高原冻土区域沥青路面施工技术及质量控制探析.pdf

37现 代 工 程 科 技Modern Engineering Technology第 3 卷第 4 期2024 年 2 月Vol.3 No.4Feb.2024高原冻土区域沥青路面施工技术及质量控制探析李凯龙中国公路工程咨询集团有限公司，北京 100089摘 要：针对高原冻土区域的特性以及沥青路面施工技术的应用要求，以案例分析的方式对我国高原某冻土区域的沥青路面施工工程展开分析。分别论述沥青路面施工技术及其质量控制的意义、当前在高原冻土区域的沥青路面施工现状，以及其受到的来自混合料老化等多方面因素的影响等，最终提出应用接缝施工技术、碾压压实施工技术等有效施工技术增强施工效果，并强化对施工原材料和使用设备的质量管理，加强检测等措施，为工程整体的施工质量提供保障。关键词：高原冻土区域；沥青路面；施工技术；质量控制中图分类号：U416.217 文献标识码：AAnalysis on Construction Technology and Quality Control of Asphalt Pavement in Plateau Frozen Soil RegionsLi KailongChina Highway Engineering Consulting Corporation,Beijing 100089Abstract:Based on the characteristics of permafrost areas on the plateau and the application requirements of asphalt pavement construction technology,this paper analyzes the asphalt pavement construction project in a permafrost area on the plateau of China through a case study.The significance of asphalt pavement construction technology and quality control,the current situation of asphalt pavement construction in high permafrost areas,and the impact of various factors such as mixture aging on it are discussed.Finally,effective construction techniques such as joint construction technology and rolling compaction construction technology were proposed to enhance the construction effect,and to strengthen the quality management of construction raw materials and equipment,strengthen testing and other measures,providing assurance for the overall construction quality of the project.Keywords:plateau permafrost areas;asphalt pavement;construction technology;quality control作者简介：李凯龙（1988），男，硕士，中国公路工程咨询集团有限公司工程师，研究方向为工程管理。在我国经济欠发达的高原地区，要推动当地经济的发展，建设公路网络是非常重要的一环。只有通过公路建设提高人与货的运输效率，才能为经济发展提供必要的条件。然而，在高原地区的公路建设面临来自自然界的严峻挑战。我国高原地区低温时长长，低温环境下处于冻土状态，覆盖面积广，这决定了当地的公路施工工作将面临更大的困难。公路工程中，沥青公路不可避免地受到外界环境影响，其使用寿命将缩短，后期用于工程维护和管理的成本也将增加，若不予以重视，甚至还会制约当地经济发展。