提升高速公路沥青路面施工质量的技术要点分析

黄 鑫

（大成工程建设集团有限公司，福建 厦门 361000）

1 工程概况

本合同段位于三明市三元区境内，总体走向为自南向北，路线起点桩号K218+571 接YB4 合同段的终点，终点接已建成的三元（莘口）至明溪（城关）段畔溪枢纽互通，桩号K247+981.236，与长深高速公路相接，合同段路线全长约29.41km。主要施工内容为路面、交安设施、绿化、通信管道、桥梁伸缩缝及声屏障等分部分项工程。

2 沥青路面质量提升目标

高速公路路面工程交工验收前实现“五个百分百”，即“沥青压实度、弯沉、平整度、横向力系数、上面层厚度”等五个指标合格率100%，竣工验收前实现路面弯沉检测合格率100%，车辙、构造深度、横向力系数及平整度检测合格率达到90%以上。实现莆炎高速公路YB5 合同段路面工程主要控制指标稳定、可靠、均衡，认真落实高质量发展要求，全面提升路面工程实体与外观质量。

3 提升沥青路面施工质量的要点

3.1 加强材料管控工作

根据本工程设计及规范文件要求，为了保障沥青路面使用质量，延长使用寿命，项目部从材料选择、加工工艺、过程检测、材料存储等四个方面入手，严格控制原材料质量。

3.1.1 材料选择

在施工准备阶段，项目部对周边潜在料仓进行全面地摸排调查，试验人员取样送检，保证所选材料各项指标满足相应的技术要求；建立材料管控机制，签订保供协议，确保料源稳定、充足。考虑到碎石质量的稳定性，减小各档料规格、尺寸的波动，项目部仅选用一个碎石加工场供料，使用单一料源。

3.1.2 加工工艺

使用圆锥式破碎机加整形机的联合筛分设备，采用“三级破碎、三级筛分”工艺技术进行生产加工。同时严格进行干式除尘和粗集料水洗，严格控制筛网尺寸，确保级配符合设计及规范要求[1]。

3.1.3 过程检测

安排专职试验员负责材料质量检测、验收工作，不定期到破碎场进行巡视，监督、检查破碎质量，同时严格按频率对进场材料进行检测，确保进场材料各项指标符合设计及规范要求。原材料质量控制采取一票否决制度，一旦试验室出具不合格报告，不合格材料必须清场处理。

3.1.4 材料存储

原材料存储场地按要求进行硬化，设置排水沟，隔墙高度应满足相关要求，料仓顶部搭设遮雨篷，防止粗、细集料遭雨淋，确保料仓风干效果良好，严控集料含水量。

3.2 设备局部创新改造

3.2.1 碾压设备改造

对双钢轮压路机通过加设挡板的措施限制快档位使用，限制压路机碾压速度，保证达到预期压实功效。

3.2.2 沥青摊铺机边部拓展装置改造

为避免摊铺机剐蹭边部混凝土结构物，以往在摊铺过程中，摊铺机需与结构物间保持5～10cm 距离，边缘采用人工填补方式施工，不仅留有一定的安全隐患，同时也间接影响了现场的摊铺碾压效率及平整度控制，本项目对沥青摊铺机进行了相应改造，加装了边部拓展装置，提高了现场施工效率以及边部平整度控制[2]。

3.2.3 车载式抛丸设备的应用

车载式抛丸设备采用抛丸装置和吸尘系统一体化设计，去除了传统手扶式抛丸设备的除尘连接管，吸尘器带有自动反吹系统，保障了设备的连续工作能力，具有适合大面积平整作业，辅助人员少，效率高，抛丸效果好等优点。

3.3 严格执行路基验收移交程序

本项目路基移交通过四方联合检查进行，确保连续移交长度和通行条件满足路面施工需要，同时严格按照设计及规范要求对弯沉、压实度、标高、横坡度、平整度、宽度等主要指标进行检测验收。对于软弱路基、三背、桥头、伸缩缝、特殊桥梁（悬浇桥、钢桥面）、长隧道等关键点进行全覆盖检测，消除因工作面问题造成早期病害（如不均匀沉降造成路面开裂、桥头跳车等）。

