高速公路沥青面层施工质量控制技术研究

摘要： 在高速公路施工中，沥青面层是非常重要的一部分，在质量控制方面具有较高的要求。同时，其在具体施工当中也具有较多的影响因素，并因此给质量控制带来了一定的难度。在本文中，将就高速公路沥青面层施工质量控制技术进行一定的研究。

Abstract： In highway construction， the asphalt layer is a very important part， and it has higher requirements in terms of quality control. At the same time， in the actual construction， there are also many influencing factors， and therefore has brought a certain degree of difficulty to the quality control. In this paper， it will conduct some research on the asphalt layer construction quality control technology in highway.

关键词： 高速公路；沥青面层；施工质量控制

Key words： highway；asphalt pavement；construction quality control

中图分类号：U416.217 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）13-0119-04

0 引言

高速公路在交通运输中发挥着强大的先导作用，伴随着高速公路的蓬勃发展，沥青混凝土得到广泛应用，施工技术也逐渐走向成熟。尽管如此，仍然有很多因素会使沥青混凝土路面的质量出现重大问题，导致很多危险事故的发生。为了减少一些不必要的损失，对沥青混凝土路面施工中需要注意的问题进行探讨就显得很有必要。

1 高速公路沥青面层质量通病

目前常见的沥青公路路面质量通病包括面层离析、沥青面层压实度不均匀、沥青面层厚度不足、裂缝、地基沉降不均匀、车辙、泛油等等。

1.1 路面面层离析

①混合料集料公称最大粒径与铺面厚度之间比例不匹配。②沥青混合料不佳。③混合料拌和不均匀，运输中发生离析。④摊铺机检修维护不到位或性能不佳。

1.2 沥青面层压实度不合格

①沥青混合料级配差。②沥青混合料碾压温度不够。③压路机质量小，压实遍数不够。④边缘压实不到位。⑤标准密度不准。

1.3 沥青面层厚度不足

①试铺时未认真确定好松铺系数。②施工时未根据每天检测结果对松铺厚度进行调整。③摊铺机或找平装置未调整好。

1.4 沥青面层裂缝

①混合料配比不科学。②施工中对沥青混合料的摊铺温度、摊铺工序等控制不当。③路基不均匀沉降。

1.5 车辙

①沥青油石比偏高，热稳定性差。②沥青混合料级配偏细，粗骨料处于悬浮状态。③重的渠化交通。④沥青老化。

1.6 泛油

①沥青用量偏高。②沥青下封层或粘层油用量偏多。③用料过细或细料偏多。

2 高速公路沥青面层施工工艺流程

要控制沥青面层的施工质量，就必须理顺沥青面层的施工工艺流程，根据该工艺流程逐步开展质量控制工作。高速公路沥青面层施工工艺流程如图1所示。

3 沥青面层施工质量控制要求及技术措施

3.1 对材料质量的控制

在高速公路建设中，对于材料的追量控制内容有：①粗集料。粗集料使用的石料需要具有清洁、坚硬的特征，不存在风化颗粒，使用反击石破碎机对碎石进行压制。②细集料。细集料方面，应当选择干燥、无杂质、坚硬且级配适当的人工压制机制砂，实际施工中可以对其规格适当调整，即2.36mm通过率同规范值相比较高，而0.6mm则同规范值相比相对较低。③沥青。根据公路等级要求选择沥青材料。④填料。填料需要使用石灰岩碱性石料模拟后获得，矿粉必须清洁、燥性，使用前做好含水量和表观密度的控制。

3.2 对沥青混合料配合比的控制

沥青混合料配合比设计应通过目标配合比设计、生产配合比设计及生产配合比验证三个阶段，确定沥青混合料的材料品种及配合比、矿料级配、最佳沥青用量。具体方法如下：

3.2.1 目标配合比设计

目标配合比的设计主要包括粗细集料质量的控制、矿料及配的计算（其中马歇尔试件的制备最为关键）、最佳油石比的确定以及配合比设计检验等几个重要环节。

在矿料及配的计算环节，粗集料、细集料和填料都采用水洗法筛分，以准确确定0.075mm通过率。根据筛分结果可进一步判断细集料，特别是石屑的使用性能，若0.075mm通过率在10%以上，则表明土的含量可能超标，应按规范要求测定石屑的砂当量，如果砂当量小于60%，说明石屑中含有较多的泥土成分，不能使用。

