高速公路瀝青路面建設(shè)質(zhì)量探討

張來順

（黑龍江農(nóng)墾建工路橋有限公司，黑龍江，150030）

高速公路瀝青路面建設(shè)質(zhì)量探討

張來順

（黑龍江農(nóng)墾建工路橋有限公司，黑龍江，150030）

針對(duì)高速公路瀝青路面使用現(xiàn)狀，論述了影響高速公路瀝青路面建設(shè)質(zhì)量的一些問題及由此引發(fā)的思考，以供從事高速公路瀝青路面科研、設(shè)計(jì)、施工等有關(guān)人員參考。

高速公路；瀝青路面

高速公路瀝青路面的建設(shè)質(zhì)量和建設(shè)水平，不僅代表一個(gè)地區(qū)瀝青路面的科研水平、施工水平和建設(shè)管理水平，同時(shí)也代表一個(gè)地區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度，也是一個(gè)地區(qū)重要的對(duì)外形象。我國(guó)高速公路瀝青路面的科研、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、管理等綜合技術(shù)水平近年有了很大提高。然而與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，高速公路瀝青路面在科學(xué)研究、施工組織和建設(shè)管理等方面還存在不少問題，特別是在原材料質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)，瀝青混合料礦料級(jí)配及混合料試驗(yàn)技術(shù)指標(biāo)方面存在明顯的不足。

一、原材料

1、瀝青

瀝青的品質(zhì)是影響瀝青路面質(zhì)量和使用壽命的一個(gè)關(guān)鍵因素。適宜的瀝青不僅能延緩瀝青路面的疲勞、低溫開裂，還能防止瀝青路面因重載和高溫作用產(chǎn)生過深的車轍。選擇瀝青的依據(jù)是：交通量、氣候環(huán)境條件、石料與瀝青粘附性和混合料抗水害試驗(yàn)結(jié)果。依據(jù)的瀝青技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)通常有兩種：瀝青PG等級(jí)和針入度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。目前我國(guó)采用的是瀝青針入度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，然而針入度標(biāo)準(zhǔn)中的一些瀝青技術(shù)指標(biāo)同瀝青路面使用性能的關(guān)系還不是很清楚，因此針入度等級(jí)的瀝青技術(shù)指標(biāo)還需要進(jìn)一步研究。

2、集料

集料是組成瀝青路面的最主要成分。強(qiáng)度高，顆粒形狀好，表面紋理粗糙，級(jí)配穩(wěn)定，各種顆粒比例合理的集料是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)瀝青路面的重要保證。

3、礦粉

礦粉在國(guó)外通常被稱作為填料，適量的礦粉主要是填充混合料的空隙。目前高速公路中應(yīng)用的礦粉通常采用石灰?guī)r磨細(xì)，主要技術(shù)指標(biāo)是細(xì)度、親水性、塑性指數(shù)和含水量。

4、抗剝落劑

為了提高瀝青和石料的粘結(jié)力，增強(qiáng)混合料抗水害能力，通常采用添加抗剝落劑方法。目前高速公路中主要添加液體抗剝落劑。研究表明目前高速公路中、下面層混合料不需外摻抗剝落劑，上面層使用的混合料需要外摻抗剝落劑。這些結(jié)論僅是根據(jù)室內(nèi)浸水馬歇爾試驗(yàn)，凍融劈裂試驗(yàn)和美國(guó)AASHTO T283試驗(yàn)結(jié)果得到的。應(yīng)該探討抗剝落劑在瀝青路面中的實(shí)際應(yīng)用效果，可以在同一施工標(biāo)段鋪筑試驗(yàn)路，長(zhǎng)期跟蹤觀察，真正搞清抗剝落劑的長(zhǎng)期使用效果。但對(duì)這種試驗(yàn)方法之間的關(guān)系還有待作深入細(xì)致的分析研究。

二、瀝青混合料設(shè)計(jì)

1、瀝青混合料設(shè)計(jì)方法

當(dāng)今國(guó)際上最廣泛應(yīng)用的設(shè)計(jì)方法是馬歇爾設(shè)計(jì)方法和Superpave設(shè)計(jì)方法 。應(yīng)該說這二種方法的設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)指標(biāo)從本質(zhì)上來說是相同的，它們共同強(qiáng)調(diào)的是瀝青混合料體積性質(zhì)指標(biāo)。它們的根本區(qū)別是在于瀝青混合料設(shè)計(jì)中試件的成型方法。

2、瀝青混合料級(jí)配優(yōu)化設(shè)計(jì)

