高速公路工程沥青面层施工的质量控制探讨

摘要：高等级公路路面面层，为汽车提供安全、经济、舒适的服务，并直接承受汽车荷载的作用和自然因素的影响。本文主要分析高速公路工程沥青面层施工存在的质量问题及其控制。

关键词：高速公路工程；沥青面层；施工

中图分类号：U416.217

文献标识码：B

文章编号：1008-0422（2013）06-0130-02

1 引言

沥青路面是以沥青为结合料，将矿质材料粘结成为整体的路面。沥青路面具有行车舒适、噪音低、施工期短、养护维修简便等优点，因此，得到了广泛应用。沥青路面按照材料组成及施工工艺可分为：沥青表面处治、沥青贯入式、热拌沥青混合料及乳化沥青碎石混合料路面等。通常，把未经摊铺、碾压的沥青混凝土混合料和沥青碎石混合料统称为沥青混合料。

2 高速公路工程沥青面层的特性

高速公路铺筑面层所用混合料的组成设计必须考虑温度稳定性、耐久性、抗滑稳定性、抗疲劳特性等问题。

2.1 高温稳定性

沥青混合料的强度和抗变形能力随温度的变化而变化。温度升高时，沥青的粘滞度降低，矿料之间粘结力削弱，导致强度和抗变形能力降低。因此，高温季节，在行车荷载的重复作用下，路面易出现车辙、波浪、推移等病害。提高高温稳定性，可采用提高粘结力和内摩阻力的方法。此外，在沥青中掺人天然橡胶、合成橡胶、聚异丁烯、聚乙烯等聚合物，也能获得较好的高温稳定性。

2.2 低温抗裂性

随着温度的降低，沥青的粘滞度增高，强度增大，但变形能力降低，并出现脆性破坏。气温下降，特别是在急骤下降时，沥青层受基层的约束而不能收缩，产生很大的温度应力，若累计温度应力超过沥青混合料的极限抗拉强度，路面便产生开裂。引起低温开裂的因素很多，主要因素有沥青混合料所用沥青的性质、当地的气温状况、路基的类型和路面结构及层间结合状况等。在混合料组成设计中，应选用稠度较低、温度敏感性低、抗老化能力强的沥青。

2.3 耐久性

在自然因素的长期作用下，要保证路面具有较长的使用年限，必须具备较好的耐久性。耐久性差的沥青混合料常会引起路面过早出现裂缝、沥青膜剥落、松散等病害。影响沥青混合料耐久性的主要因素有：沥青性质、矿料的矿物成份、沥青混合料的组成结构等。我国现行规范用马歇尔试验法来反映耐久性，采用空隙率（或饱水率）、饱和度（即沥青填隙率）和残留稳定度等指标来表示耐久性。

2.4 抗滑性

高等级高速公路的发展，对沥青混合料的抗滑性提出了更高的要求。沥青混合料路面的抗滑性与矿料的微表面性质、混合料的级配组成以及沥青混合料用量等因素有关。为提高其抗滑性，配料时应特别注意粗矿料的耐磨光性（用磨光值检验），应选择硬质有棱角的矿料。硬质矿料往往属于酸性石料，与沥青的黏附性差，为此，在沥青混合料配料时，如采用当地产的软质矿料必须在其中掺加外运的硬质矿料组成复合矿料和掺加抗剥离剂等措施。

2.5 抗疲劳性

抗疲劳性是沥青混合料抵抗荷载重复作用的能力。通常把沥青混合料出现疲劳破坏时的重复应力值称为疲劳强度，相应的重复作用次数称为疲劳寿命，而把可以承受无限次重复荷载循环而不发生疲劳破坏的应力值称为疲劳极限。从设计考虑，影响抗疲劳性能的主要因素有：沥青的质量与含量、混合料的空隙率、矿料的性质及级配。

3 施工设备

以山东某高速公路改建工程路面施工为例，该工程在施工时应用到拌和、运料、摊铺、压实等设备。但由于在设计、协调、操作等方面存在问题，存在尘埃污染、热量过分损失等问题，由此要求合理配置和利用这些机械设备。该工程投入使用的施工设备包括拌和机2台、运料车辆3台、摊铺机2台、压实机2台，以及其他试验和设备工具，为了提高这些施工设备在施工质量控制方面的利用水平，需要按照合理的方法应用。

3.1 拌和及运料设备

1）拌和厂应在其设计、协调配合和操作方面，都能使生产的混合料符合工地配合比设计要求。拌和厂必须配备有足够试验设备的实验室，并能及时提供使监理工程师满意的试验资料。

2）拌和机应能按用量（以质量计）分批配料，并有装有温度计及示温的成品贮料仓和二次除尘设置。拌和设备的产量应和生产进度相匹配，在安装完成后应按批准的配合比进行试拌调试，直到符合要求。

3）拌和场地布置应远离居民区。其距离不少于1km。

4）运料设备应采用干净有金属底板的自卸槽斗车辆运送混合料，车槽内不得沾有有机物质，另外运输车辆应备有覆盖设备，车槽四角应密封坚固。

3.2 摊铺及压实设备

1）沥青混合料摊铺机应是自动式摊铺设备，安装有可调的活动熨平板或整平组件。整平板在需要时可以加热，能按照规定的典型横断面和图纸所示的厚度在车道宽度内摊铺，并备有修边的套筒，摊铺机应有一套夯板和可调整振幅的震动整平板的组合装置，夯板与震动整平板的频率，应能随意变量，并能各自单独的调整。

