摘要:隨著城市化進程的進一步加快，市政道路不斷向周邊延伸，使交通大為改善，一些城市的現代化城市交通格局初步形成。但其中也存在著一些質量與管理問題。本文就瀝青路面工程施工及質量控制、激光紋理評價路面施工離析及質量控制水平等問題介紹和總結。
　　關鍵詞:城市道路，瀝青路面，施工
　　0前言
　　目前,我國瀝青路面建設的主要問題表現為早期損壞,如車轍、坑槽、開裂等,究其原因不外乎設計、材料、施工等存在問題。調查研究及大量工程實踐顯示,基于疲勞理論的設計規范和設計方法并非主要原因,施工質量的不均勻被普遍認為是主因之一。通過施工過程的質量控制,是能夠減少或避免原材料不穩定、瀝青混合料施工不均勻等施工質量問題。
　　1、工程案例
　　預計本快速路建成通車后的交通量大,又處在高溫、多雨的地區,顯然對于瀝青路面的抗高溫穩定性和抗水損害性能將是嚴峻的考驗。
　　該快速路主線以瀝青混凝土路面為主,其路面結構(見圖1)為:主線路基段4cmAK-16A(上面層)+5cmAC-20I(中面層)+6cmAC-25I(下面層)+1cm(下封層)+40cm(水泥穩定碎石基層)+20cm(水泥穩定類底基層);橋面鋪裝部分沒有下面層,中面層與上面層與路基段相同。限于造價的制約,設計骨料采用花崗巖,這無疑為配置高性能的瀝青混合料增加相當大的難度。
　　瀝青面層工程量大,工期緊是該工程的突出問題。為了確保工程施工質量,甚至實現優質工程,制定一套瀝青路面施工的組織管理和質量控制體系十分必要。
　　
　　圖1瀝青路面層狀結構
　　2、施工質量控制
　　通過對該城市市政快速公路瀝青路面施工離析的控制和研究,提出了瀝青路面離析主要應從集料離析、瀝青混合料級配離析以及溫度離析3個方面進行控制。
　　2.1石料質量控制
　　鑒于目前我國石料生產的整體技術能力和管理水平落后,不可能要求規格料生產能達到很高的水平,而原材料的質量又直接影響著瀝青混合料的性能,如何在有限的條件下,提高該城市市政快速道路瀝青路面原材料質量十分關鍵。本工程設計采用花崗巖類石料,不可避免的會存在一些不足,如與瀝青的粘附性差、強度不高、磨光值偏低、組分不穩定(密度變化)等,顯然,加強對石場和料場原材料技術指標的質量跟蹤控制十分必要。施工中在加強對施工單位原材料自檢以及監理單位抽檢的基礎上,同時開展了技術服務單位平行檢驗與質量穩定性評價試驗,如及時進行石場或料場各規格料的表觀密度、篩分、針片狀、軟石含量等指標的檢驗。粗集料每500m3進行常規檢驗,細集料每200m3抽檢,將各指標進行統計分析,通過對均值及標準差的比較,跟蹤石料的質量標準狀況,如篩分顆粒組成變化反映了振動篩網的磨損程度,密度的變異顯示了開采巖層的變化,棱角度的變大說明反擊破槌需要更換等。通過上述技術把關,發現施工中部分石料不同程度存在針片狀超標、風化石含量過大、含有密度異常黑色碎石等問題,并及時進行了處理,避免了質量事故的發生。
　　2.2配合比設計驗證與優化
　　解決瀝青混合料級配離析應首先從目標配合比設計開始。增加粗集料比利可提高混合料抗高溫性能,但也增加了施工離析的風險;反之,細集料比例變大,雖施工均勻性較好,但抗高溫性能損失較大。我們在施工中著重開展了以下方面的重要工作:按規范設計的同時兼顧省交通廳文件要求;兼顧高溫穩定性和密水性,采用SUPERPAVE技術優化規范配合比設計的部分體積指標。
　　省交通廳文件對瀝青混合料配合比設計的要求體現在2個方面:針對地處經濟發達地區特點,即交通量大,重載車比例高,提出了中上面層重交瀝青混合料應不小1200次/mm,以及針對高溫多雨的特點,提出了中下面層瀝青混合料設計空隙率為3%～4%,抗滑表層為4%～5%。施工過程中遇到問題的現場指導與專題研討等。
