公路沥青混凝土路面质量控制

近年来,沥青公路建设大干快上,形势喜人,但公路数量剧增的同时也使施工过程忽视质量控制的现象日趋严重.我国沥青路面质量控制体系包括前期设计控制阶段、中期施工过程控制阶段和后期养护控制阶段,由于篇幅所限,本文只对全过程控制管理中起关键作用的中期质量过程控制进行研究.

中期路面质量控制策略可以从以下几个方面进行分析：沥青原材料的变异性及其质量控制,包括集料级配、比重、针片状含量、含泥量指标、软化点、沥青针入度、延度等；沥青混合料变异性分析及质量控制,从混合料温度、级配、沥青含量等方面考虑；路面成型特征变异性分析及其控制,包括沥青路面压实度、平整度和面层厚度等指标；沥青混合料路面离析的控制.

1.沥青原材料技术性能指标及控制措施

在现行沥青路面施工技术规范中,我们往往只检测可以用来表征沥青的主要技术性能的针入度、软化点、延度这三大指标.针入度为我国沥青的分级指标,其物理意义为表观粘度,它反映了沥青在荷载作用下的变形能力.沥青的感温性能主要采用针入度指数PI值来评价,PI值越大,胶体结构越强,温度敏感性则越小,相应高温性能也就越好[1][2].延度体现的是沥青的低温抗拉伸性能.

软化点是指在特定试验条件下表示沥青软硬程度的一个条件温度,沥青的软化点被用作表征由固态向液态转变的温度,即沥青在运动作用下失去抗变形能力的温度.软化点数值直接与表示路面发软变形的程度相关联[3][4][5][6].

在控制措施方面,首先,在购置原材料时就应保证沥青质量的稳定性,对沥青原油的品种、产地、沥青产品性能都必须严格限定；沥青的运输、存储过程中需采用先进的生产工艺；建立严格的质量检验制度.在施工过程中,不能只局限于针入度、软化点、延度等传统指标检测,需对原材料质量控制的要求全面把控,为保障沥青质量应采用多指标、多单位、多层次对沥青进行全面检验.

2.集料的质量控制及变异性分析

高速公路沥青路面上经常出现的与集料相关的破损的两类现象：一类是由于表层集料的坚固性过差,使运营路面表面上呈现出不同程度的集料磨损,其高度低于周边合格沥青混合料.另一类是由于集料的压碎值及针片状含量过大,在路面经重型振动碾压成形过程中,集料就已经发生了压断甚至压碎破坏,在路面建成后的特重交通流量下,集料破损数量进一步增加；这两种现象反映出集料坚固性和重要性.

其次,集料比重、吸水率影响着沥青混合料的力学强度、水稳性、高温稳定性.集料比重越大,沥青混合料马歇尔稳定度越高,吸水率小时,沥青混合料水稳性好,抗车辙性能较好.集料含泥量对沥青混合料的高温稳定性及水稳性不利.含泥量的存在影响沥青混合料的高温稳定性,易出现水损害现象.集料的级配对沥青混合料均匀性影响很大,而混合料的均匀性与沥青路面的质量和使用性能直接相关.

3.沥青混合料的性能分析及质量控制

3.1沥青混合料的技术指标对沥青路面性能的影响

一个良好的级配矿料组成,应该是在热稳性的容许调节下,达到最小空隙率,并保证有足够的裹覆沥青所需的结构比表面积,使矿料之间处于最紧密的状态,为矿料与沥青之间相互作用创造良好条件.

沥青混合料中的沥青含量和沥青温度对沥青混合料的性能都有影响.适量的沥青含量有利于形成沥青混合料力学强度以及避免沥青路面表面层快速老化.若沥青用量较少,则沥青路面孔隙率大、沥青膜薄,受水损害而导致的坑槽等早期病害发生机率就大,且易受阳光、空气影响发生快速老化而不能耐久.与此同时,路面孔隙率大,也降低了抗高温车辙能力,使通车后容易出现二次压密性车辙.

当沥青混合料温度过高时,加速了沥青老化,从而降低路面的耐久性.当温度较低时,又会导致沥青粘滞度增大,使得混合料难以压实.

