沥青路面施工技术研究.docx

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沥青路面施工技术研究

沥青路面施工技术研究

摘要

近年来我国高速公路建设事业得到了飞速的发展，己修筑的高速公路路而中绝大部分是沥青路而，由于车载和超载数量的不断大幅增加，造成了高速公路沥青路而出现较多的早期破坏现象。

因此，为了提高沥青路而施工的质量，延长路而使用寿命，深入的开展沥青路而施工控制研究就显得十分必要。

文章针对我国高速公路沥青路面施工中出现的质量问题，从沥青路面的原材料选用、沥青混合料的拌合运输、沥青混合料的摊铺及碾压几个方面，提出沥青路面施工过程中各工艺流程的质量控制要点。

关键词：

沥青混凝土；施工工序；工艺技术；处理措施

Studytechnologiesofconstructioncontrolofasphaltpavement

ABSTRACT

InrecentyearstheexpresswayconstructioninChinahasdevelopedrapidly.The

vastmajorityoftheconstructionofexpresswaypavementisasphaltpavement.Asfor

thesubstantialincreaseofthenumberofvehiclesandoverloading,theexpressway

asphaltpavementhasmoreearlyfailure.Therefore,inordertoimprovethequalityof

theasphaltpavementconstructionandextendthepavementlife,itisverynecessary

tocarryoutin-depthstudyonconstructioncontrolofasphaltpavement.

Thisstudyaimingatourcountryhighwayasphaltpavementconstructionqualityproblems,fromthesurfaceoftheasphaltmaterialselection,asphaltmixturemixing,transportation,pavingandrollingofasphaltmixture,asphaltpavementconstructionprocessisputforwardintheprocessofqualitycontrolpoints.

Keywords:

Asphaltconcrete;Constructionprocess;Processtechnology;Treatmentmeasures.

1.绪论

1.1引言……………………………………………………………………………………………………………………4

1.2准备阶段……………………………………………………………………………………………………………4

1.2.1熟悉设计图纸，招标文件及合同规……………………………………………………………………………4

1.2.2人员配置……………………………………………………………………………………………………………4

1.2.3沥青混凝土配合比设计…………………………………………………………………………………………4

1.2.4拌和场设置……………………………………………………………………………………………4

1.2.5.设备的安装调试…………………………………………………………………………………………4

1.2.6工作面的提供……………………………………………………………………………………………5

2.铺筑阶段……………………………………………………………………………………………………5

2.1沥青混凝土拌和……………………………………………………………………………………………5

2.2沥青混凝土的运输……………………………………………………………………………………5

2.3沥青混凝土的摊铺……………………………………………………………………………………5

2.4摊铺层碾压…………………………………………………………………………………………………5

2.5施工缝的处理……………………………………………………………………………………………5

3检测及缺陷处理…

3.1………………………………………………………………………………………6

第四章机械设备在沥青路面施工中的质量控制....................................................41

4.1拌和设备...............................................................................................................41

4.2转运车的应用研究...............................................................................................44

4.3摊铺设备...............................................................................................................49

4.4碾压设备...............................................................................................................54

4.5施工机械组合...

4沥青路面的施工工艺…………………………………………………………………………………6

4.1施工质量控制………………………………………………………………………………………………7

4.1.1洒布法沥青路面面层施工…………………………………………………………………………………7

4.1.2热拌沥青混合料路面施工……………………………………………………………………………8

第五章道贺高速公路路面施工质量评价

5.1吸水率对油石比的影响控制与评价............................................................................48

5.1.1变异性参数.............................................................................................................48

5.1.2含水率的变异性....................................................................................................48

5.1.3油石比的变异性....................................................................................................50

5.2集料级配波动控制和评价............................................................................................51

5.2.1下面层级配的变异性.............................................................................................52

5.2.2中面层级配的变异性.............................................................................................53

5.2.3上面层级配的变异性.............................................................................................55