　　眾所周知,AC類瀝青混凝土為密實懸浮型結構,其粗級料未能形成良好的嵌擠分布,而越來越多的研究表明(如美國的SUPERPAVE技術和我國的按體積設計混合料CAVF法),混合料的高溫穩定性受級配的粗集料嵌擠狀態的影響相當顯著。為此,設計規范瀝青混合料的同時適當考慮已有研究成果,提高所設計的規范瀝青混凝土粗集料間的嵌擠程度,針對不同原材料,通過大量試驗確定級配曲線的走勢和關鍵點的通過率引入體積法設計瀝青混合料思想,嚴格控制VMA、VFA、VV等積指標,如中下面層“S”曲線的曲率反向位置最適宜2.3～9.5mm間,對于AC類瀝青混合料4.75mm通過率,AC-25I控制為37%±2%,AC-20I控制為43%±2%,2.36mm篩檔的分計篩余控制在10%以內,對于VMA指標,AC-25I大于13%,AC-20I大于14%。這些技術措施既提高了瀝青混合料的抗高溫穩定性,也減少大顆粒多所造成的級配離析。
　　2.3施工過程中的離析分析與控制
　　①瀝青混合料施工過程存在級配離析和溫度離析2種主要情況。
　　控制級配離析應解決瀝青混合料拌和、儲存及運輸離析以及現場攤鋪離析等,無論那一種情況,一般施工后都會表現為瀝青混合料的均勻性差,出現混合料級配異常。由于我國原材料的質量穩定性較差,目前瀝青拌和機主要采用間歇式,冷料倉進料就有可能產生離析,如原材料堆放造成的“上細下粗”致使冷料階在段性變異;冷料倉進料無擋板會發生混料;冷料倉出料口為矩形時,滿料倉位對傳送皮帶的產生較大阻力,進料方向的倉內易形成死區;斗門開度大小影響著皮帶轉速,若沒有反饋信號系統,造成進料波動;細料含水量過高時,供料易產生聚堆的情況,等等。施工中采取將冷料倉進料口架設了擋板防止串料,出料口改矩形為梯形等措施。
　　生產配合比一旦確定后,各熱料倉供料應保持穩定,影響混合料離析的主要是振動篩的效率,計量系統和產量(效率)。振動篩的效率與篩孔、振動頻率和傾角有關,針對不同集料調整合理的篩孔將使各熱料倉供料均衡,減少等料溢料;合理的振動頻率和傾角將使集料顆粒實現充分分離,特別是,熱料烘干不充分不僅影響與瀝青的裹附,也將使篩分不徹底;集料系統十分關鍵,如果其他的環節沒問題,唯獨計量不準,混合料級配難免不變異。為此,在施工配合比調試階段,進行了大量試驗,確定篩孔尺寸,試驗振動頻率和篩網傾角與時間的關系,進而確定合理的生產效率,同時加強烘干鼓料溫的監測,以保證熱料倉的篩分質量。
　　錐形貯料罐存料高度不夠,向多內拋料時落差過大造成大顆粒滾向邊角,局部區域粗細料聚集。向運料車裝料時同樣存在向料車拋料的問題。顯然,確保貯料罐內具有一定的貯料高度可以有效減少拋料離析,同時要求料車在裝料過程中保持“兩進兩退”的動態受料過程。
　　瀝青混合料攤鋪離析是施工中最直觀的離析現象,也使控制瀝青混合料離析的最關鍵環節,其表現為施工后路面呈帶狀或局部塊狀區域性差異,其實質為該位置礦料級配以不同于生產配合比,或為粗集料顆粒聚集,表面粗糙,或為細顆粒集中,表面光滑。糾其原因,料車裝料離析和攤鋪機頻繁收斗是區域離析的主要原因,布料器支撐設置過多位置不合理、非勻速(時快時停)布料、葉片未充分延伸到攤鋪機外邊緣等,都會產生路面帶狀離析,此外,試驗表明談鋪寬度超過8m后,攤鋪邊緣離析明顯加大。為此,施工中有針對的制定了防范措施,如3車料才可以收斗,且應保證收斗時存料不少于滿料的1/3,分料器攤鋪中勻速旋轉,支撐點左右各一個,且葉片末端距攤鋪邊緣不能超過一個螺距,同時必須采取兩臺攤鋪機梯隊作業。
