李培強(qiáng)
(潮州市潮安區(qū)公路事務(wù)中心,廣東 潮州 515638)
瀝青路面作為公路建設(shè)中最常用的路面形式,在整個公路工程中地位顯著,它的質(zhì)量直接關(guān)系到公路的使用性能及運(yùn)營壽命。但在實際建設(shè)過程中,常因各種主客觀因素導(dǎo)致施工質(zhì)量控制措施執(zhí)行不到位,造成瀝青路面存在一定質(zhì)量問題或隱患。因此,有必要綜合考慮多方面的因素,對瀝青路面的施工質(zhì)量控制開展深入研究,提高瀝青路面的質(zhì)量控制水平,為我國的公路交通建設(shè)保駕護(hù)航。
當(dāng)前,我國的交通網(wǎng)絡(luò)日益發(fā)達(dá),公路建設(shè)遍布全國各地,這在很大程度上為人民的生活及出行帶來了極大的便利。根據(jù)國家有關(guān)部門統(tǒng)計,截至2021 年年底,我國的公路總里程達(dá)533.17 萬公里,公路密度約55.54 公里/百平方公里,且還在逐年上升。具體如圖1、圖2 所示。
圖1 全國公路總里程情況
圖2 全國公路密度情況
瀝青路面作為公路工程的關(guān)鍵組成部分,在公路工程建設(shè)中的作用舉足輕重,它直接決定著整個道路工程的質(zhì)量,同時也是道路交通安全的重要保障。但是,瀝青路面施工是一項復(fù)雜、系統(tǒng)的工程,受到的影響因素眾多,使得施工質(zhì)量一直難以得到保障。由此可見,開展瀝青路面施工質(zhì)量控制研究,提高瀝青路面的質(zhì)量控制水平,非常必要。
科學(xué)、合理的設(shè)計是確保后期瀝青路面施工質(zhì)量的前提。在設(shè)計階段,工作人員需充分考慮工程所在地的氣候、地形地貌及交通負(fù)荷等因素,以滿足公路的經(jīng)濟(jì)性、安全性及舒適性為出發(fā)點,對瀝青路面進(jìn)行合理的設(shè)計[1]。
瀝青路面主要由瀝青、集料及添加劑等原材料構(gòu)成,因此做好原材料管理對瀝青路面質(zhì)量至關(guān)重要。若投入使用的原材料性能不滿足要求,后期瀝青路面很容易發(fā)生裂縫破壞等病害。此外,根據(jù)以往瀝青路面的施工經(jīng)驗,瀝青對外界環(huán)境、溫度等有較高的要求,要特別重視瀝青的存儲、運(yùn)輸及使用的過程管理工作,避免因管理不當(dāng)導(dǎo)致瀝青路面質(zhì)量受到嚴(yán)重影響。因此,瀝青路面原材料的質(zhì)量及管理應(yīng)受到各方高度關(guān)注、重視。
瀝青路面的施工全過程主要包括瀝青混合料的生產(chǎn)、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓及養(yǎng)護(hù)等,具體施工流程如圖3 所示。每個施工步驟均要嚴(yán)格按照設(shè)計及規(guī)范執(zhí)行,一旦某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,便會影響瀝青路面的最終成型質(zhì)量。結(jié)合以往施工管理經(jīng)驗,瀝青路面容易發(fā)生病害的原因是瀝青路面施工期間控制不當(dāng),例如混合料拌和不充分、攤鋪溫度過高或過低、碾壓遍數(shù)不足以及天氣條件不適宜作業(yè)等。
圖3 瀝青路面施工流程圖
應(yīng)注意的是,以上施工過程的控制及管理,決定性因素在于人,這也是最難控制的。主要體現(xiàn)在兩個方面:一是部分作業(yè)人員專業(yè)水平或經(jīng)驗欠缺,甚至不滿足資格要求,進(jìn)而對瀝青路面質(zhì)量埋下嚴(yán)重隱患[2];二是個別作業(yè)人員職業(yè)素質(zhì)差,不嚴(yán)格按照規(guī)程進(jìn)行操作或作業(yè),進(jìn)而對瀝青路面的質(zhì)量造成嚴(yán)重不良影響。
瀝青路面的質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)主要包括瀝青混合料配合比、混合料運(yùn)輸、瀝青攤鋪、碾壓、接縫處理5 個方面,具體如下。
