瀝青路面的施工問題論文
[論文關(guān)鍵詞]瀝青路面施工
[論文摘要]瀝青路面在我國的道路中，不論在用途上，還是在數(shù)量上都占有極其重要的地位，所以對(duì)瀝青及其混合料的進(jìn)一步研究，以修筑性能優(yōu)良的瀝青路面越來越受到研究者的重視。如何提高瀝青路面的使用性能已成為道路工作者的重要課題。
一、瀝青路面的施工現(xiàn)狀
由于瀝青路面具有表面平整、無接縫、行車舒適、噪音低、施工期短和維修方便等優(yōu)良特性，當(dāng)前世界各國的高等級(jí)公路大多采用瀝青路面，我國也不例外。目前，我國已經(jīng)建成的高等級(jí)公路中有90%采用了瀝青路面。令人擔(dān)憂的是國內(nèi)已經(jīng)建成的多條瀝青路面高速公路出現(xiàn)了嚴(yán)重的早期破壞，通車不到幾年的時(shí)間就出現(xiàn)路面開裂、剝落、泛油、擁包、車轍等早期破壞現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了行車舒適性和行車安全。雖然有很多其他方面的因素，但是瀝青路面施工中過程控制不嚴(yán)格，關(guān)鍵環(huán)節(jié)控制不得力也是造成路面早期破壞的重要原因之一。瀝青路面的使用性能是指路面能提供的行車條件。路面行車使人感覺越舒適，路面使用性能越好。瀝青路面的使用性能除了影響行車舒適性外，還直接影響行車的安全性。路況差，必然增加行駛難度，造成駕駛?cè)藛T緊張，降低運(yùn)輸效率，增加油耗，直接影響交通運(yùn)輸和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，并帶來不良社會(huì)影響。在已建成的高速公路瀝青路面中，大部分路面的使用狀況是比較好的。但由于我國經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較薄弱，高速公路的建設(shè)起步晚，技術(shù)力量的儲(chǔ)備較少。
二、氣候條件及交通情況對(duì)瀝青路面的影響
1．瀝青路面的車轍變形、擁包等主要發(fā)生在夏季高溫情況下，是一種混合料各種成分位置的變化過程。通常情況下，礦料級(jí)配的貢獻(xiàn)率占到60%。瀝青結(jié)合料則提供40%的抗車轍能力。
2．瀝青路面的溫縮裂縫表現(xiàn)為寒冷季節(jié)瀝青混合料的集料之間的瀝青膜拉伸破壞，然后再導(dǎo)致集料的破裂。因此低溫抗裂性能主要取決于瀝青結(jié)合料的低溫拉伸變形性能，瀝青結(jié)合料性能的貢獻(xiàn)率達(dá)到90%。這時(shí)候的混合料非常堅(jiān)硬，混合料的礦料級(jí)配對(duì)抵抗收縮變形導(dǎo)致的開裂無能為力，其貢獻(xiàn)率充其量只有10%。
3．瀝青混合料的水損害是由于瀝青結(jié)合料與集料表面的粘結(jié)力喪失而導(dǎo)致剝離，瀝青混合料的水穩(wěn)定性取決于瀝青與礦料界面的粘結(jié)力，尤其是礦料品種。
4．瀝青混合料的疲勞開裂源于反復(fù)荷載的作用，集料性質(zhì)、礦料級(jí)配、瀝青結(jié)合料的性質(zhì)，還包括路面設(shè)計(jì)都起到重要作用。一般認(rèn)為，瀝青結(jié)合料的作用起到60%。
5．除了抗疲勞及水穩(wěn)定性外，瀝青路面的耐久性還與瀝青的老化速度密切相關(guān)。為了減緩瀝青的老化速率，瀝青混合料的空隙率至關(guān)重要。
6．瀝青路面的表面服務(wù)功能取決于表面礦料(主要是粗集料)的微觀構(gòu)造及宏觀構(gòu)造深度(主要是礦料級(jí)配)、排水能力。
三、改進(jìn)瀝青路面使用性能的途徑
路面使用性能評(píng)價(jià)取決于道路使用者對(duì)路面使用條件的綜合感受，據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查顯示，影響路面使用性能的第一因素是平整度，其次是道路裂縫及車轍。同我國路況實(shí)際情況結(jié)合起來看，影響瀝青路面使用品質(zhì)的主要問題是坑槽、車轍、裂縫，當(dāng)然橋梁伸縮縫安裝質(zhì)量及施工縫的施工質(zhì)量也會(huì)影響行車舒適性，但主要的影響因素來自于前者。分析原因，大致有以下三個(gè)因素影響了瀝青路面的使用質(zhì)量。一是路面設(shè)計(jì)。這里主要指路面結(jié)構(gòu)及厚度設(shè)計(jì)。瀝青路面的結(jié)構(gòu)及厚度設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)氣候條件、交通荷載、地理?xiàng)l件、材料供應(yīng)等因素根據(jù)計(jì)算理論得出。目前我國的瀝青路面設(shè)計(jì)大部分可稱之為模式化設(shè)計(jì)，不同地區(qū)，不同氣候條件，甚至不同交通量狀況，得到的瀝青路面結(jié)構(gòu)及厚度設(shè)計(jì)都是類似或相同的;二是材料設(shè)計(jì)。瀝青路面的材料設(shè)計(jì)(原材料質(zhì)量要求及瀝青混合料配合比設(shè)計(jì))是瀝青路面設(shè)計(jì)、施工中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。而在我國的設(shè)計(jì)文件中，缺乏有針對(duì)性的材料設(shè)計(jì)內(nèi)容，而僅僅是照搬規(guī)范，按中值法確定瀝青混合料級(jí)配。在實(shí)際施工中，施工單位按照設(shè)計(jì)圖紙或規(guī)范推薦的級(jí)配范圍中值法確定瀝青混合料級(jí)配。