沥青路面技术服务

沥青路面技术服务
一、路面技术服务意义
“十二五”期间，随着我国加大对沥青路面科研的投入，大力推广和应用新材料、新技术以及施工中严格施工工艺、提高控制标准等措施的实施。

目前，一些省已基本解决了沥青路面早期损坏问题，但在国内某些地区，沥青路面早期病害问题依然是路面的主要破坏形式，如松散、网裂、坑洞、局部、严重辙槽、局部泛油、新铺沥青路面的构造深度不均等等，导致一些高速公路沥青路面出现了使用寿命短、早期损坏严重的现象，用户不得不又花费大量的人力、物力及资金进行维修。

这一方面给国家带来了巨大的经济损失，另一方面又给在道路上通行的车辆带来不便。

因此，努力提高沥青路面的质量，延长道路的使用寿命，已经成为行业发展的当务之急。

在质量控制过程中，对业主而言，更多的是需要我们解决施工过程中的问题，提高工程建设质量，帮助提高施工单位的技术水平，实现科研成果的转化。

对施工监理单位而言，要发现施工过程中的问题，及时提出解决措施，促进工程质量的提高。

而技术服务工作体系并不替代监理的工作职责，重要的是提供优质的技术服务与质量保证，它能顺应各方面的需要，对工程质量的提高有着很好的促进作用。

因此，在工程建设及养护过程中推行技术服务工作体系具有重大意义。

二、路面技术服务支撑条件
（1）技术支撑条件
苏交科集团近年来积极从事道路、桥梁新材料和新技术的研究开发与应用，围绕公路、桥梁建设与养护的关键技术组织科研攻关，并将科研成果与生产实践相结合，取得了累累硕果。

近年来承担了高速公路大量的沥青路面科研项目与技术咨询工作，并且参与了交通部新版《公路沥青路面设计规范》及《公路沥青路面施工技术规范》的修订工作。

提出了适合区域的SMA设计方法、级配范围和施工工艺，率先在国内引进SHRP设备并开展了相关研究。

我院有多项科研成果获得省科技进步奖以及国家、部级奖项，连续多年被交通部评为全国先进交通科研院所，2006年设立了交通专业的博士后流通站。

苏交科集团近年来积极从事道路、桥梁新材料和新技术的研究开发与应用，围绕高速公路建设与养护的关键技术组织科研攻关，并将科研成果与生产实践相结合，取得了累累硕果，具备完成沥青路面技术服务的能力。

近年来已累计开展沥青路面技术服务工作24000余公里，积累了丰富的技术咨询经验。

（2）设备条件
苏交科集团具有国家级试验室，具有国际先进的试验、检测设备，可出色地完成设计、技术咨询中的试验、检测工作。

目前试验室具有的常规沥青路面试验、检测设备包括马歇尔试验机（5台）、车辙试验仪（1台）、全自动筛分机（2套）、全套沥青常规指标测定仪器（全自动针入度仪、软化点仪、延度仪、蜡含量仪等2套）等等。

为了更好地完成技术咨询工作，近年来苏交科集团引进了大量试验、检测仪器及试验设备：全套SHRP沥青胶结料试验设备、SST试验机、SPT试验机、UTM试验机、旋转压实仪、大马歇尔仪、英国COOPER气动伺服诺丁汉材料试验机、落锤式弯沉仪、激光平整度等，这些试验设备为作好技术服务工作提供了良好的物质基础。

三、路面技术服务典型项目
四、路面技术服务内容
4.1协助业主建立路面施工全过程质量管理体系
全过程质量管理包括在质量方针和质量目标指导下的质量策划、质量控制、质量保证、质量改进四个部分，全过程质量管理体系见下图。

图4-1 全面质量管理体系框图
其主要工作内容包括：
（1）协助业主进行施工质量策划；
（2）采用抽检方式验证承包商与监理在沥青路面维修过程中QC/QA的执行情况；
（3）提供足够的质量管理手段与方法，协助业主进行沥青路面施工的质量的管控。