5.3车辙试验分析和评价....................................................................................................56

6、结语……………………………………………………………………………………………………………10

7、参考文献……………………………………………………………………………………………10

1.绪论

1.1引言

目前，我国高速公路沥青路面建设的主要问题表现为早期损坏，如车辙、坑槽、开裂等，究其原因不外乎设计、材料、施工等存在问题。

调查研究及大量工程实践显示，基于疲劳理论的设计规范和设计方法并非主要原因，施工质量的不均匀被普遍认为是主因之一。

通过施工过程的质量控制，是能够减少或避免原材料不稳定、沥青混合料施工不均匀等施工质量问题。

本文以某高速公路为案例，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，沥青拌合楼生产、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、气温较低等于原因导致的温度离析。

显然，仅仅认识到离析问题所在和采取了防止离析的相关技术措施仍然是不够的，还需要有效的检验手段，监控施工质量效果以便及时发现问题、反馈信息和调整相应施工工艺，施工中尝试了无损检测方法激光纹理仪。

1.2研究背景

自1988年沈大高速公路和沪嘉高速公路建成通车，拉开高速公路建设的序幕以来，我国高速公路得到了快速的发展。

1999年高速公路突破1万公里，2002年突破2万公里，2004年达到近3.42万公里，目前已突破4万公里，居世界第二。

如此快速和大规模的建设在世界公路史上可谓前无古人，取得的成就也是举世瞩目、影响深远。

但是，在高速公路建设迅速发展的同时，由于我国公路建设起步晚，技术力量储备不足，一些公路工程的建设水平和建设质量还不理想，其中高速公路沥青路面早期破坏和耐久性不足已经成为影响我国公路健康发展的突出问题。

我国高速公路沥青路面普遍达不到设计使用寿命，一般使用5～8年或3～4年甚至施工完毕至竣工验收期间就出现显著的破坏（如车辙、裂缝、坑槽、泛油、拥包、松散等），严重影响了行车舒适性和安全性，这需要进行大规模的维修，因此造成资金的大量损失，也造成不良的社会影响。

路面早期破坏或耐久性不足的现象固然与许多外部因素有关，比如交通的超载、重载、特殊的地质和气候条件（如不可预见的长期高温）、路面结构设计理论、理念的不完善等。

但很多情况下，路面病害的产生是一些共性的技术因素引起的，其源头在于施工过程中细节的控制，比如，原材料性能不够稳定，进料、堆料、储料不够规范，拌合楼称重、控温装置传感器不精准、不灵敏、施工机械性能不良或操作手不够熟练或施工工艺不合理、层间污染控制不力等等这些细节都有可能造成最终成型后的沥青路面压实度、平整度不佳，路面质量均匀性不良，这些都有可能导致以后路面病害的产生。

从沥青路面早期损坏的现状分析，大部分是因为路面施工质量不均匀而造成的局部损坏，尽管损坏的影响因素众多，但路面局部损坏的普遍性也说明施工质量存在很大的变异性。

沥青路面使用材料较多，需要的机械设备也多种多样，工艺也不尽相同，各条高速公路所处地理位置、气候条件也复杂多变，而且施工过程中原材料质量、混合料级配、油石比、压实度、温度、平整度等存在较大的变异性，这些方面均会影响沥青路面的施工质量。

因此，采取积极有效的预防措施减少路面工程施工质量的变异性是解决路面局部损坏、保证路面施工质量均匀性的重要途径。

另外，目前我国高速公路建设普遍存在着盲目赶工期现象，造成在施工过程中对某些关键环节缺乏有效的控制，导致施工过程失控。

同时，某些施工单位受经济利益的驱使，在机械设备上投入不足，设备性能落后、数量不足，而且施工中还存在有意识按规范中负偏差控制路面厚度的现象，这些都是导致沥青路面早期损坏的原因。

