沥青路面养护质量检测管控研究

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摘要：通过试验检测在沥青路面施工、养护、管理中的应用，分析得出试验检测工作已成为公路路面全寿命质量管控中的重要手段。

关键词：沥青路面；养护质量；检测管控

近年来，公路建设得到了迅速发展，公路建设的等级不断提高，高级路面尤其是沥青路面铺装率不断提升。随着公路使用全寿命周期概念的提出，对公路建设尤其是养护生产中沥青路面的质量管控提出了新的要求，而作为管控质量重要抓手的试验检测工作被赋予了新的使命。随着试验检测在公路养护生产中的应用越来越广泛，不断为公路工程建设提供更多精准和监测数据，成为新形势下指导工程决策的重要依据。在公路运营期间，路面平整度、路面抗滑性、车辙深度、路面破损率等指标已经成为评价沥青路面使用状况（PQI）、公路技术状况（MQI）以及养护管理水平的重要参数。大量存在质量缺陷或养护管理较差（表征为路面病害较多）的公路实例证明，忽视试验检测工作，仅靠以往经验或传统做法进行施工、管理、养护已不适应新时代对公路养护技术水平的要求，以往粗放的施工是造成公路沥青路面遭到破坏的主要人为因素。所以，在当前形势下，对沥青路面施工质量的提升以及公路沥青路面的养护，不断降低维护费用，延长公路工程使用寿命，加强试验检测工作具有重大现实意义。

1试验检测在公路养护工作的作用

试验检测工作既是路面建设施工的重要技术管控手段，也是公路养护施工技术管理的重要组成部分，为公路工程施工建设提供科学精准的检测数据，为公路工程顺利建设施工提供强有力的支撑。通过试验检测，可以对各种材料性能进行定性分析，用定量的方式确定各种混合料中的配比用量；充分利用当地地材来降低工程费用；在公路养护建设和运营期内能严格控制工程质量，在运营养护期能科学地评价养护效果。所以，在公路工程施工建设中，要对试验检测予以足够的重视，各类试验检测数据是养护维修工程动态设计、施工质量管控、养护管理决策的主要依据，严格按照检测的标准和流程做好检测工作对最大限度发挥公路全寿命使用效能起着关键作用。

2沥青路面病害产生的影响因素

公路工程施工完成后开始通车运营。在这一过程中，反复受到车辆荷载的作用，如果不及时进行养护管理，会严重影响公路路面的使用寿命。由于受环境因素制约，沥青路面实际工作状况与实验室大不相同。重载车辆在爬坡中多使用低档行驶，车辆在低速重载时，轮胎接地面压强增大，荷载作用时间长，导致沥青路面承受荷载效应时间长，内部结构组合产生变异，特别是在冬季低温和夏季高温条件下，导致车辙、破损等病害现象出现。路面施工的基础工作是保证地基的施工质量。地基在施工中受环境温度、湿度等多种因素影响，处理不好会破坏地基结构，例如路基含水量增加可导致路基工作干湿状态的改变，从而促使路面结构受力状态改变，引起路面结构层强度、刚度和稳定性的降低，沥青路面承载能力随之降低。沥青路面面层使用性能的主要气候影响因素为春夏秋冬气候变化和昼夜温差变化。沥青混凝土从理论上说是一种粘弹性材料结构，具有粘弹性材料的基本特征，如应力、应变的非线性关系和产生应变的不可逆性，荷载作用下应力的时间和温度效应，在短时间高温和荷载作用下的变形的蠕变，以及在较低温度较长时间荷载作用下出现的应力松弛等。沥青面层在高温情况下粘塑性特征表现得比较明显，在冬季温度较低或快速行车的情况下，弹性特征会表现得比较突出。以往修建沥青路面普遍采用强基薄面理论。基层质量不合格，强度、刚度不满足设计要求，未形成整体板块效应，会造成整个路面结构承载能力不足，在荷载作用下，很快出现裂缝、断板、碎裂，进而造成面层结构破坏。沥青面层整体施工质量控制较差，则路面会较早出现表层病害，如磨损、坑槽、车辙、推移、松散等，如果不重视维护和养护管理，或者处理不及时，会使得基层结构遭到破坏，从而降低路面结构的整体承载力和使用寿命。沥青混合料有自身优点，能够通过对技术性能的控制，降低沥青路面表层病害的发生。沥青混合料要严格按照标准做好配合比，如果油石比过大、沥青标号太高、集料压碎值达不到要求，都会影响沥青混合料的稳定性，尤其是在夏季会造成车辙、拥包、泛油等病害的产生。而沥青混合料结构形式选择不合理，混合料空隙率偏大或矿料混合级配不良，会造成渗水系数变大，在持续时间较长的阴雨季节导致雨水下渗，面层孔隙中充满饱和水，在荷载作用下，造成面层松散剥落、坑槽及基层汲泥等各种水损坏病害。此外，由于面层铺筑时受工艺、设备限制，存在材料均匀较差、运输摊铺时沥青混合料离析和质量控制不达标，这些因素会对路面的结构质量和使用性能产生严重影响。基层质量能否达标直接影响沥青路面的使用寿命。为了将路面质量控制在设计预期范围内，材料的使用性能和施工质量则成为控制的重点，试验检测就是实现要素控制的必备手段，通过一系列的检测和调整来保证沥青混合料的路用性能。

