谈某城市道路沥青路面施工

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摘要：本文作者就城市快速路沥青路面工程施工质量控制、激光纹理评价路面施工离析及质量控制水平等问题进行了分析。

关键词：沥青路面；施工技术

1沥青路面控制的几个方面

1．1下承层平整度的均匀控制措施

路面结构是一个层状的结构体系，一般由面层、基层、底基层和垫层构成。在路面结构层中，下承层的平整度直接影响着上面一层平整度的好坏。沥青混凝土面层的各层厚度一般只有4.0~8.0cm厚，虽然通过面层各结构层铺筑可(有效)减少下承层平整度的影响，但不可能完全调整下承层表面的不平整，基层的不平整将反映到面层上。路面底基层的厂拌水泥稳定粒料采用具有自动找平装置的平地机实施铺筑，在铺筑过程中通过采用“方格网法”拉线检查，加强松铺、压实面的高程、横坡和平整度控制。路面底基层的下承层在进行路面底基层铺筑前亦按照方格网法进行修整、碾压处理，尽可能使下承层顶面平整、密实，满足设计的高程和横坡要求。

1.2测呈控制

对于沥青混凝土摊铺机，熨平板自动找平装置依赖一个准确的找平基准。一般沥青面层摊铺施工找平理论有：①基准线钢丝找平法(标高控制法)。底基层、基层、中下面层由于平整度和标高还是在相对低的水平，一般都采用挂线法。理论上，左右两条钢丝构成一个标准面，但是，由于操作会出现钢丝拉力不足、桩距过大、高程滑线欠准和两桩支点高度不准等，引发钢丝松弛，使得钢丝线产生挠度，影响到自动找平效果，导致摊铺的沥青面层纵向出现波浪或横向扭曲。②基层接触拖杆找平法(厚度控制法)。这种方法在沥青路面中上面层施工中普遍采用，其左右两边以3~7m长的不锈钢导管作为基准拖杆，直接与基层接触，这种找平方法，只能获得拖杆长度的平整面层，必须严格控制下层的标高及平整度，拖杆找平法理论上不能一次性获得标准的平整面层，适用于多分层摊铺的路面。

当上述两者矛盾时，应以满足厚度为主实施放样，并计入实测的松铺系数。最后，根据上面所述的情况，综合考虑下承层标高差值(设计标高值与实际标高值之差)、厚度、本层应铺厚度和设计标高、拉坡调整值等因素，计算摊铺层放样标高，现场打桩布设基准线。两个控制桩之间可以加设基准桩，桩距一般为5~10m。若基准线采用钢丝绳，由于钢丝绳自重的作用，此时钢丝绳必须拉紧，铁桩要垂直且稳定，确保基准线处于平顺和无折点状态，这是保证路面平整度的必要条件。

1.3沥青混合料摊铺过程的均匀控制

要保证沥青面层达到预期平整度，沥青混合料的摊铺工艺至关重要，缓慢、连续、均匀、不间断的摊铺是提高路面平整度最主要的措施，因此摊铺机在操作过程中应注意以下几个方面的均匀性：

(1)摊铺应保持连续

最常见的停顿原因就是供料跟不上，必须配足与摊铺能力相匹配的拌和能力和运输能力，尽量做到摊铺过程中不停机口否则摊了一段又停下来，摊的那一段可能是平整的，但停下来那一处总比不停的要差。因为停顿时，摊铺机各工作部件将遭冷却，阻力增加，摊铺机要克服这些阻力才能拉动先前的混合料后逐渐恢复到后来料的平顺摊铺，在拉动过程中便造成混合料不均匀现象，同时碾压温度不均匀一致。

（2）摊铺速度要保持缓慢均匀

一般摊铺速度应控制在2~6m／min，并保持摊铺速度恒定(根据供料情况，保持不停机为最低原则)，摊铺机瞬时作业速度的变化，直接影响路面的平整度。速度不均，面层粗糙度不均:速度过快，面层变得粗糙，且每次振动(或振捣)间隔增大，必然造成平整度下降。因此，摊铺机的工作速度一经选定，应保持恒定均匀，不得随意变换速度。

(3)运料车不得冲撞摊铺机和卸料过猛，也不得在作业中使用制动而增加摊铺机的牵引负荷，卸料过程中应挂空档，靠摊铺机的推动前进。否则因摊铺机的速度变化，容易形成‘搓板”等缺陷，从而使平整度下降。

2工程案例分析

该城市快速路主线以沥青混凝土路面为主，其路面结构为:主线路基段4cmSMA-13I(上面层)+6cmAC-20I(中面层)+7cmAC-25I(下面层)+lcm(下封层)+20cm(水泥稳定碎石基层)+20cm(水泥稳定类底基层);桥面铺装部分没有下面层，中面层与上面层与路基段相同。而沿线的石场调查显示，石料基本是花岗岩，限于工期和造价的制约，材料设计只能采用花岗岩，这无疑为设计高性能的沥青混合料增加相当大的难度。