3.2沥青混合料的质量控制

（1）提高对沥青拌合的要求,严格控制生产料的集配,减小沥青混合料的级配变异性.

（2）控制好拌和时的温度；保证沥青拌和楼称量系统的精度和温度设定的稳定性；试验时需对沥青混合料取样以控制的均匀性；混合料拌和时,及时掌握沥青含量变化情况,发现有异常情况时,即刻解决；在沥青含量抽提试验时,要选经验丰富的试验员来操作,以减小试验操作误差.

（3）混合料运输过程中应采取良好覆盖措施,以减少运输过程中的温度损失；确定其合适的出场温度；保证充足的运力以保持供料的连续性；提高碾压效率；尽量减少压路机喷水量.

3.3压实度及平整度控制

为了保证压实质量,施工中压实度的控制措施包括：配备足够数量的压实设备、采用正确的碾压工艺；合理设置压实设备技术参数；确保在合适的温度下碾压,同时在碾压过程中,尽量缩短碾压段落,并做到跟紧碾压；对不同粒径的混合料,应按最大粒径选择碾压层厚度；遇雨必须停止施工；热拌沥青混合料在运输、摊铺的过程中,应采取有效措施减小离析.

沥青面层施工平整度变异性控制措施包括：摊铺机操作应规范,合理设定摊铺设备的技术参数；合理选择振动压实设备的振幅、振频等技术参数；在适宜温度下进行碾压,不宜片面追求高温；注重沥青面层下面层的施工平整度控制；合理设计级配并减小施工中级配变异性；在施工缝处理中避免形成跳点.

3.4沥青混合料路面离析的控制

（1）沥青混合料路面离析对路面性能的影响.

（2）离析是指混合料在生产和施工环节中发生了非均质性的变化,表现为沥青含量变化、级配粗细不均、路面空隙率变化等现象.由于离析的存在,实际的级配、沥青含量严重偏离设计值,从而使设计配合比形同虚设,路面质量处于失控状态.

（3）沥青混合料离析变异性控制的措施.

（4）理进行沥青混合料设计；加强对原材料的管理；重视混合料的生产过程管理；运料车的装料、运输和卸料过程控制；摊铺及碾压过程控制.

4.中期质量控制策略的技术指标

在中期质量控制策略中,对路面性能影响最大的指标是路面的压实度.它与多种路面性能都直接相关,且与很多的路面的原材料和混合料技术指标以及现场检测指标也都密切相关.所以压实度指标具有能综合评价路面性能的功能.此外,路面面层厚度也是影响沥青路面性能的重要指标之一,一定程度上也能综合反映路面质量和性能.而且足够的面层厚度是一切路用性能的最基本前提,如果不能保证这个前提条件,其他的一切性能指标都不可能得到保证.

路面平整度是衡量行驶质量的一项重要指标,沥青路面的优点之一就是行车舒适,而路面的不平整导致行车舒适性下降、行车速度降低,增加机械磨损、增加燃料消耗,并且由于车辆对路面的冲击力增大,加速了路面的损坏,影响行车安全.

5.结束语

（1）系统分析了沥青路面质量控制中的各技术参数对沥青路面性能的影响,提出了适用于沥青路面质量过程控制性能模型的关键指标.

（2）应对质量控制策略中的关键技术参数,给出了适用于各个沥青路面质量控制策略的具体技术措施.

【参考文献】

[1]郝培文编著.沥青路面施工与维修技术（第1版）.北京：人民交通出版社,2001,5.

[2]熊先富.影响沥青路面内在质量的主要因素及施工控制.中南公路工程,1998（3）：33-36.

[3]孙东根,胡小告.影响公路改建工程质量的主要因素及对策,2002年道路工程学会学术交流会议论文集,2002.

[4]江臣.宁靖盐高速公路沥青路面施工参数变异性分析,江苏省高速公路建设论文集,2002.

[5]张林.路面工程施工质量动态管理方法,江苏省高速公路建设论文集,2002.

[6]张登良.沥青与沥青混合料[M].北京：人民交通出版社,1993.