加上路面检测结果的滞后性，上述因素对路面造成后果均无法补救，因此，必须建立完善的质量过程控制管理体系，实现沥青路面施工质量的过程控制。

1.3国内外研究现状

工程质量过程控制是现代工业管理的重要手段，不同于传统的产品质量最终（事后）检验。

它强调生产全过程的质量管理，重视生产过程中各工艺环节顺序对后续工艺环节质量及其对于产品最终质量的影响，强调过程中的质量控制方法与质量保证手段，通过过程控制及时纠正不正确的工艺、剔除不合格或不适用的原材料，并藉此提高最终产品的质量。

就沥青路面全过程质量控制而言，主要分为四方面的内容：

QC／QA体系或系统、评价检测方法、评价检测设备和人员培训。

国际上沥青路面工程质量过程控制通用的做法是建立具有法律依据的质量控制和质量保证体系（QC／QA）。

QC：

英文QualityControl的缩写，其意思为质量控制。

它是指为了修建满足规范要求的沥青路面而开展的一系列工作，包括：

沥青混合料设计、过程控制试验、按业主的要求取样和验收试验（作为确定支付系数的依据）和施工（生产）过程的必要调整。

为了做好QC工作，承包商应该制订和维护好自己的QC系统，以保证材料、产品和交付验收的施工工程满足合同（规范）要求（这里包括分包和外购的部分）。

同时，必须配备有资质的人员担任QC负责人（经理）、试验室试验员和路面质检员。

沥青路面施工过程中质量控制应该是承包商的责任，是否具有质量控制能力是检验承包商是否具备中标资格的重要标准。

QA：

英文QualityAssurance的缩写，其意为质量保证。

它是指为了修建满足规范要求的沥青路面，业主应该开展的一系列工作，主要包括：

制订施工规范和其它相关文件（如“沥青路面QC系统”、“沥青路面施工技术人员资质要求”、“采样频率与采样方法”、“试验方法”等）、开展验证和仲裁试验、竣工项目的验收、制订与工程质量挂钩的支付办法等。

沥青路面施工过程中质量保证应该是业主的责任，一般是通过雇佣专业监理工程师和独立检测机构来完成。

1.3.1国外研究现状

沥青路面以其优越的性能得到全世界范围内推广应用，据资料表明，美国的高速公路约93%为沥青路面，日本的高速公路约94%为沥青路面，全世界范围内约有80%的路面为沥青面层。

美国的国家沥青路面协会（NAPA）出版了许多沥青路面施工技术手册，针对沥青路面各施工环节提出了许多实用的技术控制措施。

美国的各州公路运输官员协会（AASHTO）和美国联邦公路局（FHWA）根据各高校、业界专家的成果，制定纲领性技术指导文件。

各州运输部根据各自的气候、材料等特点制定各州的施工技术规范，从而确保质量控制和质量保证（QC/QA）体系的合理有效性。

1987年开始的美国公路战略研究计划（SHRP），历时五年，其中的沥青研究项目获得的最重要的研究成果是“高性能沥青路面（Superpave）”技术，这项技术对提高沥青路面的路用性能起到了显著的作用。

1996年华盛顿大学的研究人员对温度离析进行了深入研究，发现温度离析对路面施工质量影响很严重，2000年美国的全国公路合作研究项目（NCHRP9-11）“热拌沥青混合料路面的离析”重点研究了沥青路面离析的判别及新型检测方法，认为沥青混合料由于施工过程的离析可以严重影响路面的使用品质，离析严重的路段，材料的回弹模量可以降低50%。

