瀝青路面施工回彈模量及彎沉指標(biāo)相結(jié)合的質(zhì)量控制分析

董 嫚

（貴州省公路工程集團(tuán)有限公司,貴州 貴陽(yáng) 550001）

0 引言

瀝青混合料拌和、運(yùn)輸、攤鋪施工階段，受多種因素耦合作用，易發(fā)生不同程度的瀝青混合料離析現(xiàn)象，誘發(fā)車轍、泛油、開(kāi)裂、坑洞等質(zhì)量病害，而國(guó)內(nèi)現(xiàn)有瀝青道路施工規(guī)范、質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)中缺乏瀝青混合料離析檢測(cè)、評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)[1]。道路彎沉測(cè)試是檢測(cè)道路施工質(zhì)量的重要方法，混合料離析對(duì)材料模量差異具有重要影響?；诖?，該文依托某高速公路工程，運(yùn)用室內(nèi)試驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的方式，建立回彈模量與彎沉相結(jié)合的瀝青路面質(zhì)量動(dòng)態(tài)控制模型，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 路面施工的控制指標(biāo)

1.1 施工質(zhì)量管理方法

道路工程具有流動(dòng)性、單體性、綜合性特點(diǎn)，施工階段可通過(guò)強(qiáng)化關(guān)鍵工序、核心施工參數(shù)控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)道路工程整體質(zhì)量的有效控制。道路工程建設(shè)領(lǐng)域，尤其是質(zhì)量管理工作，應(yīng)用最多的為“三階段控制”理論和方法，該理論核心為事前、事中和事后控制。“三階段控制”理論是工程建設(shè)管理中多次出現(xiàn)的方法，該管理方法與全面質(zhì)量管理類似，突出動(dòng)態(tài)管控思想，服務(wù)于建設(shè)質(zhì)量提升。

事前控制主要采取預(yù)控措施，施工單位于施工前，全面了解項(xiàng)目施工情況，評(píng)估影響質(zhì)量的因素，制定控制措施、計(jì)劃，做好相應(yīng)預(yù)案，從組織、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面做好準(zhǔn)備工作，保障工程順利實(shí)施，為項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量管控奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；事中控制即施工過(guò)程中實(shí)施質(zhì)量控制工作，該過(guò)程共有兩種類型，為質(zhì)量責(zé)任人自發(fā)實(shí)施的質(zhì)控措施以及其他監(jiān)督。上述兩種措施類型中，自行控制更為關(guān)鍵，整個(gè)施工過(guò)程以此類措施為主，自我控制貫穿施工全程，通過(guò)自身管理措施主動(dòng)約束施工行為，提升施工質(zhì)量，完成施工任務(wù)，并達(dá)成既定質(zhì)量目標(biāo)；事后質(zhì)量控制也被稱為被動(dòng)控制措施，其于事后實(shí)施。主要措施為評(píng)定工程質(zhì)量，開(kāi)展糾偏措施。該措施于項(xiàng)目竣工或工序完工后實(shí)施質(zhì)量評(píng)定活動(dòng)，評(píng)判工程質(zhì)量情況，了解是否符合國(guó)家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，如質(zhì)量不足或存在偏差，則需評(píng)判偏差是否可控，是否在誤差范圍，如偏差較大，則應(yīng)實(shí)施系列糾偏措施，將質(zhì)量偏差糾正。

現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)道路設(shè)計(jì)、施工規(guī)范普遍以設(shè)計(jì)彎沉作為道路施工質(zhì)量控制指標(biāo)，其能夠較為準(zhǔn)確、全面地反映道路結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，相較于道路彎拉應(yīng)變、土基頂面壓應(yīng)變等指標(biāo)，具有觀測(cè)簡(jiǎn)單、實(shí)操性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)[2]。