在沥青路面施工全过程质量管理体系中质量策划是一项根本的组织活动，贯穿于自设计审查至交工验收的路面施工全过程，质量策划细化并补充与项目相关的国家或行业技术规范、地方性补充技术条款、工程施工图设计等的执行方案，其内容既包括制定质量目标体系、实施规则、技术要求等预先策划，也包括原材
料质量认定、质量检测、中间交验、施工工艺流程审定、质量评定等动态策划，此外还应包括人员培训、技术交流、新工艺与新材料技术研讨等内容。

拟定的沥青路面全过程质量管理体系主要包括以下几个方面：
●详细规定对于承包商人员素质、施工机具、施工组织与质量保证体系的具体要求
施工单位是沥青路面施工的直接实施者，其人员素质条件、工程设备条件、技术水平、项目管理水平等直接关系着沥青路面的施工质量。

从保证沥青路面建设质量的角度出发，有必要针对工程项目的气候、交通、材料、进度要求等特点，对施工单位提出相应的要求。

●关于沥青路面施工质量管理过程中进行质量改进的原则规定
4.2编制路面工程施工指南并进行专项培训
●编制路面工程施工指南
为了确保路面施工和老路维修工程施工质量，本部分工作充分利用其他类似项目的技术咨询经验以及最新沥青路面病害处理的科研成果和实践经验，结合项目的具体条件，提出专项施工技术指南，对沥青混凝土施工过程各环节的工艺要求做出规定，便于各参与单位对路面质量的控制。

为保证施工质量，有必要针对不同的结构层材料制定可操作性强、通俗易懂的施工指导意见，路面施工咨询单位计划为项目制定的专项施工指导意见（指南），比如：
◆《老路维修施工指导意见》
◆《改性沥青混合料AC-20C施工指导意见》
◆《改性沥青混合料AC-13C施工指导意见》
◆《粘层、封层施工指导意见》
●专项技术培训
在项目建设过程中，为提高施工单位、监理单位、现场管理人员在沥青路面施工方面的业务水平，提高沥青路面施工质量，监控咨询单位应根据项目具体进
展安排相应的技术培训工作，主要包括以下内容：
◆集料加工及质量控制培训
◆改性沥青加工及质量控制培训
◆沥青面层维修、拼接施工技术培训
◆中、上面层施工技术培训
◆粘层、封层施工技术培训
◆业主要求的与本项目有关的其他培训工作
4.3路面病害评定与处置方案
●路面病害评定
路面检测多为定点测值，受检测频率和检测位置的影响，部分路面的检测结果与路面实际状况之间可能存在一定偏差，导致了部分设计方案的针对性有所降低。

为了使病害得到有效的处理，在施工时需要对路面实际病害进行详细的确认，在路面技术咨询工程中，全程参与现场路面病害评定。

●路面病害处置方案
根据现场路面病害实际情况及发展情况，在设计的基础上提出路面病害处置方案，必要时调整相应的设计图纸上的维修方案。

苏交科集团股份有限公司拥有较丰富的养护设计经验，在本项目中，将根据路面病害发展程度和具备的施工条件，提出有针对性的路面病害处置方案专项咨询。

4.4路面加铺结构及配合比设计指导和优化
●路面加铺结构优化
设计文件经过审查后，在设计理念和路面加铺结构上一般可以满足项目建设的需要。

但设计文件通常由通用规范来体现设计思想，在指导施工过程中，需要对加铺结构进行必要的细化、优化，甚至是结合现场客观条件进行设计方案的优化。

作为施工咨询单位，可以综合考虑项目特点、施工单位的设备状况、技术水平以及国内外近几年新建沥青路面施工、沥青大中修养护技术发展等，针对设计
文件存在的不足提出优化建议，对路面病害处理方案、结构类型、混合料类型、等方面提供优化、改进的技术支持。