在合成级配的过程中注意以下三点要求：①计算合成级配时，应尽量将0.075mm、2.36mm、4.75mm筛孔的通过率接近中值。最大公称粒径附近的筛孔通过率处于中值和上限之间。②按关键筛孔通过百分率在工程设计级配范围内所处位置（中值偏上、中值、中值偏下），设计成偏细、正常和偏粗三种组合类型。③合成级配曲线应成S型，不得有太多的锯齿型交错，且在0.3～0.6mm范围内不出现“驼峰”。另外，马歇尔试件的制备直接影响试件各个指标的测定结果，对配合比设计和油石比的确定有举足轻重的作用。首先选择击实温度，按规范要求并结合施工初压的温度确定。预估试件重量，在标准温度下击实，测量试件厚度，计算实际试件击实重量。应保证该组每个试件取样均匀，重量一致，温度相同。如果选择的油石比范围合理，五组不同油石比的试件中间，可能会出现重量的峰值。

3.2.2 生产配合比设计

①热料仓取料。为了保证所取热料仓的样品具有正常生产时同样的性质，就要求取料时拌和料各个机构保持与生产时一样的状态。特别是矿料的烘干温度和除尘强度直接影响1#热料仓（细集料）的筛分结果。开机后连续上料十五分钟左右，将一开始按以前生产配合比投料拌和的几锅料（至少5锅以上）废弃，然后分别将每个热料仓放出至装载机上，倒在水泥地，待热料温度下降到常温时，适当拌和，从三处以上的位置取样，拌和均匀，取要求数量的试样。

②冷料仓流速的调整。冷料仓的出料控制型式分两种：振动式和输送式。振动式的振动源来自安装在冷料仓下部出料口附近的马达或电磁包。通过改变振动马达的转速或电磁包的振动频率就能改变冷料仓的出料量。输送式是紧贴在出料口下部专门安装了一个小型皮带运输机。当小皮带往复运动时，就可将集料由出料口的侧门卸到大型水平皮带运输机上，然后进入烘干筒加热。因此，只需改变小皮带的转速，就能改变冷料仓的流量。以小皮带出料口为例，冷料的流量大小与电机转速、出料口开启大小、集料规格和集料含水量有关。

为了使冷料的输送比例和目标配合比吻合，冷料控制系统参数的确定非常重要。冷料仓的参数确定主要是做好各个冷料仓的集料流量测定工作，其步骤如下：

1）先测定各冷料仓小皮带的转速，用秒表实测各个冷料仓在相同分速度（集料电机转速）Vi（最大分速度的100%、90%、80%、70%和60%）下转一周长度W所耗用的时间T，则单位时间各小皮带的运转长度Wi：

Wi=W/T （1）

2）开启仓门并固定，测量冷料仓集料料流断面面积Ai，在实测中发现，集料料流断面面积Ai的大小，除与冷料仓门开启程度有关外，还与集料的粒径及含水量有关，应分别测定不同集料的料流断面面积Ai。

当含水量增大，Ai相应减小。这种关系在细集料中更明显。

3）测量各种集料的松方密度Ri，则单位时间各种集料的流量Qi：

Qi=Wi*Ai*Ri （2）

根据冷料仓在不同集料分速度下得到的不同的集料流量值，绘制集料分速度-集料流量曲线图。

4）综合分析目标配合比和集料分速度-集料流量曲线，可计算得到各冷料仓的集料分速度（0%～100%）。采用此种方式上料，可最大限度地减少热料仓溢料和亏料的现象，降低成本，提高生产效率。

如果石屑的0.075mm粒径通过率在10%以下，采取以上方式效果明显；若0.075mm的通过率越大，则热料仓中细集料愈亏，因为0.075mm以下粉料越多，除尘设备的强度设定就越高，甚至一部分0.15mm和0.3mm的细料都被抽走，就会导致1#热料仓（细集料）亏料，既使加大1#冷料仓上料比例，取料筛分组合结果与目标级配相去甚远。所以，应尽量控制石屑中0.075mm以下的含量。

③热料仓的矿料筛分与级配组合。将取得的几种热料仓的矿料分别采用水洗法筛分，用电算法进行组合计算，曲线分布的要求类似于目标配合比。

④马歇尔试验。按组合计算的结果配料进行马歇尔试验，规范规定可取目标配合比得出的最佳油石比±0.3%三档进行试验。如果石屑粉料偏多，除尘后变化较大，最好仍采用五n油石比，用目标配合比完全相同的方式，重新确定最佳油石比。

3.2.3 生产配合比验证

生产配合比的验证是通过实际施工对预期结果的验证，同时也是对施工单位制定的施工方案的检验，检验拌合、运输、摊铺、碾压工艺等的可行性和设备的匹配情况。

施工单位进行试拌试铺时，工程指挥部门会同设计、监理、施工人员一起进行鉴别。同时试验室密切配合现场指挥在拌合楼或摊铺机旁取沥青混合料试样，进行马歇尔试验，检验是否符合标准要求。最后进行高温稳定性及水稳性验证。所有指标全部合格后交付生产使用。在试铺试验段时，试验室还应在现场取样进行抽提试验，再次检验实际级配和油石比是否合格。同时按照规范规定的试验段铺筑要求，进行各种试验。各项试验结果合格后，可以认为生产配合比得到验证，是可行的。试验室据此编写配合比设计报告及试拌试铺总结，得出标准配合比。