1.2 結(jié)構(gòu)層不同齡期的彎沉測(cè)試

現(xiàn)行瀝青路面設(shè)計(jì)、施工規(guī)范以道路工后特定齡期設(shè)計(jì)彎沉值為道路質(zhì)量驗(yàn)收指標(biāo)。以某高速公路為案例工程，選取27個(gè)測(cè)點(diǎn)，分別測(cè)定基層17 d、25 d、32 d、64 d齡期，下面層在7 d、17 d、25 d齡期彎沉值，結(jié)果分別見(jiàn)圖1、圖2。

圖1 不同齡期基層實(shí)測(cè)彎沉

圖2 不同齡期下面層實(shí)測(cè)彎沉

由圖1、圖2可知：①工程基層、下面層結(jié)構(gòu)彎沉隨齡期增加而降低；②各測(cè)點(diǎn)材料來(lái)源相同，彎沉測(cè)試間隔時(shí)間較短，可知混合料離析是造成道路各測(cè)點(diǎn)彎沉差異的主要原因。

2 施工質(zhì)量動(dòng)態(tài)控制

2.1 質(zhì)量控制圖

通過(guò)采集道路施工數(shù)據(jù)繪制質(zhì)量控制圖，可較為準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)道路工程施工質(zhì)量，反映各工序質(zhì)量弊病[3]。

2.2 彎沉動(dòng)態(tài)控制

案例工程下面層控制圖參數(shù)結(jié)算結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 下面層控制圖參數(shù)計(jì)算結(jié)果

2.3 彎沉隨齡期的變化規(guī)律

（1）由圖1、圖2及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)彎沉數(shù)據(jù)可知，道路各結(jié)構(gòu)層彎沉值與其施工齡期有關(guān)。由各結(jié)構(gòu)層不同齡期彎沉數(shù)據(jù)，可擬合出道路各結(jié)構(gòu)層彎沉隨齡期變化關(guān)系式，見(jiàn)表2。

表2 各結(jié)構(gòu)層彎沉隨齡期的變化規(guī)律

（2）將各結(jié)構(gòu)層施工齡期代入擬合公式，可算得相應(yīng)結(jié)構(gòu)層各齡期彎沉值，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 各結(jié)構(gòu)層不同齡期彎沉標(biāo)準(zhǔn)值

（3）施工階段通過(guò)對(duì)比各結(jié)構(gòu)層相應(yīng)齡期實(shí)測(cè)彎沉與標(biāo)準(zhǔn)彎沉值偏差，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)層質(zhì)量問(wèn)題。

3 高速公路瀝青路面施工質(zhì)量監(jiān)控分析

某高速公路工程，沿線場(chǎng)地土體潮濕、施工周期較短，工程交付運(yùn)營(yíng)不久便出現(xiàn)較為嚴(yán)重的沉降變強(qiáng)、開(kāi)裂等質(zhì)量病害。為消除道路沉降及繼發(fā)病害，道路路基、底基層、基層施工階段，就采用彎沉測(cè)試控制各結(jié)構(gòu)層施工質(zhì)量[4]。

3.1 原材料控制

引起道路各結(jié)構(gòu)層實(shí)測(cè)彎沉值偏差過(guò)大的主要原因有路面溫度、濕度、材料參數(shù)等。

（1）粗級(jí)料在瀝青混合料攤鋪碾壓后，相互嵌擠形成骨架結(jié)構(gòu)，決定了瀝青路面結(jié)構(gòu)剛度、強(qiáng)度性能。初級(jí)料一般選用質(zhì)地堅(jiān)硬、耐磨性強(qiáng)的碎石，保證路面承載力性能。

（2）面層混合料攤鋪施工階段，粗級(jí)料在高溫狀態(tài)下受壓實(shí)設(shè)備碾壓作用，易發(fā)生破碎現(xiàn)象，為保證道路中、下面層結(jié)構(gòu)層高度，需要考慮粗級(jí)料高溫壓碎指標(biāo)。

（3）細(xì)集料起到填充粗級(jí)料間隙、改善瀝青薄膜分布等作用，可以粗集料、瀝青膠結(jié)料配合形成瀝青路面宏觀構(gòu)造，一般要求其干燥、潔凈、含泥量達(dá)標(biāo)[5]。