3养护施工过程中的试验检测控制

3.1各种施工配合比的确定。3.1.1对沥青路面原材料进行充分精准的研究分析。施工材料的质量是保证沥青路面施工质量的重要前提。完成材料采购后，要进行现场检测，须取样复检，不能因为厂家提供了检测报告就省略检测的环节，其中，沥青的关键性指标针入度、软化点、延度及高温老化试验要严格检测，集料必须按照施工技术规范要求的批次进行密度、压碎值、级配的检测，经检测合格的材料方可使用。另外，还需对沥青、水泥、钢筋等关键材料进行溯源和留样管理管控。3.1.2确定沥青混合料的组成。沥青路面的使用性能受混合料设计的影响。在进行混合料组成设计时，要全面考虑，包括温度对稳定性的影响、材料的耐久性以及抗滑抗疲劳性等。为了更好保证施工的质量，现场工地试验室必须以基准试验配合比和现场材料检测结果，调整用于施工的施工配合比，做好抽样取料，制作马歇尔试件，测定稳定度、流值、饱和度等指标，来检验沥青混合料是否符合设计要求，以及与基准试验的差异性。并且，通过对试验段路面钻芯取样验证施工配合比的可行性，根据检测数据动态调整施工配比，直至达到设计的各种指标要求。正常施工中通过随机抽样法对沥青混合料进行沥青用量、矿料级配等的检验，发现偏差随时调整。3.1.3确定基层施工配合比。根据无机结合料基层基准配合比和施工技术规范要求，除对各种集料进行级配、压碎值、针片状含量检测外，应重点对稳定土拌合机出来的混合料进行级配、水泥剂量、含水量检测，并随时进行调整，同时应按照要求制作无侧限抗压试件，用以验证施工配合比的7天无侧限抗压强度是否能达到设计强度。3.1.4确定冷再生底基层材料的组合方案。近年来，随着原材料紧缺，在养护维修工程中普遍对现有公路进行全深式冷再生处理。由于原有路面基层材料级配的不同，在实际施工中为了达到设计目标强度值，要结合公路工程施工的实际情况，制定最优施工方案，重视实验室工作质量，有代表性的材料送到实验室进行筛选分析，通过计算机技术进行“人机对话”调整，选择理想（贴紧范围中值）的级配方案，进而确定掺加碎石现场撒布量、再生机一定行进速度和转子转速组合的合理施工方案。3.2矿料级配及主要材料用量控制。由于砂石材料供求关系紧张，在实际施工中采购的集料与送检矿料在规格方面差异很大，全面控制好矿料级配及主要材料用量有很大难度。在这种情况下，为了更好保证矿料级配达到质量标准，主要有以下几种措施：1）在施工前要进行充分分析，按照标准做好矿料级配，对进场矿料进行二次筛分，不符合要求的矿料可进行二次加工，并分开堆放。2）在施工过程中随时检查拌合机计量系统和二次筛分设备是否运转正常。3）随时进行沥青混合料抽提后的矿料筛分试验，对稳定土材料要随时筛分，与设计配合比进行比对，参照等级级配范围，根据实际情况不断做出调整。沥青路面面层施工质量受到沥青用量的影响，如果没有按照相关规范进行用量的使用，会造成很多病害的发生。因此，在施工中做好油石比的控制非常关键，要随时检查拌合机沥青计量系统的运转情况，并通过抽提试验进行油石比验证。对基层无机结合料稳定材料来说，最常用的是水泥稳定类，需要随时对水泥用量进行检测，除滴定法检测外，应与材料用量和铺筑面积进行核对，确保在规定的误差范围内。