●配合比设计指导和优化
咨询单位对目标和生产配合比设计进行指导。

对拌和站生产参数进行调试，并指导试验段的铺筑。

●目标配合比设计优化和验证
目标配合比设计工作是配合比设计的初加工的过程，设计目的主要是确定符合设计要求的、经济的集料与沥青的混合料，对确定最佳胶结料用量，选择合理的集料比例，验证混合料各项性能具有十分重要作用。

优化的主要内容包括：➢级配设计优化
矿料级配的优化选定。

➢最佳油石比验证
➢混合料高温稳定性能验证：
通过60℃条件下的车辙试验，测试混合料的动稳定度，用以验证混合料的高温稳定性。

➢混合料低温稳定性能验证：
在-10℃条件下，通过小梁弯曲试验测试试件的应变值，评价混合料的低温抗裂能力。

➢混合料抗水损害性能验证：
通过浸水马歇尔试验和冻融循环试验，评价混合料的抗水损害能力。

●生产配合比设计指导
生产配合比设计主要是依据目标配合比设计结果，结合沥青混合料拌和站的机械性能和拌和站料仓骨料的级配组成情况，调试各料仓热料的比例，是配合比设计精加工的过程。

指导的主要内容包括：
➢拌和站生产参数调试
主要包括干拌时间、湿拌时间、骨料加热温度、沥青加热温度的设置，鼓风
大小的选用等。

对于SBS改性沥青混合料，集料加热温度一般为200-210℃，改性沥青加热温度为170-175℃。

一般情况下，干拌时间为5-10秒，湿拌时间为35-40秒，一个拌和周期为50-55秒。

最终拌和出的混合料应均匀、无花白料，温度满足运输、摊铺要求。

➢拌和站振动筛的筛网设置
振动筛筛网设置首先应满足混合料级配控制的需求，同时便于生产拌和，减少等料、溢料现象，使拌和站保持较高的产能。

本项目的热拌沥青混合料主要为AC-20和AC-13两种类型。

为了满足级配的控制和最大程度提升拌和站产量，建议把拌和站的振动筛网设置如下：
拌和站生产AC-20和AC-13混合料所用振动筛筛网网设置如下：
①拌和AC-20混合料所用振动筛网设置方案：
4mm、6mm、11mm、16mm、23mm方孔筛
②拌和AC-13混合料所用振动筛筛网设置方案：
4mm、6mm、11mm、16mm方孔筛
上述筛网设置，满足上、下面层交叉施工的需要，同时可以对4.75mm关键筛孔通过率进行有效的控制。

➢拌和楼流量试验
以目标配合比为基础，通过集料流量试验，确定设定产量下各规格集料的进料速度和各规格集料在热料仓中的分布，为生产配合比提供基础数据，提高生产配合比与目标配合比的适应性。

➢生产配合比级配优化
➢生产配合比最佳油石比验证
➢水损害试验验证
●指导铺筑试验段（包括试拌、试铺）
在进行试验段铺筑之前，需要在拌和站进行混合料的试拌，对拌和出的混合
料进行体积指标、矿料级配、沥青用量的检测，评价是否具备试铺的条件。

当混合料的各项指标达到设计要求时，可以进行试验段的铺筑。

铺筑试验段的咨询工作具体内容如下：
➢协助业主进行施工前技术交底
➢协助施工单位确定试验路铺筑方案
➢指导试验路施工
➢对试验路进行技术总结，提交试验路总结报告，提供正常施工参数
4.5对施工单位进行比对试验及评估
试验室是沥青路面施工过程控制的关键，为了确保监理单位和承包商试验室正常运转，技术咨询单位拟在施工前和施工中对承包商试验室进行评估及相关试验的指导，主要内容包括：
●对试验室的仪器设备进行评价
●对试验人员的操作水平进行评估
●对重点试验的操作流程和关键环节进行统一
●根据业主需要对相关试验进行培训
4.6对原材料（特别是沥青SBS含量）进行检测
原材料是高速公路路面质量的基础，应对原材料的质量严格控制，其技术指标应满足设计（规范）要求，同时应满足经过审核批准的施工指导意见（指南）的要求。