基于此，相关人员必须紧密联系当地的环境，采用先进的施工技术，针对可能存在的问题及时采取有效措施，解决当下所面临的技术与质量问题。1 高原冻土地区沥青路面施工技术及其质量控制的意义1.1 减少安全隐患的产生在我国高原冻土地区，其复杂的地质及恶劣的条件，会直接影响施工方案的制定及其技术的选择和应用。人们需要加大力度做好施工技术的应用和管理工作，特别是针对当地冻土层的实际情况进行专业分析，在获取精准参数数据的基础上调整施工技术应用方案，确保达到施工质量的目标。针对过程中存在的问题，要提出有可操作性的解决措施，最大限度预防安全风险事故，才能真正保证沥青路面的整体结构和质量。1.2 提高道路工程的建设效益要确保施工技术的优势在高原冻土地区沥青路面施工工程中得到最大限度的发挥，就必须建立科学规范382024 年 2 月第 3 卷第 4 期现 代 工 程 科 技38的管控机制。确保施工工作按照严格的要求，对施工各要素进行统筹管控，达到高度契合的程度。还要在施工过程中强化主体功能的重要作用，确保每一个规范制度都得以落实，充分发挥施工管理人员在技术应用和全局把控上的主观能动性，全面提升高原冻土区域沥青路面的施工质量，为当地创造更大的经济收益。1.3 提高沥青路面的结构稳定性我国高原地区的道路建设容易受诸多客观因素的影响，尤其是冻土地区路面结构有严重损伤的风险。针对这些隐患，必须严格遵循道路的施工使用原则，采取规范的施工技术及完善的质量管控方案，最大限度规避道路损坏的风险，积极改善路面结构，从而确保施工质量，使道路工程可以长时间、高负荷地承受通行车辆和自然环境的影响1。2 我国高原冻土区域沥青路面的施工现状分析不同于我国广阔的平原地带，高原冻土地区有较强的紫外线，公路工程沥青路面受到的辐射大。这会导致沥青路面老化的程度加剧，缩短公路使用寿命。此外，高原冻土地区冻土状态时间长，这就需要更久的前期规划，也加大了中期施工的难度，施工团队在完工后往往还要考虑当地季节和气候发生的变化，其可能引发工程物理性损伤，这就加大了路面使用时行车的安全风险。近年来，国家相关部门也加强了对高原冻土地区公路建设工作的重视力度，在先进施工技术方面投入了更多资源和支持，但一些地区依旧受到传统技术或人员经验不足等因素影响，在施工的诸多环节均存在局限，如施工材料、施工设备等，影响整体的施工质量2。为此，相关人员必须重视高原冻土区域沥青路面施工的后期问题，同时要密切联系高原冻土地区的土质特点、外界环境因素影响等现实情况，对其技术的应用契合度再做深度的分析和优化，使其为质管工作的有序进行提供强有力的保障3。3 高原冻土地区路面施工质量影响因素分析3.1 沥青混合料老化问题在我国的高原地区，受到高海拔和强紫外线的影响，当地早晚的温差很大，这对公路沥青路面所使用原材料的性能保障将有直接的影响，即加速其老化。施工原材料的黏附性很强，在恶劣的气候影响和行驶车辆的外力因素下，其本身的结构受到冲击，路损多，于是发生各种裂缝的概率也明显增加，这给车辆行驶和道路使用的安全埋下隐患。3.2 摊铺碾压缺乏精度由于高原地区的土层长时间在0以下的环境中，冻土层的沥青混合原料的特性受到损害。使得整个摊铺碾压的标准在温度影响下难以达成，施工受到诸多因素的影响和限制，沥青温度更是难以达到原预设的平铺效果，严重影响公路工程整体的质量。若未引起高度重视并及时处理，沥青路面还会出现横向裂缝等问题4。3.3 恶劣天气带来不良影响我国高原冻土地区的自然环境较为恶劣，常见雪灾和霜冻，与此同时昼夜温差非常大，公路工程施工过程中难以避免遭遇大风和骤然降温的情况，于是施工材料脆性增加，腐化程度加剧，而使用的设备则可能因低温而无法运行，这都会导致工程项目的工期延迟，施工停滞。且项目受到的自然灾害影响有着持续性的特点，设备使用问题难以在短期内恢复，进一步延长工期，成本增加。4 高原冻土地区沥青路面应用的施工技术分析4.1 混合料配比技术及其应用高原冻土地区在使用沥青路面原料时，要做好前期的制备预拌处理工作，以当地的施工环境为准，控制好材料搅拌的温湿度和时间，此外还要保证使用的混合材料与当地冻土地区的施工要求相符。施工人员还要做好施工现场各场地的区分，及时调节原材料拌和应用装置的参数值，使其满足施工使用需求。另外还要注意其他施工因素的影响。施工管理人员有必要对拌料设施及原料搭配度进行提前的抽样检测，确保抽样检测的结果与施工的需求相符，才能正式开展下一道工序的施工5。