3.4 引进信息化监控系统

传统的沥青路面施工试验一般是在施工成型后进行检测，检测相对滞后导致发现问题后返工处理难度大、成本高。本项目采用沥青路面施工信息化监控系统，适时监控施工过程及施工质量，全面提升质量的信息化管控水平。

路面施工信息化监控，是指在施工过程中对混合料“拌和—运输—摊铺—碾压”的全过程智能管控。全过程智能管控系统采用GPS、RTK 定位设备，通过混合料全过程定位、机械定位及碾压定位，实现后场监控前场，适时得出每车混合料的实际摊铺桩号、混合料各项拌和指标，并对偏离较大的混合料进行短信报警，从而实现路面施工质量全程可追溯，加强了施工过程中的质量控制，有效提高路面施工质量，延长路面使用年限[3]。

3.4.1 拌合模块

通过终端对拌合站生产数据包括矿料级配、沥青用量、拌合温度、拌合时间等参数进行实时采集、上传、分析，比对系统预设的标准配合比以及偏差率报警等级，对混合料生产参数进行有效监控和预警，第一时间报告管理人员超出限度信息，并对其实施预警管理操作，并将超标信息查询出来。多个管理层级都可实施统计分析操作，如沥青混凝土总产量、超出限度产量、超出限度比例。由试验室借助热筛分等方法重复审核混合料级配偏差，调整生产配合比例，使其接近最优配合比。

3.4.2 运输模块

车辆运输监控系统是对沥青、沥青拌合料等运输车辆的信息进行记录和识别，是通过卫星定位和RFID 射频技术，对混合料运输过程进行数据采集、监管。实现后场拌合、运输，前场摊铺施工各环节间的数据共享，使沥青路面施工前、后场衔接联系更为紧密，提高了沥青路面施工质量以及工程管理效率等。该系统通过收集、存储车辆行驶轨迹、装料时间、出场时间、卸料时间等多重数据信息，对材料的运输周期进行记录，管理人员只需在办公室打开系统就可以了解车辆运输的详细信息，通过系统平台就可以达到对混合料溯源和运输监控、管理的目的，系统还具备运输路线回放、混合料溯源功能。

（1）射频识别技术的应用。将电子标签卡RFID 安装在车辆上，同时将对应阅读器安装在出料口和摊铺机上，借此可以传送相应信息到数据库。进而应用4G 或5G 移动网络，对车辆运输时间、周期等实施有效监控，将各车辆混合料摊铺桩号定位出来，保障路面施工质量的追溯[4]。

（2）GPS 定位系统的应用。将GPS 定位系统安装在车辆上，能够针对运行中的车辆实施定位操作，在控制平台就可接收运输路线、车辆位置信息等。

（3）车辆轨迹电子围栏报警系统的应用。该系统可以实时动态监控运输车辆状况，同时采集车辆各种信息，如地点、时间、重量、油量、报警情况等。系统上一旦有二级预警出现，表明车辆怠速达一定标准，将电子围栏设置在运输途中之后，如果车辆将电子围栏突破，就会发生一级预警，见图1。

图1 电子围栏（样图）

3.4.3 摊铺、碾压模块

通过将无线传输设备、摊铺测厚雷达、力学传感器、温度传感器、GPS 定位装置等相关设备安装在沥青混合料摊铺机以及压路机关键部位上，通过专用软件系统实时收集、存储现场施工设备运行工况数据，数据包括但不仅限于摊铺速度、摊铺温度、摊铺厚度（松铺厚度）、碾压速度、碾压温度、碾压遍数，并形成图形化的数据呈现，使现场技术人员做到作业过程的实时性查看管理，以简单易懂的图表形式反映当前作业面的施工数据，可以有效地反馈当前路面施工作业面中的重要数据参数，通过实时数据汇总与路面试验段施工工艺参数的对比进行施工质量的监控和智能化施工引导，并实现对不合格的数据进行实时报警，实现对路面摊铺碾压工艺质量的过程控制，为路面摊铺碾压的高品质施工提供保障[5]，见图2。