　　②混合料溫度離析體現為貯料罐內邊緣于內部溫度存在差異,料車運輸途中與車體和空氣接觸位置溫度低于內部,攤鋪機作業時的停機、等料造成的前后攤鋪瀝青混合料溫度不同,碾壓工序不合理造成的先壓和后亞區域溫度不一致等。顯然,溫度離析帶來的影響十分不利,溫度過高攤鋪中會產生混合料結團,影響攤鋪的均勻性和熨平效果,過低的溫度也將造成難于碾壓,很難保證達到目標壓實度。為此,制定控制溫度離析的措施,監理和總承包聯合測溫,進行全過程的溫度監控,如瀝青的加熱溫度、石料的加熱溫度、混合料的出廠溫度、攤鋪前的溫度、碾壓過程中各階段的溫度等,要求貯料罐存料時間最多不能超3h,料車應加蓋帆布(防雨)和棉被(保溫)。為防止瀝青焦化,對于出廠溫度超過190℃的混合料必須廢棄;遇機械故障、降雨等情況運料車內混合料溫度降低至145℃以下的也要求廢棄;特別是對碾壓中分階段(初壓、復壓、終壓)的瀝青混合料進行大量的溫度監控,重交瀝青混合料初壓不得低于135℃、終壓溫度不得低于90℃,改性初壓溫度不低于150℃、終壓不低于100℃。全過程的動態溫度監控有利于掌握情況,以及提醒值得注意的某些施工環節,并針對具體情況做出相應對策。
　　3、激光紋理評價路面施工離析
　　激光紋理儀是采用激光脈沖反射原理來測定路面構造深度大小的。激光紋理儀可高速連續測量瀝青路面的表面紋理輪廓,可以快速得到連續的縱向表面構造深度。激光構造深度儀比較輕便,便于攜帶,也可車載,并且能實時進行數據分析。
　　采用激光紋理儀測構造深度評價瀝青路面施工的離析時,直接測量結果是構造深度值,不是我們期望的最終結果,在數據分析過程中采用它與標準構造深度值的比值,通過比值來反映出路面的離析情況。路面離析的地方,粗骨料集中,表面構造深度必然較正常情況偏大。攤鋪工藝、機械設備性能、料源的穩定性等因素都影響混合料的離析程度,根據評價結果,可以及時從這幾方面尋找與分析原因,并加以改進。
　　具體測試方法為:針對剛剛施工完成的瀝青路面,先選擇一段長度100～200m不等的有代表性的路段,然后利用皮尺對選定的路段區域進行縱向(行車方向)和橫行(垂直行車方向)網格劃分。根據激光紋理儀的工作原理(每10延m一個結果),把選定的路段區域劃分為多個長(縱向)10m,寬(橫行)1m的小長方形,利用激光紋理儀測得各個小長方形的構造深度值,連續量測得到路段的多個這樣的”點”區域的構造深度,便形成了對一塊區域的檢測,然后再采用統計數學方法來分析評價整塊區域內各個點區域的離析狀況及其分布,從而達到對該塊區域內瀝青路面施工質量進行控制的目的。通過采用該方法對全線數十次的評價的結果顯示,該方法可有效地識別離析的位置和程度,并給出量化值。為局部路面補強和返工提供了強有力的技術支持。
　　4、質量控制水平
　　通過從原材料、配合比、施工工藝等方面嚴格控制,通過現場測試評價并加以改進,該路面施工質量一直處于受控之中,交工驗收檢測的各項指標都較好,全線瀝青路面分部工程優良率為100%,工程質量都被評定為優良。
　　5、結束語
　　通過以該城市市政快速道路瀝青路面施工離析為主要內容的質量控制研究,可得到以下結論:
　　①采取承包商、監理單位和技術服務單位協助總包三級組織管理模式管理施工質量是成功的;
　　②將瀝青路面施工離析劃分為石料離析、礦料級配離析、溫度離析,進行了合理分析,并采取有針對性的技術保證措施,收到了理想的效果;
　　③采用激光紋理儀評價瀝青路面施工離析,方法簡單,操作便捷,效果理想、直觀。
　　④通過以離析為重點的施工質量控制,該市政道路瀝青路面獲得了優質的施工質量效果。