为此，建议采用激光表面构造深度仪评价和控制沥青路面的施工离析，用红外扫描仪评价和控制沥青混合料的温度离析。

压实度质量控制的问题在欧洲研究较多，欧洲人提出连续检测与控制的思想，将压实计装置在振动压路机上，通过信息反馈和智能控制压路机的方法，实现压实质量的反馈控制。

就评价检测方法而言，工程质量的评价检测国际上通常包含四方面内容：

评价指标系统和评价方法的确立、承包商施工水平的评价、基于施工水平的采样频率和采样方法、不合格产品的调整。

沥青路面施工质量评价指标应该是与施工直接相关的，施工过程可以控制的指标包括原材料质量、混合料质量、施工质量等。

关键是如何评价，国外的做法是分析检测数据的离散性、变异性和对最终产品可靠度的影响。

这一点相对于我国通常采用的点点对比判断合格率的做法具有一定的先进性。

随着计算机技术的普及，信息系统和管理系统已经广泛应用于路面施工过程，施工质量的动态化管理已成为大的趋势。

目前国外先进的做法是采用基于施工水平采样频率控制施工质量，即施工离散性大的承包商采样频率也要大，这与我国采取固定频率相比要科学一些。

就检测设备而言，国外已经普遍采取红外摄像来检测温度离析，用探地雷达来检测路面厚度，用落锤式弯沉仪测定路面弯沉、模量，用响应信号的畸变程度为指标评定压实度，这些基本上都属于无损检测。

国内部分省市逐步引进了这些无损检测设备，但大多仍采用破坏性试验检测或无损检测和破坏性试验相结合的手段。

随着高速公路检测速度高速化、检测数量巨大化、检测数据精确化的要求，无损检测技术将在我国沥青路面质量过程控制中有广泛的空间。

1.3.2国内研究现状

国内对沥青路面施工质量的控制主要是从材料选择、配合比设计（目标配合比设计、生产配合比设计、生产配合比验证等）、混合料生产、混合料的运输、摊仍停留在定性分析上，很少对各影响因素进行定量的分析，未对各项检测指标的评价提出科学的方法，未对其进行科学的评价。

因此，对所有影响工程质量的因素的分析，主要是根据经验判断，存在一定的主观性，不能客观地反映各影响因素对工程质量影响的大小、对最终产品质量的左右程度。

另外，我国自改革开放以来，随着高速公路建设规模的扩大，FIDIC、ISO等质量管理体系和方法开始进入中国，道路建设相关人员的质量意识、质量管理素质得到全面提升。

各公路建设项目都相应建立起自己的QC/QA体系，并取得了许多成功的经验，如有些项目强制执行原材料准入制度等，这些成功经验为改善我国沥青路面质量起到了积极的作用。

然而，还有相当数量的QC/QA体系具有地方特色，虽然某一项或几项措施很有特色，作为完整体系的实际运作并不理想，“假数据现象”、“修改标准的现象”严重、依赖个人主观判断的成份过大，所建体系尚不具备真正的管理效能。

国内不少科研工作者也认识到沥青路面施工过程控制对于沥青路面使用性能的重要意义，对一些影响沥青路面使用性能的关键参数（如温度、用油量、级配、压实度等）变异性进行了研究，并提出了很多沥青路面施工过程质量控制的有益建议和措施。

但这些研究大多很分散，研究对象比较单一，更没有建立一套完善的沥青路面质量控制和质量保证体系，因此这仍需进一步的研究和探讨。

至于沥青路面施工过程控制的动态管理模式，国外工业发达国家早在20多年前就相当普及。

当初京津塘高速公路在外国监理的指导下，自始至终很好地使用了这个方法，为施工质量管理起到了很好的作用。

但遗憾的是在京津塘高速公路以后，国内高速公路工程的建设单位和监理鲜有继续采用这个方法，当然这与检测项目的滞后性及地区之间经济实力的差异有关，但根本上还是国内沥青路面质量管理水平的问题。