高速公路瀝青路面的混合料級(jí)配設(shè)計(jì)原則，主要是依據(jù)規(guī)范規(guī)定取級(jí)配范圍中值的方法，但發(fā)現(xiàn)細(xì)集料偏多，抗車轍能力較低。另一方面由于現(xiàn)行規(guī)范級(jí)配要求易造成各種集料比例不當(dāng)，容易導(dǎo)致瀝青混合料離析，使路面質(zhì)量不均勻。高速公路鋪筑了大量的比對(duì)試驗(yàn)段，從而調(diào)整了級(jí)配設(shè)計(jì)原則。這個(gè)原則的核心是：級(jí)配是通過試驗(yàn)做出來的，而不是通過查表或數(shù)學(xué)運(yùn)算計(jì)算出來的。一個(gè)優(yōu)良的級(jí)配首先是目標(biāo)配合比的各項(xiàng)體積性質(zhì)指標(biāo)滿足規(guī)范要求，其次是這個(gè)級(jí)配施工操作方便，不易離析。

3、瀝青混合料體積性質(zhì)指標(biāo)

瀝青混合料設(shè)計(jì)體積性質(zhì)指標(biāo)是瀝青路面使用品質(zhì)的重要影響因素，瀝青混合料的體積性質(zhì)不僅和原材料、級(jí)配、油石比有關(guān)，還與瀝青混合料的試件成型方法、試驗(yàn)溫度、擊實(shí)（旋轉(zhuǎn)壓實(shí)）次數(shù)緊密聯(lián)系。美國(guó)Superpave設(shè)計(jì)方法的體積性質(zhì)指標(biāo)是從馬歇爾設(shè)計(jì)方法的體積指標(biāo)移植過來的。對(duì)重交通道路來說，采用0.6MPa壓力，旋轉(zhuǎn)壓實(shí)100次的壓實(shí)功大大高于馬歇爾擊實(shí)75次。其結(jié)果是對(duì)于同一瀝青混合料馬歇爾設(shè)計(jì)方法的VMA滿足要求，而Spuerpave設(shè)計(jì)方法得到的VMA過小不滿足要求。因此目前完善了VMA指標(biāo)要求，規(guī)定了VMA的最小值，同時(shí)也規(guī)定了VMA的最大值。

瀝青混合料體積性質(zhì)指標(biāo)中的另一個(gè)重要指標(biāo)是空隙率，我國(guó)現(xiàn)行的瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范和施工規(guī)范對(duì)空隙率的定義要求都不夠明確，嚴(yán)重影響和制約了我國(guó)瀝青路面技術(shù)的發(fā)展。事實(shí)上瀝青混合料目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)時(shí)，要說明最佳油石比對(duì)應(yīng)的空隙率為設(shè)計(jì)空隙率，對(duì)于具體的工程來說，它應(yīng)該是一個(gè)定值。

瀝青混合料飽和度指標(biāo)是可以通過VMA和空隙率計(jì)算出來的，我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的飽和度 70～85%數(shù)值過大，而國(guó)際上大多數(shù)國(guó)家重交通瀝青路面的混合料設(shè)計(jì)飽和度是65～75%。

4、瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)

（1）目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)

瀝青混合料目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)主要任務(wù)是 ，選擇適當(dāng)?shù)臑r青、集料、礦粉和其他原材料，采用馬歇爾試驗(yàn)方法或Superpave設(shè)計(jì)方法，通過室內(nèi)試驗(yàn)確定各種規(guī)格集料的比例、最佳瀝青用量、瀝青混合料體積性質(zhì)和瀝青混合料級(jí)配曲線。需要強(qiáng)調(diào)的是原材料最好從瀝青拌和場(chǎng)取樣，不要從石料加工場(chǎng)取樣，確保集料有較好的代表性。

（2）生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)

生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)是以目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)為依據(jù)，生產(chǎn)配合比的級(jí)配要盡可能同目標(biāo)配合比一致，目前我國(guó)相應(yīng)的規(guī)范沒有說明這兩個(gè)級(jí)配允許誤差，在這方面還需要做些工作。目標(biāo)配合比確定的各料堆比例是生產(chǎn)配合比進(jìn)料的依據(jù)，這一點(diǎn)應(yīng)該引起高度重視。生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)另一個(gè)關(guān)鍵是混合料的體積性質(zhì)指標(biāo)要與目標(biāo)配合比相接近。

三、瀝青路面施工

適宜的原材料，正確的目標(biāo)配合比僅是生產(chǎn)合格瀝青路面的前提，只有精心組織瀝青路面施工，才能確保瀝青路面的質(zhì)量。影響瀝青路面施工質(zhì)量的關(guān)鍵工序有拌和、運(yùn)輸、攤鋪和碾壓。

（1）瀝青混合料的拌和

瀝青混合料的拌和主要是根據(jù)生產(chǎn)配合比確定的集料、礦粉和瀝青等原材料比例拌制瀝青混合料。在生產(chǎn)過程中需要嚴(yán)格控制各種原材料的用量和溫度。實(shí)踐表明，每天上、下午各進(jìn)行一次抽提試驗(yàn)和馬歇爾試驗(yàn)是非常必要的，試驗(yàn)結(jié)果可以用來指導(dǎo)拌和樓瀝青混合料的生產(chǎn)。