需特别注意的是原材料检测应具有良好的代表性。

原材料质量检测分全套性能检测和施工过程日常抽检两类。

全套性能检测：改性沥青、普通沥青常规全套性能试验；改性沥青、普通沥青PG等级性能检测；集料全套性能检测。

全套指标的检测次数根据质量控制的需要确定，一般情况下，每一个供应商抽检次数不少于2次。

表4-1 原材料质量常规全套检测内容
施工过程日常抽检内容及频率如下表：
表4-2 施工过程日常原材料质量抽检内容
重点检测项目：改性沥青SBS含量。

由于沥青路面具有良好的行车舒适性及其他优点，沥青材料被广泛应用于高等级公路中，但是在沥青材料的使用过程中也暴露出了许多的问题和令人困惑的现象，路面上使用的沥青材料都是经过规范标准检验的，但为什么使用了符合规范的材料路面还会出现众多病害？
为提高沥青路面的高低温等使用性能，SBS、SBR等聚合物改性沥青及乳化沥青越来越多的应用于国内多个工程项目中，为此业主增加了大量的投入，那么高投入是否能获得高质量的路面工程？聚合物改性沥青中改性剂是否与投标承诺一致？
SBS聚合物的含量在很多程度上影响到改性沥青的质量，沥青的质量决定了混合料的质量。

却因SBS聚合物造价较高，沥青供应商可能会偷工减料。

我院拥有国家重点试验室平台，可以准确的检测出改性沥青SBS聚合物的含量，为路面质量保驾护航。

基于维护业主单位的利益，我院根据以往的研究基础，提出对聚合物改性沥青及乳化沥青的新型质量检测方案，以判定沥青材料的质量是否稳定，确保工程
建设质量，为业主单位的决策和判断提供依据。

我国的材料检测规程中，尚没有对聚合物含量的检测，但国外发达国家已关注此事，美国AASHTO规范将聚合物含量的测试方法正式写入，形成T302-05规程，苏交科从2004年即开始关注聚合物含量的测试方法研究。

对于聚合物含量的测试基本原理，近似于对无机结合料中水泥含量的测试，即首先绘制出不同聚合物掺量的标准曲线，对于检测沥青样品通过吸光度换算后获得聚合物的掺量。

在此项检测中，首先需要厂家提供基质沥青及聚合物改性剂，实验室利用高速剪切设备或小型胶体磨，配制不同掺量的聚合物改性沥青，每个掺量的改性沥青进行红外光的扫描，波长范围一般在600-1800cm-1，分别获得聚合物与基质沥青在不同波长的吸光率，进行两波长的波峰值的比值（波面积亦可），得到相对值吸光度，制成标准曲线，示例见图4-2。

图4-2 聚合物测试光谱及不同聚合物含量的曲线图在日常聚合物改性沥青测试中，同样测试聚合物与基质沥青在不同波长的吸光率，计算相对吸光度，利用标准曲线公式，换算获得聚合物掺量。

对于聚合物改性乳化沥青的测试，则需要利用乳化沥青蒸发残留物回收装置将水分蒸馏后，进行聚合物含量的测试。

4.7基质沥青油源稳定性指纹识别专项检测
传统的沥青材料质量检测主要依靠对沥青的物理指标进行测试，如针入度、软化点等指标，来检查沥青材料的质量是否满足要求，是否稳定。

