沥青路面施工回弹模量及弯沉指标相结合的质量控制分析

董 嫚

（贵州省公路工程集团有限公司,贵州 贵阳 550001）

0 引言

沥青混合料拌和、运输、摊铺施工阶段，受多种因素耦合作用，易发生不同程度的沥青混合料离析现象，诱发车辙、泛油、开裂、坑洞等质量病害，而国内现有沥青道路施工规范、质量评定标准中缺乏沥青混合料离析检测、评定标准[1]。道路弯沉测试是检测道路施工质量的重要方法，混合料离析对材料模量差异具有重要影响。基于此，该文依托某高速公路工程，运用室内试验与现场试验的方式，建立回弹模量与弯沉相结合的沥青路面质量动态控制模型，具有十分重要的现实意义。

1 路面施工的控制指标

1.1 施工质量管理方法

道路工程具有流动性、单体性、综合性特点，施工阶段可通过强化关键工序、核心施工参数控制，实现对道路工程整体质量的有效控制。道路工程建设领域，尤其是质量管理工作，应用最多的为“三阶段控制”理论和方法，该理论核心为事前、事中和事后控制。“三阶段控制”理论是工程建设管理中多次出现的方法，该管理方法与全面质量管理类似，突出动态管控思想，服务于建设质量提升。

事前控制主要采取预控措施，施工单位于施工前，全面了解项目施工情况，评估影响质量的因素，制定控制措施、计划，做好相应预案，从组织、技术、经济等方面做好准备工作，保障工程顺利实施，为项目建设质量管控奠定坚实的基础；事中控制即施工过程中实施质量控制工作，该过程共有两种类型，为质量责任人自发实施的质控措施以及其他监督。上述两种措施类型中，自行控制更为关键，整个施工过程以此类措施为主，自我控制贯穿施工全程，通过自身管理措施主动约束施工行为，提升施工质量，完成施工任务，并达成既定质量目标；事后质量控制也被称为被动控制措施，其于事后实施。主要措施为评定工程质量，开展纠偏措施。该措施于项目竣工或工序完工后实施质量评定活动，评判工程质量情况，了解是否符合国家质量标准，如质量不足或存在偏差，则需评判偏差是否可控，是否在误差范围，如偏差较大，则应实施系列纠偏措施，将质量偏差纠正。

现阶段，国内道路设计、施工规范普遍以设计弯沉作为道路施工质量控制指标，其能够较为准确、全面地反映道路结构强度，相较于道路弯拉应变、土基顶面压应变等指标，具有观测简单、实操性强等优势[2]。

1.2 结构层不同龄期的弯沉测试

现行沥青路面设计、施工规范以道路工后特定龄期设计弯沉值为道路质量验收指标。以某高速公路为案例工程，选取27个测点，分别测定基层17 d、25 d、32 d、64 d龄期，下面层在7 d、17 d、25 d龄期弯沉值，结果分别见图1、图2。