在实验过程中，要多进行比较，尤其是对人为产生的误差及时做出纠正，保证实验数据的科学真实，指导施工管控。3.3施工控制参数的控制。在正式施工前的试验段，要通过不同设备组合来确定施工控制参数，通常指一些能够具体指导施工和控制质量的关键数据，例如冷再生基层中机器行走速度与混合料级配的关系，沥青路面压实最大密度与压实机具、压实遍数的关系等。这些参数是路面铺筑中现场指导施工和控制施工质量的关键参数。公路工程路面的质量直接受到关键参数的影响，所以，在实验参数确定的过程中，要严格按照检测的流程，不断消除实验的误差，提高检测的精准度，为工程施工建设提供科学准确的数据参考。3.4施工现场的试验检测控制。沥青路面现场施工最主要的控制指标是压实度。常规条件下，现场检测压实度的方法是基层及底基层采用灌砂法，沥青路面采用钻芯取样后送实验室检测。通常情况下，压实度主要用百分号表示。路面不同，结构的压实度也不同，须达到的目标值也是不同的，检测频率也不同，单点计算结果大于等于目标值为合格，小于目标值为不合格，并用扣除偏差系数的代表值来计算评定。如果没有达到质量标准，要不断查找具体原因，认真分析问题并采取及时有效的解决措施。例如，检查现场的压实机具组合方案，了解各个压路机（钢轮和胶轮）的最大吨位及压实机具数量，通过试验路段测定的碾压遍数、组合方式等进行全面分析，找出原因进行整改，然后再取样并重新试验。一般地，通过试验路段2-3次试验检测调整，就能得到满足压实度规定值条件的压实机具组合方式、碾压遍数、松铺厚度、混合料摊铺温度、含水量控制等施工时的直观控制指标，为大范围大批量施工提供质量管控数据。其余检测项目为厚度、宽度、平整度等指标，操作起来比较简单，一般施工条件下都易于控制。

4交竣工中的试验检测控制

一个成品完工交付使用，施工质量是否达到设计要求和规范规定,需要对成品各项性能和有关参数及时检测,发现问题,及时调整。完工后应严格按照相关标准做好检测评定，主要检测指标为平整度、压实度、弯沉、渗水系数、厚度等，通过钻芯取样+室内实验分析、现场测试等手段对完工工程做出科学、合理的评价，并判定该项工程是否达到预期设计效果。

5运营期的试验检测控制

公路运营期间，每年要定期组织公路技术状况的评定，通过现场检测路面平整度、路面破损率、车辙深度、抗滑系数等指标对公路的运行技术状况做出合理、科学的评价。对病害严重的公路通过钻芯取样+室内试验分析来检测公路路面结构的完整性和强度指标，进而判定公路路面在行车荷载作用下的工作状况，为来年的养护投入或维修提供科学决策的依据。综上所述，随着对公路服务水平要求提高，以及公路全寿命使用周期提出，试验检测并不局限于工程质量的管控，而是成为建设、管理、运营、养护、决策等各个环节不可或缺的重要技术手段。因此，要确实从全寿命周期理念出发，切实加强试验检测工作，充分发挥检测效能，促进公路建设迈上新的台阶。

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作者:杨进才 单位:甘肃省临夏公路局