瀝青路面養護質量檢測管控研究

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摘要：通過試驗檢測在瀝青路面施工、養護、管理中的應用，分析得出試驗檢測工作已成為公路路面全壽命質量管控中的重要手段。

關鍵詞：瀝青路面；養護質量；檢測管控

近年來，公路建設得到了迅速發展，公路建設的等級不斷提高，高級路面尤其是瀝青路面鋪裝率不斷提升。隨著公路使用全壽命周期概念的提出，對公路建設尤其是養護生產中瀝青路面的質量管控提出了新的要求，而作為管控質量重要抓手的試驗檢測工作被賦予了新的使命。隨著試驗檢測在公路養護生產中的應用越來越廣泛，不斷為公路工程建設提供更多精準和監測數據，成為新形勢下指導工程決策的重要依據。在公路運營期間，路面平整度、路面抗滑性、車轍深度、路面破損率等指標已經成為評價瀝青路面使用狀況（PQI）、公路技術狀況（MQI）以及養護管理水平的重要參數。大量存在質量缺陷或養護管理較差（表征為路面病害較多）的公路實例證明，忽視試驗檢測工作，僅靠以往經驗或傳統做法進行施工、管理、養護已不適應新時代對公路養護技術水平的要求，以往粗放的施工是造成公路瀝青路面遭到破壞的主要人為因素。所以，在當前形勢下，對瀝青路面施工質量的提升以及公路瀝青路面的養護，不斷降低維護費用，延長公路工程使用壽命，加強試驗檢測工作具有重大現實意義。

1試驗檢測在公路養護工作的作用

試驗檢測工作既是路面建設施工的重要技術管控手段，也是公路養護施工技術管理的重要組成部分，為公路工程施工建設提供科學精準的檢測數據，為公路工程順利建設施工提供強有力的支撐。通過試驗檢測，可以對各種材料性能進行定性分析，用定量的方式確定各種混合料中的配比用量；充分利用當地地材來降低工程費用；在公路養護建設和運營期內能嚴格控制工程質量，在運營養護期能科學地評價養護效果。所以，在公路工程施工建設中，要對試驗檢測予以足夠的重視，各類試驗檢測數據是養護維修工程動態設計、施工質量管控、養護管理決策的主要依據，嚴格按照檢測的標準和流程做好檢測工作對最大限度發揮公路全壽命使用效能起著關鍵作用。

2瀝青路面病害產生的影響因素

公路工程施工完成后開始通車運營。在這一過程中，反復受到車輛荷載的作用，如果不及時進行養護管理，會嚴重影響公路路面的使用壽命。由于受環境因素制約，瀝青路面實際工作狀況與實驗室大不相同。重載車輛在爬坡中多使用低檔行駛，車輛在低速重載時，輪胎接地面壓強增大，荷載作用時間長，導致瀝青路面承受荷載效應時間長，內部結構組合產生變異，特別是在冬季低溫和夏季高溫條件下，導致車轍、破損等病害現象出現。路面施工的基礎工作是保證地基的施工質量。地基在施工中受環境溫度、濕度等多種因素影響，處理不好會破壞地基結構，例如路基含水量增加可導致路基工作干濕狀態的改變，從而促使路面結構受力狀態改變，引起路面結構層強度、剛度和穩定性的降低，瀝青路面承載能力隨之降低。瀝青路面面層使用性能的主要氣候影響因素為春夏秋冬氣候變化和晝夜溫差變化。瀝青混凝土從理論上說是一種粘彈性材料結構，具有粘彈性材料的基本特征，如應力、應變的非線性關系和產生應變的不可逆性，荷載作用下應力的時間和溫度效應，在短時間高溫和荷載作用下的變形的蠕變，以及在較低溫度較長時間荷載作用下出現的應力松弛等。瀝青面層在高溫情況下粘塑性特征表現得比較明顯，在冬季溫度較低或快速行車的情況下，彈性特征會表現得比較突出。以往修建瀝青路面普遍采用強基薄面理論。基層質量不合格，強度、剛度不滿足設計要求，未形成整體板塊效應，會造成整個路面結構承載能力不足，在荷載作用下，很快出現裂縫、斷板、碎裂，進而造成面層結構破壞。瀝青面層整體施工質量控制較差，則路面會較早出現表層病害，如磨損、坑槽、車轍、推移、松散等，如果不重視維護和養護管理，或者處理不及時，會使得基層結構遭到破壞，從而降低路面結構的整體承載力和使用壽命。瀝青混合料有自身優點，能夠通過對技術性能的控制，降低瀝青路面表層病害的發生。瀝青混合料要嚴格按照標準做好配合比，如果油石比過大、瀝青標號太高、集料壓碎值達不到要求，都會影響瀝青混合料的穩定性，尤其是在夏季會造成車轍、擁包、泛油等病害的產生。而瀝青混合料結構形式選擇不合理，混合料空隙率偏大或礦料混合級配不良，會造成滲水系數變大，在持續時間較長的陰雨季節導致雨水下滲，面層孔隙中充滿飽和水，在荷載作用下，造成面層松散剝落、坑槽及基層汲泥等各種水損壞病害。此外，由于面層鋪筑時受工藝、設備限制，存在材料均勻較差、運輸攤鋪時瀝青混合料離析和質量控制不達標，這些因素會對路面的結構質量和使用性能產生嚴重影響。基層質量能否達標直接影響瀝青路面的使用壽命。為了將路面質量控制在設計預期范圍內，材料的使用性能和施工質量則成為控制的重點，試驗檢測就是實現要素控制的必備手段，通過一系列的檢測和調整來保證瀝青混合料的路用性能。