图1 不同龄期基层实测弯沉

图2 不同龄期下面层实测弯沉

由图1、图2可知：①工程基层、下面层结构弯沉随龄期增加而降低；②各测点材料来源相同，弯沉测试间隔时间较短，可知混合料离析是造成道路各测点弯沉差异的主要原因。

2 施工质量动态控制

2.1 质量控制图

通过采集道路施工数据绘制质量控制图，可较为准确地评价道路工程施工质量，反映各工序质量弊病[3]。

2.2 弯沉动态控制

案例工程下面层控制图参数结算结果见表1。

表1 下面层控制图参数计算结果

2.3 弯沉随龄期的变化规律

（1）由图1、图2及现场实测弯沉数据可知，道路各结构层弯沉值与其施工龄期有关。由各结构层不同龄期弯沉数据，可拟合出道路各结构层弯沉随龄期变化关系式，见表2。

表2 各结构层弯沉随龄期的变化规律

（2）将各结构层施工龄期代入拟合公式，可算得相应结构层各龄期弯沉值，结果见表3。

表3 各结构层不同龄期弯沉标准值

（3）施工阶段通过对比各结构层相应龄期实测弯沉与标准弯沉值偏差，可及时发现结构层质量问题。

3 高速公路沥青路面施工质量监控分析

某高速公路工程，沿线场地土体潮湿、施工周期较短，工程交付运营不久便出现较为严重的沉降变强、开裂等质量病害。为消除道路沉降及继发病害，道路路基、底基层、基层施工阶段，就采用弯沉测试控制各结构层施工质量[4]。

3.1 原材料控制

引起道路各结构层实测弯沉值偏差过大的主要原因有路面温度、湿度、材料参数等。

（1）粗级料在沥青混合料摊铺碾压后，相互嵌挤形成骨架结构，决定了沥青路面结构刚度、强度性能。初级料一般选用质地坚硬、耐磨性强的碎石，保证路面承载力性能。

（2）面层混合料摊铺施工阶段，粗级料在高温状态下受压实设备碾压作用，易发生破碎现象，为保证道路中、下面层结构层高度，需要考虑粗级料高温压碎指标。

（3）细集料起到填充粗级料间隙、改善沥青薄膜分布等作用，可以粗集料、沥青胶结料配合形成沥青路面宏观构造，一般要求其干燥、洁净、含泥量达标[5]。

（4）沥青胶结料起到胶结作用，其技术指标对沥青路面强度、水稳定性、温度稳定性等具有重要影响，其技术指标应符合相关规范要求。

3.2 弯沉监控布置方案

测点布设间距为20 cm，其中测点1~3布设在路面结构一上；测点4~6布设于路面结构二上；测点7~9布设于路面结构三上，弯沉测试采用贝克曼梁法，回弹模量测试采用承载板法。

3.3 测试结果分析

分别测试3种路面结构精加工层、低基层、下基层、下面层、中面层、上面层的弯沉、回弹模量数据，结果见表4和表5。

表4 各结构层承载板回弹模量测试

表5 各结构层回弹弯沉测试结论

由表4可知：①精加工层一、二、三结构层各测点回弹模量均值为265.2 MPa，标准差为49.85 MPa，符合规范要求，路基施工质量良好；②底基层强度符合设计要求，但其9个测点回弹模量标准差为150.7MP，离散性较大，耐久性、稳定性不足，易发生早期病害；③下基层结构一回弹模量离散性较大，不符合规范要求；结构二、结构三回弹模量离散性较小，满足规范及设计要求；④下面层顶回弹模量均值为5 942.9 MPa，标准差为145.8 MPa；⑤中面层顶结构一回弹模量标准差为469.7 MPa，离散性较大，不符合设计要求；⑥表面层测点3处回弹模量离散性较大[6]。

表5可知：①碎石精加工层、底基层弯沉值离散性较大，表明两结构层施工质量受路基施工质量影响较大；②各面层回弹弯沉测试结果差异较小，表明弯沉值无法全面反映道路施工质量，结构层需采用回弹模量评价其施工质量，实现对道路施工质量的有效控制。

4 结论

该文依托实体工程，运用现场测试和室内实验的方法，研究了沥青道路各结构层弯沉指标随着施工期间变化的关系，提出了沥青路面施工回弹模量及弯沉指标相结合的质量控制措施，结论如下：

（1）沥青路面各结构层弯沉值随施工龄期延长呈减小趋势，且各测点弯沉实测值受测点分布、材料均匀性影响表现出较大的差异性。

（2）以结构设计弯沉作为沥青路面结构层施工质量控制指标，可通过各结构层弯沉随龄期变化关系式，计算其相应龄期的弯沉数据，控制道路施工质量。

（3）部分结构层无法单独通过回弹弯沉评价结构层施工质量，可配合相应结构层回弹模量指标，实现对道路结构层施工质量的整体控制。