图2 摊铺厚度汇总图表

3.5 自动化质检仪器应用

项目部引进新型试验检测设备，提升路面检测自动化程度，尽可能地使试验检测工作无损、快捷、高效、精准，预防或消除施工阶段的质量隐患。

3.5.1 SBS 含量检测仪

应用红外光谱沥青快速检测法检测新出厂沥青，逐车检测，确保沥青高温稳定性及软化点达到设计及规范要求，从根源上对改性沥青质量进行管控。

3.5.2 自动化渗水系数检测仪

自动化渗水系数检测仪可自动定位检测桩号位置、一键启动测量、自动计时、自动测量液位变化量、自动计算渗水系数，有效规避人为计时及目测渗水量的误差。

3.5.3 压实度无损检测仪

通过对无损压实度检测仪器的应用，对压实度数据进行动态化检测和验证，促进测量质量和效率的提高。

3.5.4 其他现场质量检测设备

配备齐全各种功能的检测仪器，如镀锌测厚仪、板厚检测仪、标志标线逆反系数检测仪，全覆盖检测交安设施材料，如钢护栏立柱、反光膜、涂料标线等。

3.6 接缝处置措施

3.6.1 纵缝

为了避免在施工过程中产生纵向冷接缝，项目部采用单台摊铺机全幅施工一次成型，同时保持横坡、高程的准确度，并且严格按照要求规范碾压。如果施工中加宽段有冷接缝产生，需应用切割机切直纵缝，同时喷涂少量粘层油。上下层纵缝间距不小于20cm。

3.6.2 横缝

处理横缝时应用以下方法：下面层施工横缝采用斜接缝方式，搭接长度是0.4～0.8m。搭接施工前，需清理干净搭接位置，同时喷洒粘层油。上面层施工横缝采用垂直搭接方式，搭接施工前，使用3m 直尺对接头位置平整度进行检测，切除厚度、平整度不满足要求的端头部分。然后将粘层油均匀涂刷在断面表面，同时利用摊铺机送料到断面处，开展预热工作，清除余料后再开展摊铺碾压工作。

开展碾压工作时，应用双钢轮振动压路机横向实施碾压操作，将供压路机行驶使用的垫木放在碾压带外侧，碾压时压路机重心应位于旧混合料层上，且新铺混合料层宽度必须小于20cm。完成一次碾压工作后，向前移动20cm 重复以上碾压操作，一直到压路机全部位于新铺层上碾压为止。上下沥青层和相邻两幅的横向接缝距离需大于1m。

处理临时施工缝需采取以下措施：（1）全部摊铺完摊铺机料斗中的余料后，需抬起摊铺机熨平板，驶离现场；（2）应用3m 直尺完成检测工作后，组织工人切割施工段端头部位，使其形成垂直平面；（3）使用与成型路面等高的型钢支撑好断面，实施碾压操作，完成碾压工作后，将型钢移除，保护好断面位置；（4）待混合料运达现场后，参照上述方法处理横向接缝。

3.6.3 桥梁伸缩缝位置施工处置

当桥梁临时伸缩缝标高偏差较大时，应先行处理临时伸缩缝后再进行摊铺，具体分为偏高和偏低两种处理方式。若高度高出桥面2cm 以上，则采用铣刨机铣刨处理或人工凿除；若高度低于桥面2cm以上，则采用人工配合3m 直尺找平处理，尽可能做到与桥面铺装层齐平。

严格控制型钢和混凝土标高，原则上以略低于沥青路面1mm 控制，严禁高出沥青路面。

4 结束语

综上所述，当前沥青混凝土路面已经广泛应用于我国高速公路中，考虑其施工质量受影响因素比较多，因此，应加大管理力度，要求施工人员要善于思考和总结，同时不断引进新工艺、新技术、新设备、新材料，加强施工过程控制，及时采取纠偏措施，克服各种不利因素，提高沥青路面施工质量。