一旦出现抽样结果和设定的数值不符的问题，需要更改设置，确保其满足要求。4.2 路面摊铺技术及其应用进入公路工程沥青路面摊铺环节，摊铺机的使用将贯穿全程。施工人员需确保设备使用过程缓慢且匀速，39李凯龙：高原冻土区域沥青路面施工技术及质量控制探析建造科技控制填筑过程为37m/min的标准。摊铺交叉口的路段时，还要将拐角的问题考虑其中，消除拐角给摊铺整体结构产生的影响，这时可派遣有丰富经验的专业人士现场指导，予以保障，根据情况及时调整方案。若发现施工缺口问题而引发摊铺不足，则进行人工找补。做好以上工作后及时加以检查，确保达到各项标准，若发现参数不符，则必须重新开始直到达标为止。4.3 碾压及压实施工技术及其应用在公路工程的施工中，碾压与压实是重要环节，必须充分发挥碾压压实技术的优势，规范设定沥青原料的初压重压参数，预防出现力道不均衡或是压实遗漏问题。碾压过程要确保衔接的连贯，若出现中途暂停的情况，再继续进行碾压时要重新评估停工时路段的震动参数；若行驶中存在变道，那么要对碾压的角度加以调整，才能确保碾压压实工作的统一连贯和稳定。在压实环节，施工管理人员需提前对使用材料配比的数据加以分析，最大限度确保压实的精度，各个参数均需严格控制在一定范围内，才能保证压实的精准度以及路基结构的稳定性6。4.4 接缝施工技术及其应用在进行路面施工过程中，常见问题是路面横向纵向交叉中的缝隙。受到高原冻土环境的影响，横向纵向交叉处缝隙发生的频率非常高，若施工期间温度较低，那么使用材料的温度也将直线下降，必须重视更多可能发生的问题。比如在横向纵向交叉节点中常见的裂缝情况，需要施工人员采用接缝施工技术加以处理，以确保其稳定和完整的结构，而纵向施工环节通常会分配两台摊铺机同时进行工作，保持同向操作，处理缝隙。另外还需注意摊铺混合料使用过程中预留20cm左右空白无须压实。考虑到摊铺机使用过程中道路水平受压影响会有812cm重叠的地方，可通过热接缝的原理和方法再一次对其加以碾压，这样就能很好地解决缝隙问题。再比如，横向的缝隙处理工作需要依靠平接缝的技术，施工人员需借助锯缝机对存在裂缝问题的区域加以切割后，对原有的缝隙进行优化处理，随后及时清除缝隙粉尘杂质，避免内部结构发生破坏7。5 某高原冻土区域沥青路面施工案例5.1 工程概述某国道公路工程为我国高原冻土区域的改建工程，总长度为38.799km，属于四车道一级公路，设计速度最高是100km/h，路基宽度为26m。该地区处于高寒季风气候，常年有8个月处于霜冻期，终霜冻期仅为每年的6月上中旬，时长在90d左右。5.2 该工程施工面临的主要问题及措施首先是施工废物问题，由于沥青混合料的使用过程处于温差较大的环境之中，可能产生较多的废物，导致沥青混合料自身温度降低，结构发生变化，使用时间缩短，而整体的施工质量也将受到影响。其次是施工的质量难以控制，在温度较低的情况下，沥青混合物加工过程会受到影响。这与沥青黏度增加相关，对后续压实的工作造成影响，导致质量下降。针对这些问题，施工人员需要严格控制好施工的时间，抓紧在白天温度相对较高的时段进行沥青路面施工，确保卸料、摊铺及压实的处理以最高的效率和质量完成。若发现天气因素影响较大，则要停止施工。要控制好温度，确保材料在拌和、运输直到最后的碾压全程都能保持1020的温度范围，具体参考表1。还要适当增加压路机的数量，因为在冻土区域冬期施工时沥青路面施工条件受限，为了避免因意外而影响进度，考虑增加压路机同时施工处理，还要注意后续可能出现的路面冷冻问题。在增加比例的同时及时调节混合时间和沥青材料的用量，做好全程的保温工作，注意将车辆覆盖好。在使用摊铺机以前，做好预热工作，确保其温度超过100。此外，酌情利用降黏剂的功能提升压实的精度，避免其过多受到低温环境的影响。施工环节必须将温度的问题作为考虑的重点，施工中适当应用降黏剂以确保沥青路面压实的效果。表1 低温施工对温度的控制要求施工工序改性沥青混凝土（）沥青混合料出料 175185运输到现场 175混合料摊铺 165初压 160复压 145碾压终了 1005.3 沥青路面低温环境施工技术应用首先是沥青混凝土的拌和，这需要确认其配合比是否与相关条件相符，所以要提前做好配合比试验，进行筛分选择。还要保证使用试验仪可正常使用，避免被雨水等环境影响，做好防护措施。