动态质量管理是过程控制的重要手段，旨在及时发现影响质量的因素，提高施工质量的稳定性，减小变异系数。

例如对沥青混合料或沥青路面来说，离析是产生局部损坏的重要原因，如何发现离析，采取措施提高混合料的均匀性是防止沥青路面早期损害的重要手段之一。

通过动态质量管理可以帮助我们寻找产生离析的原因。

沥青路面工程质量检测与标准化、工程质量过程控制评价体系及对策体系的研究是随着快速、无损检测技术的发展而受到广泛重视的前沿课题。

由于发展时间较短，而我国在路面检测领域基础本来就薄弱，因此，在施工过程中工程质量检测、过程控制方面的成果还比较缺乏，并有待于进一步完善。

1.4研究的目的和意义

高速公路沥青路面工程是一种特殊的商品，承包商是售卖方、业主是收买方。

由于这种商品价格昂贵，工程投资巨大，且具有特殊的公共性和排他性，因此业主（买方）往往是通过招标的方式，选择合适的承包商（卖方）生产这一特殊产品，双方通过契约方式约定产品的数量、规格和质量标准。

由于高速公路路面工程具有排他性，业主在工程完工后，很难有其他可替换的选择（即不可能再修一条高速公路），因此即便承包商生产的产品有一些质量问题（这些质量问题可能不会影响路面的短期性能,但可能会影响路面的耐久性和长期性能），业主往往也只能接受承包商生产的产品。

正是因为高速公路沥青路面具有上述特点，因此，业主不仅需要在路面工程完工后进行竣工验收等质量评价，更要在路面工程承包商确定之前就进行详细的质量策划，将对产品生产的全过程质量控制要求纳入到买卖双方的合同约定中，在路面工程施工过程中通过规范的质量验证，督促承包商及监理做好产品的全过程质量控制工作，对产品出现的质量问题及时进行改进，在产品全部或部分完成后根据生产过程中的质量检查和验证，对产品质量进行评估。

由于沥青路面工程具有很强的专业性和复杂性，而且就目前国内的情况而言，处于公路建设高峰期的业主任务都非常繁重，仅凭借其自身的技术力量要很好的完成上述质量监控工作难度很大，需要引进有实力的路面技术支持单位，协助业主完成对路面工程的全过程质量控制。

当然，目前这种引进技术支持单位协助业主进行质量控制的方式尚未规范统一，各地区都是根据自身的实际情况确定具体的运作模式。

云南省在过去十多年的高速公路建设过程中，已经形成了一套相对稳定的沥青路面质量控制和质量保证体系，这套体系在很大程度上保证了沥青路面工程的质量。

但正如前面分析所述，由于沥青路面技术的专业性和复杂性，由于业主任务繁重、技术力量不充足，因此这套体系还有许多值得完善的方面。

云南新河高速公路地处我国西南边陲，常年处于炎热气候，夏季高温多雨，地理气候条件对于沥青路面非常不利。

如何根据新河高速公路特殊的地理气候条件，根据路面各结构层的功能进行正确设计和施工，并进行有效的质量控制是关系到新河高速公路沥青路面工程是否能获得良好的路用性能和耐久性的关键。

因此，有必要结合新河高速公路沥青路面实体工程，开展高速公路沥青路面工程全过程质量控制研究，以摸索出一套适合云南省实际情况的施工质量管理和控制的体系和办法。

1.4研究的主要内容

1.4.1研究的主要内容

本研究以沥青路面施工变异性分析及质量控制为核心，分五个方面开展研究，一是沥青面层原材料质量控制研究；二是沥青混合料质量控制，从沥青混合料的级配、沥青用量及温度控制等角度开展研究；三是对沥青路面的压实工艺的合理选择方法，压实度及平整度的变异性水平及影响因素进行分析，并提出改善措施；四是对沥青路面的均匀性评价方法进行研究，并建立新河高速公路沥青路面均匀性评价的方法和标准；五是进行沥青路面施工质量管理及控制方法相关研究，以建立适合云南省实际情况的沥青路面施工质量管理体系。

具体内容如下：

1．原材料

1）改性沥青三大指标变异性的分析；

2）集料级配变异性水平、集料级配变异性传递规律及其影响因素分析；

3）粗集料含泥量