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浅析公路工程沥青路面施工技术和质量控制

王智峰 宋清文
  
安家(建筑与工程)
2022年16期
浙江省建投交通基础建设集团有限公司 浙江 310000

摘要:在我国城市现代化的发展过程中,公路工程是重要的环节之一。公路路面的施工质量对我国城市化建设和发展具有重要意义。国民经济快速发展的同时,带动了我国的公路建设,使其得到了空前的发展。在公路建设中,关于路面建设,我国长期以来奉行“强基、薄面、稳土基”的方针。本文主要对公路工程沥青路面施工技术和质量控制做论述,详情如下。

关键词:公路工程;沥青路面;施工技术;质量控制

引言

近些年,随着我国社会经济水平不断提高,公路建设的发展越来越快,但是,现今多数城市主干公路的拥堵现象显而易见,因而在公路建设的不断发展过程中,其各种问题慢慢显露出来,逐渐给人们的日常生活带来了较大的影响。因此,为了进一步提高对我国公路建设进行合理规划,同时能及时应对各种突发问题,不仅应对公路工程进行科学合理的规划设计,更应该严格把控其公路的施工质量和后期的维护工作,并且在各个公路工程建成未投入使用前,必须对其公路的施工质量进行安全检测,进而保证人们的出行安全,为人们的生活安全保驾护航。

1公路工程沥青路面存在的问题

公路工程建设的施工质量对于城市的规划发展具有非常重要的意义,公路路基是公路工程质量的基础,公路路面施工的平整程度对公路使用的舒适性起关键作用。在公路建成投入使用后,其公路路基部位在长时间受到外界车辆动荷载的作用时,极可能会出现公路翻浆、沉陷的现象,影响公路的质量安全,造成这种原因主要包括以下因素:第一,公路路基部位的土质情况对公路的整体质量起决定性作用,如果设计人员在对其进行设计时,未严格依照相关的设计规范,则会导致公路路基的强度过低,进一步造成公路路面出现翻浆、沉陷的质量问题;第二,在进行公路工程的路基施工过程中,施工人员通过利用压路机等机械设备对路面路基进行压实,如果出现公路路基压实效果不佳,影响公路路基的整体强度,进而导致公路路面发生破坏,逐渐演变为翻浆、沉陷的质量缺陷;第三,在对公路进行施工时,如果发现公路路基的土质为软土路基时,设计单位应对公路路基的土质进行更替,清除路基的软土土质,同时,应在公路的路基布置排水措施,防止更替后公路路基的土质受到雨水、污水等的影响,进而导致公路工程出现翻浆、沉陷的现象,影响公路的整体安全质量。

2公路工程沥青路面施工技术和质量控制

2.1路面压实技术的应用

沥青路面压实质量控制是一项重要的操作,目前仍缺乏实时、方便的方法来实现质量控制的目标。基于光纤布拉格光栅(FBG)传感技术的原理和材料稳定性能与变形性能之间的关系假设,提出了一种基于FBG传感技术的沥青路面压实质量控制框架;对复合车辙板内嵌FBG传感器进行了压实和加载试验,根据实验室中的监测指标,对某工程项目实施了质量控制方法,结果表明:光纤光栅传感技术能有效捕获滚动响应信息,当响应信息得到的指标值连续二次趋近于零时,沥青混合料的滚动通道数可以保证沥青混合料满足密实度要求,且实验室试验结果与工程应用数据吻合良好;埋入沥青路面的FBG传感器不仅可以根据不同的FBG传感器响应值识别弱压实区域,还可以用于路面结构性能的长期监测。沈强儒等人基于红外热像仪技术实现对沥青路面压实质量的控制,通过无核密度仪PQI验证了红外热像仪在实际应用上的可行性,研究表明,红外热像仪可以对摊铺施工过程和碾压过程温度监测,反应摊铺质量,并且通过对混合料温度正常区域和温度离析区域对比分析,得出碾压后路面温度与混合料孔隙率线性负相关,与压实度线性正相关,温度正常区和离析区的混合料密度分别大约在2.38g/cm3和2.12g/cm3,反映出了温度离析区路面压实质量相对较差。基于互联网新技术,对沥青材料生产、运输、路面摊铺、路面压实等环节进行数据智能监控分析和数据处理,形成一套完整的质量控制体系框架,顺应信息化时代。