要想保證瀝青混合料能夠滿足強(qiáng)度和耐久性要求,必須做好瀝青混合料的配合比設(shè)計工作,瀝青混合料配合比過大或者過小都會導(dǎo)致其使用性能下降。瀝青混合料的配合比設(shè)計分為3 個步驟實施,每個步驟的目標(biāo)一致,即確定礦料級配及最佳瀝青使用量。其中,確定礦料級配的關(guān)鍵手段是利用礦料級配曲線圖,而最佳瀝青使用量的確定則需要通過對混合料采取析漏試驗、飛散試驗來實現(xiàn)。礦料級配曲線參見圖4。
圖4 集料級配曲線圖
此外,在瀝青混合料的生產(chǎn)過程中,要嚴(yán)格遵守拌和工藝流程,按照瀝青混合料配合比將物料拌和均勻,確保瀝青混合料滿足規(guī)范要求。若攪拌不均勻,則會導(dǎo)致瀝青混合料性能受到嚴(yán)重影響,進(jìn)而造成瀝青路面質(zhì)量難以達(dá)到驗收標(biāo)準(zhǔn)。
瀝青混合料采用專用車輛進(jìn)行運(yùn)輸,并確保與拌和能力、攤鋪速度相比,運(yùn)輸能力具有一定的富余量;此外,運(yùn)輸車輛應(yīng)做好裝料前的防粘措施以及裝料后的防護(hù)、保溫措施,提前規(guī)劃運(yùn)輸路線,降低在運(yùn)輸過程中外界對瀝青混合料所造成的影響,同時也可以起到減少瀝青混合料離析現(xiàn)象發(fā)生。
攤鋪作業(yè)前,事先對攤鋪機(jī)熨平板預(yù)熱0.5~1h,確保瀝青攤鋪時溫度達(dá)到100℃以上;同時測量放線、作業(yè)人員以及3~5 輛運(yùn)料車就位等工作必須完成。瀝青攤鋪時,要嚴(yán)格控制攤鋪機(jī)行走速度,避免瀝青攤鋪不均勻而導(dǎo)致路面平整度不佳,對于攤鋪機(jī)鋪筑不到位的區(qū)域要通過人工及時補(bǔ)料,嚴(yán)禁甩料。對于道路交叉口范圍,采用人工輔助機(jī)械的方式組織攤鋪。
碾壓是瀝青路面整個施工過程中關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié),對瀝青路面的質(zhì)量起決定性的作用。通常情況下,瀝青路面的碾壓按照初壓、復(fù)壓以及終壓三個階段實施。碾壓設(shè)備采用鋼輪壓路機(jī)及膠輪壓路機(jī),碾壓過程除了嚴(yán)格控制碾壓遍數(shù)、碾壓溫度外,還應(yīng)重點控制壓路機(jī)碾壓速度,過快或過慢均會嚴(yán)重影響瀝青路面的最終成型質(zhì)量。碾壓結(jié)束后,應(yīng)待瀝青路面溫度降至50℃以下后再放開交通。普通瀝青路面碾壓控制參數(shù)如表1 所示。
表1 碾壓控制參數(shù)
瀝青路面攤鋪作業(yè)期間,不可避免需要設(shè)置縱、橫向接縫,作業(yè)人員必須科學(xué)處理預(yù)留接縫,提升接縫處理水平,保證瀝青路面的整體質(zhì)量及美觀。對于橫向接縫的處理,先對接縫位置瀝青采用鋸縫機(jī)進(jìn)行切割清除處理,然后將灰塵清洗干凈,再進(jìn)入下一步的瀝青攤鋪及碾壓,保證新老瀝青黏結(jié)密實及接縫平整。對于縱向接縫,一般是因多臺攤鋪機(jī)作業(yè)而形成,通常預(yù)留10~20cm 寬的瀝青混合料,不對其進(jìn)行碾壓,再以熱接縫的形式與后攤鋪的瀝青一同壓實,進(jìn)而保證縱向接縫密實、平整[3]。
瀝青路面中車轍病害較為普遍,究其原因,主要包括三個方面:第一,交通量不斷增長,長時間在重載交通下極易產(chǎn)生車轍。第二,受高溫天氣影響,路面熱輻射劇增,造成瀝青路面結(jié)構(gòu)松動,進(jìn)而導(dǎo)致承載力下降、平衡性變差。第三,瀝青路面施工時,存在一些環(huán)節(jié)控制不到位,例如瀝青混合料配合比不合理、混合料離析、瀝青層過厚及瀝青混合料碾壓不密實等,最終導(dǎo)致車轍。車轍除了會降低道路上車輛行駛的平穩(wěn)及舒適性外,在一定程度上還將影響交通安全。因此,在車轍問題上,要及早發(fā)現(xiàn)、及早處理,保障道路通行安全。
結(jié)合以往經(jīng)驗,瀝青路面產(chǎn)生裂縫是難以避免的,分為荷載裂縫及非荷載裂縫,其主要成因如下:
荷載裂縫:道路在長時間運(yùn)營的情況下,瀝青路面會因車輛、特別是重型車輛的碾壓而受到外力作用,進(jìn)而產(chǎn)生裂縫破壞。