2）摊铺混合料时，摊铺机应能按照与摊铺混合料相协调的前进速度运行。

3）摊铺机应配备整平板自控装置，其一侧或双侧装有传感器，可通过外面的参考线探出纵坡和整平板的横坡，并能自动发生信号俩来操纵整平板，使摊铺机能铺筑出理想的纵横坡度。

4）压实设备应配有钢轮式、轮胎式及振动压路机，能按合理的压实工艺进行组合压实。还应备有监理工程师认可的小型振动压（夯）实机具，以用于压路机不便压实的地方。

3.3 混合料的拌和

1）粗、细集料应分类堆放和供料，取自不同料源的集料应分开堆放。每个料源的材料应进行抽样试验，并经监理工程师批准。

2）拌和前应将集料包括矿粉充分地烘干。每种规格的集料、矿粉和沥青都必须分别按要求的配合比进行配料。

3）沥青的加热温度、石料加热温度、混合料的出厂温度、运到施工现场的温度均应满足规范要求。

4）所有过度加热的混合料，或已经炭化、起泡和含水的混合料都应废弃。拌和后的混合料必须均匀一致，无花白、无粗细料离析和结块现象。否则不得用于工程项目。

5）材料的规格或配合比发生改变时，都应根据室内试验资料进行试拌。试拌时必须抽样检查混合料的沥青含量、级配组成和有关力学性能，并报请监理工程师批准。

3.4 混合料的运送

1）已经离析或结成不能压碎的硬壳、团块或在运料车辆卸料时留于车上的混合料、以及低于规定铺筑温度或被雨水淋湿的混合料都应废弃，不得用于工程项目。

2）运至铺筑现场的混合料，应在当天或当班完成压实。案例工程的混合料运送，由三台运料车辆来回交替完成，不仅提高了混合料的运送效率，而且有效控制混合料应用时的离析现象。

4 高速公路工程沥青面层施工的质量检查及控制

以广深高速公路某段工程为例，在处理该段路面贯穿裂缝的时候，其沥青路面是以沥青为结合料，将矿质材料粘结成为整体的路面。该项目根据材料的组成，采用以下施工工艺流程：沥青表面处治-沥青贯入式-热拌沥青混合料-乳化沥青碎石混合料路面施工，以及把未经摊铺、碾压的沥青混凝土混合料和沥青碎石混合料统称为沥青混合料。

沥青路面具有行车舒适、噪音低、施工期短、养护维修简便等优点，因此，得到了广泛应用。因此在设计说明中，设计人一般对总体设计思想、设计标准、设计中的难点重点、设计图各部门之间的关系、施工人员应注意的问题等做简明扼要的阐述，语句不多，但包含的内容很广泛、很重要，在审图时应引起足够重视。

4.1 施工过程中的材料检查内容及要求

施工中的材料检查，是在每批材料进场时已进行过检查及批准的基础上，再抽查其质量稳定性（变异性）。施工单位在施工过程中必须经常对各种施工材料进行抽样试验，材料质量应符合质量指标的要求。材料检查的另一项重要内容是矿料级配精度和油石比计量精度。例如对于间歇式沥青混合料搅拌设备，二次筛分后砂石料再分别予以精确计量，是这种设备可以获得较高级配精度和油石比精度的重要保证。因为这种配料方式是将集料、矿粉和沥青分别予以计量，它们的配合比精度仅仅取决于各自称量系统的精度，排除了相互之间制约。

4.2 施工过程中质量检查及控制

施工过程中的质量检查包括工程质量及外形尺寸两部分。其检查内容、频度、质量控制标准应符合规范规定要求。当检查结果达不到规定要求时，应追加检测数量，查找原因，作出处理。广深高速公路某段工程，对施工质量检查和控制的基本要求是结合施工的进度和安全，在施工完毕后，检查和验收工程的质量，具体内容包括：

1）施工单位自检自评。沥青路面施工完成后，施工单位将全线以1—3km作为一个评定路段，按规定频率，随机选取测点，对沥青面层进行全线自检，计算平均值、标准差及变异系数，向主管部门提供全线检测结果及施工总结报告，申请交工验收。

2）工程建设单位检查验收。工程建设单位（业主）或监理工程师、工程质量监督部门在接到施工单位交工验收报告，并确认施工资料齐全后，应立即对施工质量进行交工检查与验收。检查验收应按随机抽样的方法，选择一定数量的评定路段进行实测检查，每一检查段的检查频度，试验方法及检测结果应符合规定要求，检查、实测项目由建设单位组织实施或委托有资质的专业检测单位提供检测结果。

5 结语

总之，在对路面状况进行深入调查与检测的基础上，根据国内外沥青路面维修设计经验与设计规范，提出了罩面维修工程方案，并采取多种技术措施以保证罩面层的使用功能。以便达到对高速公路工程沥青面层施工的质量进行更好的控制。