3.3 对沥青混合料拌合质量的控制

第一，外观检查。检查混合料的色泽、是否离析结块、油石比等。当混合料冒黄烟时，即混合料过热。混合料温度过低，则装困难；第二，温度测试。在拌合当中，每隔30min即需要对温度进行检查。第三，取样测试。在取样时，需要保证试样能够对混合料特性进行代表。测试的主要内容有流值、抽提试验、马歇尔稳定度以及空隙率等，在必要情况下，需要做好残留稳定度测量。

3.4 对沥青混合料的摊铺质量的控制

3.4.1 离析控制

离析情况的控制方式有：第一，选用高性能摊铺机来保持刮板输料器和螺旋分料器稳定、连续地工作，则混合料将始终沿熨平板宽度方向均匀分布，有效控制混合料离析。第二，做好受料斗翼板的正确操作，避免出现翻转过速以及死料过多的情况，尽可能保证摊铺机当中余料的均匀性，以此对供料的均匀、连续性做出保证。严格避免在供料当中出现紧急制动、忽快忽慢以及猛烈起步的情况。在确定好摊铺速度之后，则需要做好其连续性以及稳定性的控制，保证速度在2～4m/min范围内。第三，对于螺旋布料器两侧出现的离析情况，可以通过对一侧螺旋方向进行改变的方式解决。第四，对于具有两幅调拱机构的摊铺机，在调节时需要保证前拱拱度同后拱相比较大。根据相关经验，对于以人工接长调宽的熨平板，前后拱差为3～4mm。如果前拱过大，中间则会在具有较多混合料的情况下出现中间紧密的情况，且存在纵向撕裂状条纹。相反，如果前拱过小，那么中间混合料量将偏少，并因此出现中间疏松的情况。第五，做好振动系统最佳振频以及振幅的选择，以此实现混合料离析情况的科学控制。如果振频、振幅过大，则可能因此出现细料上浮、泛油以及集料压碎情况，而如果振频以及振幅过小，则会因初始密实度较小而对压实作业的开展产生影响。

3.4.2 路面平整度控制

该方面的主要内容有：第一，保证摊铺的连续性，避免因停顿使路面出现不够平整的情况。如果出现断料，则需要停止振捣，并同熨平板加热器接通，以此对摊铺温度做出保证。第二，控制好摊铺机行进速度，同时避免摊铺机熨平板底面磨损。第三，自卸车应在摊铺机前10～20cm处挂空档停住，由摊铺机推动向前行进。第四，做好横向冷接缝处理。在每次摊铺工作进行前，将接头处面层横向切成垂直面并涂上乳化沥青，测出接头处松铺厚度，按照测出的厚度放置垫板。摊铺机就位后将标尺调到与之前在此处提机时读数一致，起步前，摊铺机螺旋将热料均匀输送，并将接头全覆盖，等待5～10min后以小于1/min的速度起步，接头露出后人工进行局部修整，压路机进行45度斜角碾压，直至接头碾压平整。

3.5 沥青面层质量检查项目及控制指标

①粗集料。粗集料应符合工程设计规定的级配范围。具体标准见表1。

②细集料。1）含泥量，对城市快速路、主干路不得大于3%；2）与沥青的粘附性小于4级的砂，不得用于城市快速路和主干路。具体标准见表2。

③填料。矿粉应用石灰岩等憎水性石料磨制。具体标准见表3。

④工后质量检测标准。沥青面层施工完成后，参照表4中的项目和规范指标对面层施工质量进行全面检测。不合格的项目参考质量指标进行整改，直至_到质量标准。

4 结论

沥青路面的施工质量首先取决于原材料的质量、沥青混凝土的配合比、混合料生产的控制，同时对沥青混合料的运输、摊铺、碾压的施工工艺更需要有一个全过程的、系统的、科学的管理，要确保沥青混凝土路面的施工质量应注重施工过程的各个环节、工序的控制，才能铺筑出高质量、高水平的沥青混凝土路面。本文仅针对高速公路沥青面层施工中的质量通病，从理顺施工工艺流程开始进行质量控制，提出了一套规范有效的质量控制措施，对当前的沥青路面施工有一定的参考价值。在实际工程建设中，需要施工方需要能够做好相关技术的把握，根据工程建设要求对质量控制指标及相关措施进行适用性调整，以科学技术的正确运用保障沥青面层质量。

参考文献：

[1]贾龙.探讨沥青路面面层施工技术及其路面损坏原因、防治[J].中小企业管理与科技（中旬刊），2014（01）.

[2]姜裕伟，葛成.基于预防性的高速公路沥青路面面层养护措施[J].技术与市场，2013（05）.

[3]李文相.浅谈沥青路面面层施工控制要点[J].科技与企业，2013（09）.