這樣做的結(jié)果是確定的瀝青混合料的級(jí)配同使用要求不匹配，易形成早期損害。合理的瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)是保證瀝青路面施工質(zhì)量的技術(shù)前提，在配合比設(shè)計(jì)方面，必須擯棄僵化的概念，根據(jù)交通量、氣候等因素，以路面使用性能為基點(diǎn)，有針對(duì)性地進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，才能保證瀝青路面的良好使用性能;三是施工因素。瀝青路面的早期損壞經(jīng)常與使用的材料不好、壓實(shí)度偏低、級(jí)配變異性大、排水設(shè)計(jì)不合理等有關(guān)。要充分發(fā)揮瀝青路面的優(yōu)點(diǎn)，必須有良好的施工品質(zhì)作保障。要確保瀝青路面達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)和路用性能，必須做好施工階段的質(zhì)量控制。影響施工質(zhì)量的因素很多，如原材料、氣候條件、施工工藝、施工質(zhì)量管理方法，尤其是施工過程中的變異性問題等。
四、基于可靠度的瀝青路面施工質(zhì)量控制
根據(jù)公路工程質(zhì)量控制的定義，可以定義基于可靠度的瀝青路面施工質(zhì)量控制為：在施工階段，為了達(dá)到要求的瀝青路面結(jié)構(gòu)可靠度，采取一定的方法對(duì)可靠度的影響因素進(jìn)行控制，藉以提高瀝青路面的施工質(zhì)量。從前面的施工可靠度分析可知，為了保證施工可靠度目標(biāo)值，基于可靠度的瀝青路面施工質(zhì)量控制要對(duì)原材料和施工工序影響可靠度的測試指標(biāo)進(jìn)行控制，并對(duì)這些測試指標(biāo)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以便進(jìn)行質(zhì)量改進(jìn)。
這種質(zhì)量控制方法主要是根據(jù)影響材料質(zhì)量的各項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和工藝參數(shù)在施工過程中的測試數(shù)據(jù)，借助控制圖（管理圖）之類的統(tǒng)計(jì)工具，對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行測試及統(tǒng)計(jì)分析研究，探求測試數(shù)據(jù)的變化原因，對(duì)那些明顯影響質(zhì)量的因素，應(yīng)采取措施加以控制，并不斷建立新的施工標(biāo)準(zhǔn)，來保證今后不要發(fā)生嚴(yán)重的質(zhì)量事故，使施工能長期保持在穩(wěn)定的質(zhì)量狀態(tài)。
ISO9000標(biāo)準(zhǔn)是在總結(jié)國際質(zhì)量管理經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是從成功的管理實(shí)踐中提煉出來的精華，其目標(biāo)是促進(jìn)全面質(zhì)量管理。作為貫穿于ISO9000標(biāo)準(zhǔn)的基本原理之一的質(zhì)量控制原理指必須使影響產(chǎn)品質(zhì)量的全部因素在生產(chǎn)全過程中始終處于受控狀態(tài)。因此基于可靠度的瀝青路面施工質(zhì)量控制的基本原理可概括為：利用瀝青路面可靠度研究成果，使影響瀝青路面結(jié)構(gòu)可靠度的主要因素在施工過程中始終處于受控狀態(tài)。
要保證瀝青路面設(shè)計(jì)可靠度，關(guān)鍵是對(duì)質(zhì)量控制指標(biāo)進(jìn)行控制。質(zhì)控指標(biāo)大致可以分為兩類，對(duì)應(yīng)兩種控制方法。第一類指標(biāo)與施工可靠度概念直接相關(guān)，如土基回彈模量、各層材料回彈模量以及各結(jié)構(gòu)層厚度，可通過建立體系可靠度評(píng)價(jià)模型，計(jì)算不同結(jié)構(gòu)層的可靠度來評(píng)估參數(shù)水平，并通過在后期參數(shù)水平不變的情況下預(yù)算路面可靠度，在當(dāng)前參數(shù)水平不夠的情況，通過對(duì)后繼施工水平的提高，保證路面設(shè)計(jì)可靠度，減少返工，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)控制。第二類指標(biāo)是與施工可靠度概念間接相關(guān)，它們直接影響第一類參數(shù)水平，可以利用常規(guī)控制圖實(shí)現(xiàn)過程控制來控制其變異水平。
五、小結(jié)
綜上所述，較早的路面施工工藝和施工技術(shù)受到強(qiáng)有力的挑戰(zhàn)，我們必須根據(jù)國內(nèi)現(xiàn)有的材料狀況和設(shè)備條件進(jìn)行調(diào)整，利用好國外的先進(jìn)技術(shù)，再加以中國化的運(yùn)用，與此同時(shí)，我們必須針瀝青路面的材料特點(diǎn)進(jìn)行重新而有深入的研究，提高瀝青路面的施工工藝和施工控制方法已經(jīng)迫在眉睫了。
參考文獻(xiàn)：
[1]《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40-2004)，人民交通出版社，2004.
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