但随着大量工程的建设，道路工作者发现基质沥青的物理检测指标虽然仍然满足要求，但越来
接近控制下限，质量是处于变化中，但缺乏有效的手段评价沥青质量的稳定。

近年来，采用化学分析方法来判断基质沥青质量稳定性成为研究的热点，如采用质谱仪、红外光谱仪等设备进行分子定量、图谱定性判断等手段。

苏交科结合自己研究基础提出“光谱图+组分分析”的方案（指纹识别）来测定基质沥青质量的稳定性。

测试原理：
（1）光谱图分析
每一种物质都有自己固定的图谱，依据沥青不同的分子结构图谱变化来判断沥青质量稳定性，是采用光谱图分析的基本原理。

图4-3 同种沥青操作误差控制到极低水平
图4-3为同一品牌沥青的多次光谱分析图，可看到在规定统一沥青的溶解、压片方法等基本条件后，即使面对成分复杂的沥青材料，依然是有可能采用光谱图对照来分析沥青材料的稳定性。

图4-4则为不同沥青的光谱分析图，从图中蓝色箭头所标可看出，图谱的波峰、波谷明显是不一致的。

图4-4 不同品牌沥青的光谱图对照
光谱图的分析方法主要是通过建立起基质沥青的图谱库，在基质沥青质量检测中通过图谱的重叠对比，察看波峰谷的变化情况，以判断基质沥青的稳定情况。

（2）组分分析方法
采用液固色谱按极性将沥青分为饱和分、芳香分、胶质和沥青质四种化学成分，并计算各组分的化学成分，同样是采用化学手段判定沥青稳定性的方法，由于原油的区别，不同产地的沥青组分区分明显，见图4-5。

图4-5 多个产地的沥青组分分析
沥青组分测试分析方法较为成熟，在《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）中方法编号为T0618-1993，可以对沥青组分进行相对的定量。

通过对测试原理的分析，可看出苏交科提出的“光谱图+组分分析”测试方案，是定性与定量的结合，测定基质沥青质量来源性的手段更为可靠。

无论是质谱仪、红外光谱仪，还是组分分析，均需要一定的数据库，即需要沥青供应单位，将氧化、直馏等多种炼化手段获得的基质沥青送与检测单位，以形成基础的数据库，后期检测中，通过与基础数据的定量、定性对比，以判定基质沥青的稳定性。

4.8层间粘结强度及路面混合料粘结强度与评价
沥青路面是弹性层状体系，其层间结合状态在路面破坏中起关键作用，层间结合好，不容易产生推移和车辙等早期病害。

利用拉拔和剪切设备，进行层间粘结强度的测定与评价，避免层间不连续，保证施工与设计工况相吻合。

路面材料应有一定的强度、刚度和稳定性，重视对路面混合料粘结强度的检
测与评价，保证路面材料的强度。

4.9路面施工质量快速无损检测
为了客观评价沥青路面各结构层的施工质量，施工咨询单位作为独立的第三方对各层位施工过程的质量进行检测和评价，根据检测数据和检测过程中发现的问题对阶段工作进行总结，并提出改进建议。

我院特别重视路面施工质量的快速无损检测。

利用无核密度仪、路面渗水仪、铺沙法等无损快速检测方法。

无核密度仪可以快速检测路面压实度，且对路面无破坏，若检测出压实度不足，应立即增加碾压遍数或调整碾压方案。

重视路面渗水系数的检测，路面渗水系数与压实度有很好的相关性。

路面渗水试验为无损检测，多进行渗水检测，在满足规范要求的情况下减少取芯等破坏性检测次数。

铺沙法检测路面的构造深度，其数据同时反映检测路面摊铺的不均匀系数（离析程度）。

4.10路面施工各环节技术咨询
根据施工工艺，从原材料、配合比、拌合、运输、摊铺、碾压等施工各环节，全过程进行技术咨询。

施工工艺是否合理、施工质量控制措施是否有力是关系到设计意图能否贯彻、质量目标能否实现的重要因素，加强日常质量巡查，及时发现并纠正施工过程中存在的各种不规范、不合理的施工工艺，解决施工过程中暴露出来各种技术问题显得非常必要。