（2）瀝青混合料的運(yùn)輸

瀝青混合料的運(yùn)輸過程需要注意的是：確保瀝青混合料不產(chǎn)生過大的溫度離析和骨料離析。防止骨料離析關(guān)鍵在于瀝青混合料裝入運(yùn)輸車時(shí)要嚴(yán)格注意裝車順序，在運(yùn)輸車卸料過程中要注意車身抬起的高度。防止溫度離析，關(guān)鍵要覆蓋好瀝青混合料。目前一些發(fā)達(dá)國(guó)家為了避免瀝青混合料的骨料和溫度離析，采用中間拌和車。對(duì)這種設(shè)備的作用我們有必要進(jìn)行考察。

（3）瀝青混合料的攤鋪

瀝青混合料攤鋪要注意以下幾個(gè)方面：攤鋪機(jī)寬度，合適的攤鋪寬度以1個(gè)車道（3.75m）到2個(gè)車道（7.5m）寬為宜，過寬容易產(chǎn)生離析；攤鋪機(jī)料位器高度以2/3為宜；盡量減少攤鋪機(jī)收料斗攏料次數(shù)以減少離析；保證攤鋪機(jī)料斗車的料位高度不低于車廂深度的1/3。

4、瀝青路面的碾壓

瀝青路面的碾壓是瀝青路面施工最后一道工序也是最關(guān)鍵的工序，黑龍江高速公路指揮部在總結(jié)前期高速公路施工經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，認(rèn)識(shí)到壓實(shí)度對(duì)瀝青路面質(zhì)量有決定性的影響，提高了路面壓實(shí)度的標(biāo)準(zhǔn)，增加了壓路機(jī)的壓實(shí)功能，在碾壓過程中嚴(yán)格控制壓路機(jī)的速度，起到了明顯的效果。

5、試拌和試鋪

試拌和試鋪是決定瀝青混合料配合比是否使用的決定步驟。為了確保試鋪的成功，在試鋪前一定要進(jìn)行試拌。試拌時(shí)要進(jìn)行抽提試驗(yàn)，確定拌和樓瀝青計(jì)量準(zhǔn)確度，級(jí)配控制是否滿足要求，試拌的瀝青混合料體積性質(zhì)是否滿足要求。試鋪主要是檢驗(yàn)混合料拌和、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓是否能滿足要求，因此必須充分做好試鋪前的準(zhǔn)備工作，確保試鋪一次成功。

四、瀝青路面的質(zhì)量檢測(cè)和質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

加強(qiáng)瀝青路面的質(zhì)量檢測(cè)是提高瀝青路面質(zhì)量的有效手段，制定合理有效的質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)瀝青路面的重要保證。

1、瀝青路面的質(zhì)量檢測(cè)

瀝青路面的質(zhì)量檢測(cè)包括原材料檢測(cè)、瀝青混合料溫度和質(zhì)量檢測(cè)、瀝青面層檢測(cè)等三個(gè)方面的指標(biāo)。高速公路瀝青路面加大了原材料檢測(cè)頻率，杜絕了不合格原材料進(jìn)入瀝青路面工程；加大了對(duì)瀝青混合料拌和、攤鋪和碾壓的檢測(cè)頻率，有效地提高了瀝青路面合格率；加強(qiáng)對(duì)瀝青路面壓實(shí)度的檢測(cè)，使極少數(shù)不合格的路段得到了及時(shí)修正。推行瀝青面層施工質(zhì)量的動(dòng)態(tài)管理方法，利用計(jì)算機(jī)輔助管理，建立工程質(zhì)量數(shù)據(jù)庫(kù)，隨時(shí)將檢測(cè)結(jié)果輸入數(shù)據(jù)庫(kù)，隨時(shí)分析質(zhì)量情況，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)修正。

2、瀝青路面質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

瀝青路面質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)是評(píng)價(jià)瀝青路面質(zhì)量的依據(jù)，只有制定正確合理的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)才能指導(dǎo)施工單位生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的瀝青路面。不斷完善和優(yōu)化瀝青路面質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)是瀝青路面建設(shè)的重大課題。

五、結(jié)束語(yǔ)

瀝青路面技術(shù)已經(jīng)有一百年的發(fā)展歷史，但還有許多問題沒有解決，還有許多技術(shù)有待發(fā)展。高速公路瀝青路面建設(shè)歷史不過僅僅十年，可以預(yù)見在今后的瀝青路面建設(shè)中，還會(huì)遇到許多新問題。因此，我們只有不懈努力，才能不斷提高瀝青路面建設(shè)質(zhì)量，延長(zhǎng)瀝青路面使用壽命。

TU898

A

1674-3954（2011）02-0119-02