2.2移动荷载作用下组合式沥青路面结构受力分析

荷载采用中国现行沥青路面结构设计所用标准轴载,即单轴双轮组100kN。为降低有限元网格划分难度,将轮胎与路面接触面积简化为矩形,简化后矩形面积为0.184m×0.192m。为实现荷载在路面结构上的移动,首先据轮胎的作用轨迹沿车辆行驶方向设置长6.144m的荷载作用带,然后调用Fortran语言编写的用户子程序DLOAD实现车辆荷载的移动。荷载作用带沿荷载移动方向被均分为96个单元,每个单元长0.064m。各速度下的荷载均从荷载作用带的起点移动到终点,行车速度越快,荷载在轮迹带上移动时间越短。随着行车荷载的驶近和驶离,面层层底拉应变、基层顶面压应力、底基层层底拉应力都在短时间内迅速变化至峰值,而后逐渐向零衰减,且行车速度越慢,路面结构所经历力学响应持续时间越长、波动循环越多,对路面结构受力越不利。行车速度对基层顶面压应力和剪应力的大小及分布影响不大,但面层层底拉应变和底基层层底拉应力都随行车速度的增大而减小,为延缓组合式沥青路面结构疲劳开裂和反射裂缝的产生和发展,可将行车速度控制在60km/h以上。

2.3POD方法

POD方法是一种高效分析多维数据的方法,其从数据本质上提取了一组满足最小二乘意义上能量最优的基函数,在这些基函数中,一般能量最高的几个基函数就已经包含了已有数据的绝大部分本质信息,因此,利用这些少量的基函数和对应的谱系数进行线性组合,即可实现对原有数据的高精度模拟。

2.4沥青路面相变控温技术

沥青路面是国内公路工程的主要路面形式,具有施工工艺成熟、燃油经济性好、行车舒适度高、易于维修养护等显著特点。由于沥青材料的路用性能受温度影响较大,低温环境下易造成沥青材料脆化、裂缝,导致路面材料损失和抗滑能力下降等突出问题,高温环境下易造成沥青材料抗剪性能下降,导致泛油、拥包、车辙等病害出现,严重制约了沥青路面的使用性能和公路服务水平,甚至影响到通行车辆的安全运行。同时,由于黑色路面的吸热性能,也进一步加剧了城市“热岛效应”的恶化。近年来,相关研究人员展开了大量的试验研究工作,通过表面反射涂层反射热量、低热导系数材料阻隔热传导、相变材料储存热量等方式改善沥青路面的温度性能,其中沥青路面相变控温技术由于其良好的控温、调温效果,得到了广泛的关注和研究。不同相变材料的不同掺入量对沥青各主要指标的性能影响差异较大,需要开展更全面的实验研究,总结出性能差异的深层次原因和变化规律,从而进一步优化相变材料的掺入量。相变沥青混合料路面的性能与传统沥青路面材料有一定差异,如何开展有效的结构组合设计,在保证路面结构整体性能稳定的基础上进一步加大相变沥青混合料的实际应用范围。

结语

综上所述,预防公路病害的措施、公路路基的施工要点与公路路面施工质量控制是公路工程施工的关键工作,公路施工单位应严格把控以上几点,同时,在进行公路的施工时,施工人员应严格依据相关设计规范进行现场施工,严格控制公路施工的各个环节,进而提高公路施工的整体质量,进一步推动城市化建设的发展,保障人们的日常出现安全,提高出行的舒适性。

参考文献

[1]卓越.公路沥青路面接缝施工技术的应用实践研究[J].建材与装饰,2020(18):275-276.

[2]陈龙.公路沥青路面施工技术探讨[J].四川水泥,2020(06):49.

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