为弥补上述不足，本项目实施过程中，我院将委派有丰富经验的工程技术人员常驻施工现场，协助业主加强日常质量巡查和施工质量控制，并及时高效地解决施工过程中遇到的各种技术问题，及时向业主提交巡查报告。

同时对各标段的沥青面层施工质量进行工程实体抽检，并以周报形式向业主汇报每周沥青路面的施工情况。

施工过程中，技术人员不定期对沥青路面施工情况进行日常巡查，巡查内容包括原材料运输与堆放、拌和楼的运转情况、级配控制情况、温度控制情况、混合料的运输、摊铺、碾压工艺等，同时对施工、监理单位的试验检测情况进行检查，并及时做好记录，对不合理的施工工艺和不规范施工操作应及时指出并向业主汇报，同时还应提出相应的解决方案和措施。

每周根据日常巡查情况，向业主提交周记，周记中对本周沥青路面施工工艺、施工质量、试验检测结果等进行分析与评价。

施工过程中，及时解决业主、施工单位提出的各种技术问题，为业主提供技术支撑工作。

4.11工程质量过程动态监控
派遣有经验的监控咨询人员常驻现场，组成巡视小组，对每天施工的全过程进行质量动态监控。

主要包括以下内容：
●界面的处理：维修后的界面是否清扫干净、铣刨后是否存在夹层、下面
层是否污染
●粘层、封层施工：粘层撒布是否均匀、洒布量是否满足要求、封层是否
满足设计要求
●混合料的拌和、运输、摊铺、碾压各环节进行全过程的施工质量监控
（1）后场施工情况监控：对进场的原材料质量情况、原材料堆放条件、拌和站的运转情况、生产配合比的执行情况、混合料成品质量进行巡查，必要时取样进行相关试验。

（2）前场监控：对沥青混合料的运输、摊铺、碾压工艺等进行全面检查。

主要查看运输保温情况，摊铺温度、摊铺速度控制情况，现场机械是否满足要求，碾压工艺是否正确。

巡查小组每周及时向业主提交施工周报，对本周施工过程中后场拌和楼运行状况、前场摊铺情况及试验检测结果等进行分析总结，对施工质量作出评价，对发生的问题提出改进意见。

周报内容包括：
①本周施工情况
②存在的主要问题
③解决措施、建议
④质量检测、评价
⑤下周工作计划
4.12其他技术咨询工作
（1）料场考察及集料加工工艺优化
在各类原材料中，集料占据了90%以上的比重，集料质量的优劣，对工程质量有着决定性的影响。

选择优质的集料是施工准备工作的重中之重。

为了选取品质优良的集料，监控咨询单位将协助业主和施工单位根据项目特点进行料场考察工作。

料场考察的主要内容包括：
①集料加工厂母材品质调查；
集料母材品质属于资源特征的范畴，直接影响集料的压碎值、磨耗值、磨光值、密度、吸收率、粘附性等技术指标，一但母材品质不良，应放弃该料场。

母材的品质需要从母材的强度、母材的岩性、岩层发育状况等方面进行考察。

②加工设备的配置情况及加工工艺调查；
加工设备和加工工艺决定了集料的级配、颗粒状、含泥量等技术指标。

要生产出本项目所用的集料，一般需要配置两级以上的破碎机生产线，并可将破碎的石料筛分成四档或五档成品集料。

第一级破碎为颚式破碎机，第二级为反击式破碎机，第三级为立式冲击破(整形机)。

生产出的集料规格如下：
AC-20混合料：0-3mm、3-5mm、5-10mm、10-15mm、15-20mm；
或：0-3mm、3-5mm、5-10mm、10-20mm。

AC-13混合料：0-3mm、3-5mm、5-10mm、10-15mm。

考察设备时，需要了解生产线的产量是否满足需求。

③集料成品质量检测；
料场考察过程中，需要对成品料进行全面的质量检测。

当母材品质、加工设。