骨料等原材料的存放也有较高的要求，依靠专业设备进料，并保存在离地面402024 年 2 月第 3 卷第 4 期现 代 工 程 科 技40一定距离的安全范围内，通常需控制在20cm左右。其次要及时进行水损施工，避免拌和材料长时间与外界空气接触导致质量下降的问题，防止产生渗水现象，注意将体积大的混凝土压碎后再使用，预防灰尘进入其中。还要注意沥青混凝土黏度的问题，采用符合要求的特制材料，达到黏性的要求。再次是沥青路面的摊铺工作，要确保使用的摊铺设备具有良好性能，且能自动对厚度等进行调节，事后注意检查下层质量，一旦不合格不能使用。摊铺过程注意检查厚度和交叉的坡度及平坦度，螺旋分配器中物料高度要在完整螺旋的高度上，确保料斗有1/3物料。施工人员要考虑到机械故障若中断2h以上需要清除冷却沥青并重新铺好路面的情况。最后是沥青路面碾压技术的要求，要确保其平整度，在进行压实施工时必须控制其温度与速度，使用大型运输设备并进行恒温处理。搅拌材料过程中保证沥青材料质量，要严格遵守施工标准拌和混合料，精心碾压确保路面质量。当轴子滚动后通常从下部位置开始，确保驱动轮和摊铺机相对，注意不要随意更改方向和线路，否则会导致纹路破坏，如果明确不能压实，则需及时更改为振动捣。在完成滚动工作后，衔接摊铺机要保持5m以上的距离，所有滚动工序开展前均要与上一工序的滚动位置进行衔接，避免出现较重的车辙。如果需要调整其他的压力通道，那么要先将较冷端的振动关闭，停止轴子后才能开启，在此期间切忌突然停止。另外还要注意不能随意停止滚筒，若需加水操作则要回到成型且较冷的部分，做好衔接工作，以确保施工整体质量的统一。6 高原冻土区域沥青路面施工质量控制措施6.1 施工原材料的质量控制原材料的质量控制是沥青路面施工质量控制的基础工作，施工管理人员从前期的采集、中期的施工应用存储以及后期的运维方面加以控制，做好严格的配比和检测工作，以保证所有原材料的投入使用符合需求。此外还要考虑到经济成本及环境的相关因素，对材料实施精细化管理。比如材料进场时要注意清点数量和检测质量，只有质量合格才能入场。针对道路工程材料耗损严重方面问题，为了不影响进度，可通过随机抽样方法检查，提高效率。进行原材料拌和时要明确其对应的等级，控制好出厂的温度，确保在低温条件下满足施工的要求及效率目标。6.2 机械设备的质量控制投入使用的机械设备也要强化质量的管控，其需要建立在同一性能和类型的设备应用上，并对其高负荷运作和常态化运作的参数加以调整，降低损耗，加强各阶段的运维工作，及时进行维护管理，确保其使用性能得以正常发挥。此外还要考虑高寒地区的使用对设备自身的损耗过大的现实，结合具体的工程量来采购和使用设备，考虑各种突发问题，及时启动备用设备，避免影响原材料的低温凝合而耽误工期，确保使用的延续性和整体的质量。6.3 工程检测工作在高原冻土区域沥青路面的施工工作中，必不可少的一项就是质量评价体系保障。所以必须严格检测量层的质量，加强质量管理，针对各工序的质量都要加以检测和把关，直到达到目标，一旦出现问题必须及时处理，以提高施工管理人员的责任感，确保整体的建设质量。7 结语综上所述，在我国的高原冻土地区进行沥青路面的施工必然是一项困难的工作，其受到自然地质因素的影响，对施工技术的应用要求非常高。这就需要相关人员充分考虑到实际的自然条件，同时结合沥青原材料、施工工艺、设备使用管理等要求，严格制定各项质量管控基准，持续推进质量的管理，最大限度降低各种外在因素造成的风险，这样才能保证高原冻土区域沥青路面施工技术的合理应用，提高工程的建设质量。参考文献1 黄永洪.高海拔地区公路工程沥青混凝土路面质量控制措施J.四川建材,2020,46(4):196-197.2 于幸福.高海拔地区公路工程施工标准及质量控制J.中国标准化,2017,60(14):95-96.3 王树迎.多年冻土地区沥青混凝土路面的设计与施工对策J.交通世界,2016,23(11):68-69.4 吴绪启.高海拔地区沥青混凝土路面的施工技术J.住宅与房地产,2015,11(12):1801.5 陈祥,李鹏飞.高海拔地区沥青混凝土路面低温季节施工技术研究J.道路桥梁,2020,47(8):120-121.6 刘志伟.公路沥青混凝土路面施工技术研究J.黑龙江交通科技,2018,41(11):33-34.7 许秋红.公路沥青混凝土路面施工质量管理J.建材与装饰,2017,2(47):253.