沥青面层工程量大，工期紧是该工程的突出问题。为了确保工程施工质量，甚至实现优质工程，制定一套沥青路面施工的组织管理和质量控制体系十分必要。

2.1施工质量控制

通过对该城市快速路沥青路面施工离析的控制和研究，提出了沥青路面离析主要应从集料离析、沥青混合料级配离析以及温度离析3个方面进行控制。

2．1．1石料质量控制

鉴于目前我国石料生产的整体技术能力和管理水平落后，不可能要求规格料生产能达到很高的水平，而原材料的质量又直接影响着沥青混合料的性能，如何在有限的条件下，提高该城市快速路沥青路面原材料质量十分关键。该城市快速路石料采用花岗岩类石料，不可避免的会存在一些不足，如与沥青的粘附性差、强度不高、磨光值偏低，组分不稳定(密度变化)等，显然，加强对石场和料场原材料技术指标的质量跟踪控制十分必要。施工中在加强对施工单位原材料自检以及监理单位抽检的基础上，同时开展了技术服务单位平行检验与质量稳定性评价试验，如及时进行石场或料场各规格料的表观密度、筛分、针片状、软石含量等指标的检验。粗集料每500m3进行常规检验，细集料每200m3抽检，将各指标进行统计分析，通过对均值及标准差的比较，跟踪石料的质量状况，如筛分颗粒组成级配变化反映了振动筛网的磨损程度，密度的变异显示了开采岩层的变化，棱角度的变大说明反击颇糙需要更换等。通过上述技术把关，发现施工中个别石场石料不同程度存在针片状超标、风化石含量过大、含有密度异常黑色碎石等问题，并及时进行了处理，避免了质量事故的发，大大提高了原材料的质量控制力度。

2．1．2配合比设计验证与优化

解决沥青混合料级配离析应首先从目标配合比设计开始。增加粗集料比例可提高混合料抗高温性能，但也增加了施工离析的风险;反之，细集料比例变大，虽施工均匀性较好，但抗高温性能损失较大。

众所周知， AC类沥青混凝土为密实悬浮型结构，其粗级料未能形成良好的嵌挤分布，而越来越多的研究表明(如美国的SUPERPAVE技术和我国的按体积设计混合料CAVF法），混合料的高温稳定性受级配的粗集料嵌挤状态的影响相当显著。为此，设计规范沥青混合料的同时适当考虑已有研究成果，提高所设计的规范沥青混凝土粗集料间的嵌挤程度，针对不同原材料，通过大量试验确定级配曲线的走势和关键点的通过率，引入体积法设计沥青混合料思想，严格控制VMA,VFA.VV等级指标，如中下面层“S”曲线的曲率反向位置最适宜2.3 ~9.5mm间，对于AC类沥青混合料4.75mm通过率，AC-25I控制为37%±2%,AC-20I控制为43%±2%,2.36mm筛档的分计筛余控制在10%以内，对于VMA指标， AC-25I大于13%，AC-20I大于14%。这些技术措施既提高了沥青混合料的抗高温稳定性，也减少大颗粒多所造成的级配离析。

2．1.3施工过程中的离析分析与控制

(1)沥青混合料施工过程存在级配离析和温度离析2种主要情况。

控制级配离析应解决沥青混合料拌和、储存及运输离析以及现场摊铺离析等，无论哪一种情况，一般施工后都会表现为沥青混合料的均匀性差，出现混合料级配异常。由于我国原材料的质量稳定性较差，目前沥青拌和机主要采用间歇式，冷料仓进料就有可能产生离析，如原材料堆放造成的“上细下粗”致使冷料阶在段性变异;冷料仓进料无挡板会发生混料;冷料仓出料口为矩形时，满料仓位对传送皮带的产生较大阻力，进料方向的仓内易形成死区;斗门开度大小影响着皮带转速，若没有反馈信号系统，造成进料波动;细料含水量过高时，供料易产生聚堆的情况等等。施工中采取将冷料仓进料口架设了挡板防止串料，出料口改矩形为梯形等措施。

生产配合比一旦确定后，各热料仓供料应保持稳定，影响混合料离析的主要是振动筛的效率，计量系统和产量(效率)。振动筛的效率与筛孔、振动频率和倾角有关，针对不同集料调整合理的筛孔将使各热料仓供料均衡，减少等料溢料;合理的振动频率和倾角将使集料颗粒实现充分分离，特别是，热料烘干不充分不仅影响与沥青的裹附，也将使筛分不彻底;集料系统十分关键，如果其他的环节没问题，唯独计量不准，混合料级配难免不变异。为此，在施工配合比调试阶段，进行了大量试验，确定筛孔尺寸，试验振动频率和筛网倾角与时间的关系，进而确定合理的生产效率，同时加强烘干鼓料温的监测，以保证热料仓的筛分质量。