（4）瀝青膠結(jié)料起到膠結(jié)作用，其技術(shù)指標(biāo)對(duì)瀝青路面強(qiáng)度、水穩(wěn)定性、溫度穩(wěn)定性等具有重要影響，其技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范要求。

3.2 彎沉監(jiān)控布置方案

測(cè)點(diǎn)布設(shè)間距為20 cm，其中測(cè)點(diǎn)1~3布設(shè)在路面結(jié)構(gòu)一上；測(cè)點(diǎn)4~6布設(shè)于路面結(jié)構(gòu)二上；測(cè)點(diǎn)7~9布設(shè)于路面結(jié)構(gòu)三上，彎沉測(cè)試采用貝克曼梁法，回彈模量測(cè)試采用承載板法。

3.3 測(cè)試結(jié)果分析

分別測(cè)試3種路面結(jié)構(gòu)精加工層、低基層、下基層、下面層、中面層、上面層的彎沉、回彈模量數(shù)據(jù)，結(jié)果見(jiàn)表4和表5。

表4 各結(jié)構(gòu)層承載板回彈模量測(cè)試

表5 各結(jié)構(gòu)層回彈彎沉測(cè)試結(jié)論

由表4可知：①精加工層一、二、三結(jié)構(gòu)層各測(cè)點(diǎn)回彈模量均值為265.2 MPa，標(biāo)準(zhǔn)差為49.85 MPa，符合規(guī)范要求，路基施工質(zhì)量良好；②底基層強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求，但其9個(gè)測(cè)點(diǎn)回彈模量標(biāo)準(zhǔn)差為150.7MP，離散性較大，耐久性、穩(wěn)定性不足，易發(fā)生早期病害；③下基層結(jié)構(gòu)一回彈模量離散性較大，不符合規(guī)范要求；結(jié)構(gòu)二、結(jié)構(gòu)三回彈模量離散性較小，滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求；④下面層頂回彈模量均值為5 942.9 MPa，標(biāo)準(zhǔn)差為145.8 MPa；⑤中面層頂結(jié)構(gòu)一回彈模量標(biāo)準(zhǔn)差為469.7 MPa，離散性較大，不符合設(shè)計(jì)要求；⑥表面層測(cè)點(diǎn)3處回彈模量離散性較大[6]。

表5可知：①碎石精加工層、底基層彎沉值離散性較大，表明兩結(jié)構(gòu)層施工質(zhì)量受路基施工質(zhì)量影響較大；②各面層回彈彎沉測(cè)試結(jié)果差異較小，表明彎沉值無(wú)法全面反映道路施工質(zhì)量，結(jié)構(gòu)層需采用回彈模量評(píng)價(jià)其施工質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)道路施工質(zhì)量的有效控制。

4 結(jié)論

該文依托實(shí)體工程，運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的方法，研究了瀝青道路各結(jié)構(gòu)層彎沉指標(biāo)隨著施工期間變化的關(guān)系，提出了瀝青路面施工回彈模量及彎沉指標(biāo)相結(jié)合的質(zhì)量控制措施，結(jié)論如下：

（1）瀝青路面各結(jié)構(gòu)層彎沉值隨施工齡期延長(zhǎng)呈減小趨勢(shì)，且各測(cè)點(diǎn)彎沉實(shí)測(cè)值受測(cè)點(diǎn)分布、材料均勻性影響表現(xiàn)出較大的差異性。

（2）以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)彎沉作為瀝青路面結(jié)構(gòu)層施工質(zhì)量控制指標(biāo)，可通過(guò)各結(jié)構(gòu)層彎沉隨齡期變化關(guān)系式，計(jì)算其相應(yīng)齡期的彎沉數(shù)據(jù)，控制道路施工質(zhì)量。

（3）部分結(jié)構(gòu)層無(wú)法單獨(dú)通過(guò)回彈彎沉評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)層施工質(zhì)量，可配合相應(yīng)結(jié)構(gòu)層回彈模量指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)道路結(jié)構(gòu)層施工質(zhì)量的整體控制。