3養護施工過程中的試驗檢測控制

3.1各種施工配合比的確定。3.1.1對瀝青路面原材料進行充分精準的研究分析。施工材料的質量是保證瀝青路面施工質量的重要前提。完成材料采購后，要進行現場檢測，須取樣復檢，不能因為廠家提供了檢測報告就省略檢測的環節，其中，瀝青的關鍵性指標針入度、軟化點、延度及高溫老化試驗要嚴格檢測，集料必須按照施工技術規范要求的批次進行密度、壓碎值、級配的檢測，經檢測合格的材料方可使用。另外，還需對瀝青、水泥、鋼筋等關鍵材料進行溯源和留樣管理管控。3.1.2確定瀝青混合料的組成。瀝青路面的使用性能受混合料設計的影響。在進行混合料組成設計時，要全面考慮，包括溫度對穩定性的影響、材料的耐久性以及抗滑抗疲勞性等。為了更好保證施工的質量，現場工地試驗室必須以基準試驗配合比和現場材料檢測結果，調整用于施工的施工配合比，做好抽樣取料，制作馬歇爾試件，測定穩定度、流值、飽和度等指標，來檢驗瀝青混合料是否符合設計要求，以及與基準試驗的差異性。并且，通過對試驗段路面鉆芯取樣驗證施工配合比的可行性，根據檢測數據動態調整施工配比，直至達到設計的各種指標要求。正常施工中通過隨機抽樣法對瀝青混合料進行瀝青用量、礦料級配等的檢驗，發現偏差隨時調整。3.1.3確定基層施工配合比。根據無機結合料基層基準配合比和施工技術規范要求，除對各種集料進行級配、壓碎值、針片狀含量檢測外，應重點對穩定土拌合機出來的混合料進行級配、水泥劑量、含水量檢測，并隨時進行調整，同時應按照要求制作無側限抗壓試件，用以驗證施工配合比的7天無側限抗壓強度是否能達到設計強度。3.1.4確定冷再生底基層材料的組合方案。近年來，隨著原材料緊缺，在養護維修工程中普遍對現有公路進行全深式冷再生處理。由于原有路面基層材料級配的不同，在實際施工中為了達到設計目標強度值，要結合公路工程施工的實際情況，制定最優施工方案，重視實驗室工作質量，有代表性的材料送到實驗室進行篩選分析，通過計算機技術進行“人機對話”調整，選擇理想（貼緊范圍中值）的級配方案，進而確定摻加碎石現場撒布量、再生機一定行進速度和轉子轉速組合的合理施工方案。3.2礦料級配及主要材料用量控制。由于砂石材料供求關系緊張，在實際施工中采購的集料與送檢礦料在規格方面差異很大，全面控制好礦料級配及主要材料用量有很大難度。在這種情況下，為了更好保證礦料級配達到質量標準，主要有以下幾種措施：1）在施工前要進行充分分析，按照標準做好礦料級配，對進場礦料進行二次篩分，不符合要求的礦料可進行二次加工，并分開堆放。2）在施工過程中隨時檢查拌合機計量系統和二次篩分設備是否運轉正常。3）隨時進行瀝青混合料抽提后的礦料篩分試驗，對穩定土材料要隨時篩分，與設計配合比進行比對，參照等級級配范圍，根據實際情況不斷做出調整。瀝青路面面層施工質量受到瀝青用量的影響，如果沒有按照相關規范進行用量的使用，會造成很多病害的發生。因此，在施工中做好油石比的控制非常關鍵，要隨時檢查拌合機瀝青計量系統的運轉情況，并通過抽提試驗進行油石比驗證。對基層無機結合料穩定材料來說，最常用的是水泥穩定類，需要隨時對水泥用量進行檢測，除滴定法檢測外，應與材料用量和鋪筑面積進行核對，確保在規定的誤差范圍內。在實驗過程中，要多進行比較，尤其是對人為產生的誤差及時做出糾正，保證實驗數據的科學真實，指導施工管控。3.3施工控制參數的控制。在正式施工前的試驗段，要通過不同設備組合來確定施工控制參數，通常指一些能夠具體指導施工和控制質量的關鍵數據，例如冷再生基層中機器行走速度與混合料級配的關系，瀝青路面壓實最大密度與壓實機具、壓實遍數的關系等。這些參數是路面鋪筑中現場指導施工和控制施工質量的關鍵參數。公路工程路面的質量直接受到關鍵參數的影響，所以，在實驗參數確定的過程中，要嚴格按照檢測的流程，不斷消除實驗的誤差，提高檢測的精準度，為工程施工建設提供科學準確的數據參考。3.4施工現場的試驗檢測控制。瀝青路面現場施工最主要的控制指標是壓實度。常規條件下，現場檢測壓實度的方法是基層及底基層采用灌砂法，瀝青路面采用鉆芯取樣后送實驗室檢測。通常情況下，壓實度主要用百分號表示。路面不同，結構的壓實度也不同，須達到的目標值也是不同的，檢測頻率也不同，單點計算結果大于等于目標值為合格，小于目標值為不合格，并用扣除偏差系數的代表值來計算評定。如果沒有達到質量標準，要不斷查找具體原因，認真分析問題并采取及時有效的解決措施。例如，檢查現場的壓實機具組合方案，了解各個壓路機（鋼輪和膠輪）的最大噸位及壓實機具數量，通過試驗路段測定的碾壓遍數、組合方式等進行全面分析，找出原因進行整改，然后再取樣并重新試驗。一般地，通過試驗路段2-3次試驗檢測調整，就能得到滿足壓實度規定值條件的壓實機具組合方式、碾壓遍數、松鋪厚度、混合料攤鋪溫度、含水量控制等施工時的直觀控制指標，為大范圍大批量施工提供質量管控數據。其余檢測項目為厚度、寬度、平整度等指標，操作起來比較簡單，一般施工條件下都易于控制。