沥青混合料摊铺离析是施工中最直观的离析现象，也是控制沥青混合料离析的最关键环节，其表现为施工后路面呈带状或局部块状区域性差异，其实质为该位置矿料级配以不同于生产配合比，或为粗集料颗粒聚集，表面粗糙，或为细颗粒集中，表面光滑。纠其原因，料车装料离析和摊铺机频繁收斗是区域离析的主要原因，布料器支撑设置过多位置不合理、非匀速(时快时停)布料、叶片未充分延伸到摊铺机外边缘等，都会产生路面带状离析，此外，试验表明摊铺宽度超过8m后，摊铺边缘离析明显加大。为此，施工中有针对的制定了防范措施，如3车料才可以收斗，且应保证收斗时存料不少于满料的1/3,分料器摊铺中匀速旋转，支撑点左右各一个，且叶片末端距摊铺边缘不能超过一个螺距，同时必须采取两台摊铺机梯队作业。

(2)混合料温度离析体现为贮料罐内边缘于内部温度存在差异，料车运输途中与车体和空气接触位置温度低于内部，摊铺机作业时的停机、等料造成的前后摊铺沥青混合料温度不同，碾压工序不合理造成的先压和后压区域温度不一致等。显然，温度离析带来的影响十分不利，温度过高摊铺中会产生混合料结团，影响摊铺的均匀性和熨平效果，过低的温度也将造成难于碾压，很难保证达到目标压实度。为此，制定控制温度离析的措施，监理和总承包联合测温，进行全过程的温度监控，如沥青的加热温度、石料的加热温度、混合料的出厂温度、摊铺前的温度、碾压过程中各阶段的温度等，要求贮料罐存料时间最多不能超3h,料车应加盖帆布(防雨)和棉被(保温)。为防止沥青焦化，对于出厂温度超过190℃的混合料必须废弃;遇机械故障、降雨等情况运料车内混合料温度降低至145℃以下的也要求废弃;特别是对碾压中分阶段(初压、复压、终压)的沥青混合料进行大量的温度监控，重交沥青混合料初压不得低于135℃终压温度不得低于90℃,改性初压温度不低于150℃终压不低于100℃。全过程的动态温度监控有利于掌握情况，以及提醒值得注意的某些施工环节，并针对具体情况做出相应对策。

2.2激光纹理评价路面施工离析

激光纹理仪是采用激光脉冲反射原理来测定路面构造深度大小的。激光纹理仪可高速连续测量沥青路面的表面纹理轮廓，可以快速得到连续的纵向表面构造深度。激光构造深度仪比较轻便，便于携带，也可车载，并且能实时进行数据分析口具体测试方法为:针对刚刚施工完成的沥青路面，先选择一段长度100~200m不等的有代表性的路段，然后利用皮尺对选定的路段区域进行纵向(行车方向)和横行(垂直行车方向)网格划分。根据激光纹理仪的工作原理(每10延米一个结果)，把选定的路段区域划分为多个长(纵向)l0m，宽(横行)lm的小长方形，利用激光纹理仪测得各个小长方形的构造深度值，连续量测得到路段的多个这样的“点”区域的构造深度，便形成了对一块区域的检测，然后再采用统计数学方法来分析评价整块区域内各个点区域的离析状况及其分布，从而达到对该块区域内沥青路面施工质量进行控制的目的。通过采用该方法对全线数十次的评价的结果显示，该方法可有效地识别离析的位置和程度，并给出量化值。为局部路面补强和返工提供了强有力的技术支持。

2.3质量控制水平

通过从原材料、配合比、施工工艺等方面严格控制，通过现场测试评价并加以改进，该路面施工质量一直处于受控之中，交工验收检测的各项指标都较好(见表1，全线沥青路面分部工程优良率为100,3个项目段工程质量都被评定为优良。

表1该城市快速路交工验收时各路面标

质量检验评定结果一览(检验合格率)

该城市快速路从通车伊始交通量就较大，刚通车时昼夜交通量就达2万辆，目前己经近4万辆，重车比例占2成左右。沥青路面经过了高温与多雨的考验，目前又是高温多雨的季节，从该高等级公路上实驾车行走与质保期维修养护的情况来看，路面因离析出现水毁坑槽的现象较少，基本没有车辙病害，全线行车舒适、平整度好.路面的构造深度也满足要求。

3结束语

本文以某城市快速路为案例，以控制沥青混合料的离析为目的，针对整个施工过程开展研究，主要包括集料生产、运输、堆放等环节的集料离析，沥青拌合料生产、储存、装料、摊铺机收斗、布料器分料等工艺环节存在的混合料级配离析，混合料运输距离过长、未采取保温措施、机械故障、气温较低等原因导致的温度离析。

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