次，碾壓速度控制在4.5～5.5km/h。而終壓階段則需要分別使用一臺(tái)輕型和重型鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)處理，壓實(shí)次數(shù)不少于2次，壓實(shí)速度控制在5～7km/h。

為了確保壓實(shí)施工質(zhì)量，施工人員必須嚴(yán)格控制壓路機(jī)的啟動(dòng)和停車速度，在壓實(shí)過程中不允許出現(xiàn)隨機(jī)停車、隨意改變壓實(shí)方向等情況。在碾壓瀝青混凝土路面時(shí)，必須要控制好壓路機(jī)輪寬的1/3～1/2輪寬，這樣能夠確保瀝青混凝土路面施工質(zhì)量。在瀝青混凝土路面壓實(shí)完畢后，應(yīng)當(dāng)封閉交通，不允許任何人員和車輛進(jìn)入到施工區(qū)域。

3.7 瀝青混凝土路面施工風(fēng)雪處理

在冬季的瀝青混凝土路面施工過程中，非常容易遭遇風(fēng)雪等惡劣天氣，此時(shí)，環(huán)境溫度相對(duì)較低，容易導(dǎo)致瀝青混凝土材料由于低溫而出現(xiàn)變性，因此，在遇到大風(fēng)降溫、降雪等情況時(shí)，應(yīng)當(dāng)立即停止施工現(xiàn)場(chǎng)的所有施工項(xiàng)目，并使用油布對(duì)攤鋪機(jī)以及其它施工設(shè)施設(shè)備進(jìn)行覆蓋處理。施工現(xiàn)場(chǎng)的瀝青混凝土材料應(yīng)當(dāng)做好保溫保暖處理，并且及時(shí)蓋上油布，隨后及時(shí)通知瀝青混凝土制備廠停止瀝青混凝土材料的制備。在風(fēng)雪過后，應(yīng)當(dāng)確保施工材料、施工設(shè)施設(shè)備以及施工現(xiàn)場(chǎng)的公路路面沒有冰雪[5]。

4 結(jié)束語

冬季的公路路面瀝青混凝土施工難度較高，低溫和降雪非常容易給公路路面施工質(zhì)量帶來不利影響。為此，施工人員必須嚴(yán)格按照相關(guān)工藝流程和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，做好預(yù)施工試驗(yàn)，確定攤鋪和壓實(shí)等施工環(huán)節(jié)的相關(guān)參數(shù)。