4交竣工中的試驗檢測控制

一個成品完工交付使用，施工質量是否達到設計要求和規范規定,需要對成品各項性能和有關參數及時檢測,發現問題,及時調整。完工后應嚴格按照相關標準做好檢測評定，主要檢測指標為平整度、壓實度、彎沉、滲水系數、厚度等，通過鉆芯取樣+室內實驗分析、現場測試等手段對完工工程做出科學、合理的評價，并判定該項工程是否達到預期設計效果。

5運營期的試驗檢測控制

公路運營期間，每年要定期組織公路技術狀況的評定，通過現場檢測路面平整度、路面破損率、車轍深度、抗滑系數等指標對公路的運行技術狀況做出合理、科學的評價。對病害嚴重的公路通過鉆芯取樣+室內試驗分析來檢測公路路面結構的完整性和強度指標，進而判定公路路面在行車荷載作用下的工作狀況，為來年的養護投入或維修提供科學決策的依據。綜上所述，隨著對公路服務水平要求提高，以及公路全壽命使用周期提出，試驗檢測并不局限于工程質量的管控，而是成為建設、管理、運營、養護、決策等各個環節不可或缺的重要技術手段。因此，要確實從全壽命周期理念出發，切實加強試驗檢測工作，充分發揮檢測效能，促進公路建設邁上新的臺階。

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作者:楊進才 單位:甘肅省臨夏公路局