非荷載裂縫:瀝青路面長期受到氣候環(huán)境(雨雪、氣溫等)及下部結(jié)構(gòu)等因素的影響,而導(dǎo)致形成裂縫[4]。
水損壞作為瀝青路面病害中常見的問題,其形成的主要原因包括瀝青混合料空隙率不達(dá)標(biāo)、路面積水、壓實度以及瀝青混合料抗水損害能力不足等,但最根本的問題還是建設(shè)期間細(xì)節(jié)控制不到位,進(jìn)而造成路面形成不均勻沉降,這也是瀝青路面總體質(zhì)量不佳的關(guān)鍵所在。
作業(yè)人員的管理是施工質(zhì)量控制成敗的關(guān)鍵,施工單位要對作業(yè)人員進(jìn)行科學(xué)、合理的管理,具體措施如下:第一,在瀝青路面施工的全過程,均要將作業(yè)人員的專業(yè)素質(zhì)作為考量重點,杜絕無從業(yè)資格人員進(jìn)入施工現(xiàn)場。第二,建立完善的培訓(xùn)機(jī)制,定期組織作業(yè)人員進(jìn)行專業(yè)技能培訓(xùn)及考核,對于考核不合格的不得繼續(xù)錄用。第三,建立嚴(yán)格的責(zé)任考核獎懲機(jī)制,有效約束違規(guī)操作及違章作業(yè)行為,以此確保瀝青路面質(zhì)量。
原材料的質(zhì)量決定著瀝青路面建設(shè)的成敗,因此要加強(qiáng)對原材料的管控力度,嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求,選用適宜的原材料。原材料進(jìn)場時,嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定對其進(jìn)行全面的質(zhì)量檢查,并進(jìn)行抽樣檢測,確保進(jìn)場原材料質(zhì)量合格,對于質(zhì)量不合格的堅決退場處理,嚴(yán)禁投入使用。同時,要加強(qiáng)原材料的存儲管理,確保原材料在存儲期間質(zhì)量得到保障,從源頭保證瀝青路面施工質(zhì)量。
在瀝青路面施工過程中,為有效管控質(zhì)量,主要從兩個方面著手:一是加強(qiáng)現(xiàn)場監(jiān)督檢查。施工單位、監(jiān)理單位及建設(shè)單位配置專業(yè)的監(jiān)督檢查團(tuán)隊,在施工過程中,進(jìn)行多方的質(zhì)量監(jiān)督與檢查,及時發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場瀝青路面質(zhì)量問題或隱患,確保瀝青路面施工質(zhì)量。二是加強(qiáng)質(zhì)量檢測和評價。為確保瀝青路面施工質(zhì)量滿足要求,就必須借助試驗檢測的手段,例如平整度檢測、壓實度檢測及彎沉檢測等,只有這樣才能發(fā)現(xiàn)其中的各種質(zhì)量問題,并及時處理,進(jìn)而保障施工質(zhì)量。
瀝青路面施工結(jié)束后,進(jìn)入最后竣工驗收階段,五方責(zé)任主體單位應(yīng)高度重視此項工作,積極參與其中,嚴(yán)格檢查、驗收。對于驗收檢查出的質(zhì)量問題,應(yīng)立即采取措施進(jìn)行整改,待問題整改并經(jīng)重新驗收合格后,方能通過竣工驗收。
對于瀝青路面施工,還可以應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)來有效提升質(zhì)量。例如,通過應(yīng)用先進(jìn)的智能化作業(yè)設(shè)備,實現(xiàn)對施工參數(shù)的精細(xì)化控制,減少瀝青路面施工時的人為失誤。
綜上所述,瀝青路面作為公路工程建設(shè)的重要組成部分,直接關(guān)系到整個公路工程的質(zhì)量。而瀝青路面的質(zhì)量控制作為一項異常煩瑣的工作,存在著眾多的質(zhì)量影響因素。通過對瀝青路面的施工質(zhì)量影響因素進(jìn)行探討,提出了瀝青路面施工質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)及控制措施,對提高瀝青路面的施工質(zhì)量控制水平具有重要意義。