淺述瀝青路面質量控制

摘 要：瀝青砼路面的質量控制，是著重論述在重交通量下瀝青路面的質量控制問題，文章的論述涉及到所有黑色路面的工程質量如何去掌握和抓好。

關鍵詞：瀝青砼路面；針入度；軟化點；延伸度；稠度

前言

瀝青路面（也稱黑色路面），在我國現代的干線公路、城市道路、尤其是高速公路上，使用的十分廣泛。瀝青路面本身有著許多優點和特點，無論從使用效果方面，還是從施工養護方面，都受到人們及社會的睛睞。瀝青路面大體可分為四種類型，即瀝青表面處治、瀝青貫入式、瀝青碎石和瀝青砼，這四種瀝青路面類型，各有特色，適用于不同的交通類別及其他特定場所的要求中。各類型的路面層次盡管不盡相同，但在路面整體中各結構層都起著一定的有效作用，要求各層次質量達到設計要求的程度其概念是相同的。因此，著重論述重交通量下的瀝青路面質量控制，包括了各類型的瀝青路面質量控制問題。因為，重交通道路上的瀝青路面往往是多層次結構，包括面層、基層、底基層甚至還有墊層等，說清這些層次的質量控制，就將所有瀝青路面的質量控制問題都含蓋了，代表這方面類型的路面結構是瀝青砼路面。

1 瀝青砼路面的質量控制

1.1 使用特征

瀝青砼路面是瀝青路面中整體性最好，強度最高，典型的密實性路面結構，在柔性路面理論中是最高級的一種瀝青路面。根據組成材料的彈、粘、塑特性及其空隙又有開式結構和閉式結構之分。開式路面結構組成材料的空隙>6%，強度形式以內磨阻力（￠）為主要、相對粘結力（C）稍差，熱溫性較好。閉式路面結構組成材料與細料多空隙<6%，強度以密實粘結緊鎖為主。隨著氣溫的改變熱穩定性能--低溫裂縫高溫軟化的現象也逐漸顯露，而且會影響到路面面層下各結構層位的水熱性質的變化。瀝青砼路面所顯示的這些特性，說明施工環節中每一個細微的部位其質量控制都非常重要，只有把好面層所用材料質量，按技術規范要求認真做好施工技術管理，瀝青砼面層就會顯示出使用上最優越的性能。

1.2 面層材料的要求

構成瀝青砼面層結構的組成材料主要有：有機結合料和礦料，有機結合料主要指瀝青材料。它是各種瀝青面層和瀝青結基層中形成結構的主要成分。它有較強的粘結力，能將各種礦料混合膠結在一起形成俱有一定強度的能抵抗外力和氣候因素作用的一個堅硬的整體。瀝青材料是由一些極其復雜的高分子碳氫化合物及這些碳氫化合物的一些非金屬衍生物所組成的混合體。瀝青在常溫下是固體、半固體或液體的狀態，它能溶于二硫化碳、四氯化碳、三氯甲烷等有機溶劑中。它的顏色呈輝亮褐色至黑色、富有高粘滯性。瀝青包括地瀝青和焦油瀝青兩大類，在這兩大類瀝青中，按其稠度和來源的不同，又分為若干種類瀝青：如天然瀝青，液體石油瀝青，粘稠石油瀝青、木瀝青、液體瀝青、軟媒瀝青、硬煤瀝青、泥炭瀝青、頁巖瀝青等。我國目前生產和常用的主要在道路建筑中使用最廣泛的是石油瀝青。良好的筑路石油瀝青性質的獲得與獲得瀝青的冶煉方法有關，我國目前多數石油都含較多的石蠟，瀝青中蠟的含量超過10～20%，蠟多了瀝青材料的延伸度就很小，石料的粘結性能就差，熱穩性也不好。因此，選用優良的道路用粘稠瀝青來配制瀝青砼面層，瀝青材料這一關就特別重要。一般對道路粘稠瀝青的技術要求是控制好三大指標：即針入度、軟化點和延伸度。

（1）針入度——是表征粘稠瀝青稠度的，稠度是瀝青的重要性質。它隨著瀝青的化學組分和溫度變化，在一個很大的范圍內波動，瀝青中瀝青質和油分的數量比，對瀝青的稠度影響很大，適宜的瀝青稠度在施工過程中如拌合及攤鋪，能得到良好的和易性和最佳壓實度，為要獲得耐久的面層，就要控制好瀝青的稠度在道路面層工作的溫度內變化的小些。

（2）軟化點——它表征粘稠瀝青在較高溫度下的稠度，針入度和軟化點間的比例關系對瀝青的質量有重大意義。從瀝青面層的工作條件出發，在規定的軟化點條件下，針入度愈大，瀝青就愈好。他表示瀝青對溫度變化的敏感性較小。反之，在低溫下還要看一看瀝青的脆點。脆點是瀝青在負溫度下的稠度特性，它是度量瀝青低溫性能的指標之一，瀝青愈脆，面層愈易產生裂縫、剝落。所以瀝青的脆點愈低，瀝青處于粘稠狀態的溫度范圍愈大這種瀝青的道路使用性質愈好。

（3）延伸度——它表示瀝青的張拉性能、在一定溫度下瀝青試件在等速張拉時，所能拉成線的表征。是查看瀝青變形能力，在25℃時測定其延伸度，此時的延伸度愈長，瀝青的質量就越好，與礦料組合的瀝青混合料，抵御低溫變形的能力亦愈強?？梢娬莆蘸脼r青的三大指標對粘稠瀝青的質量也就完全控制好了。我國將道路用粘稠瀝青按針入度大小分為五種標號的針入度級瀝青，分別為：油-200、油-180、油-140、油-100、油-60等標號，并規定成粘稠瀝青道路技術標準供生產實際選擇應用。

組成瀝青砼面層的另一種材料是礦料。礦料即礦質材料，主要包括石料和礦渣兩類。石料本身包括碎石、礫石、石屑、砂和礦粉。這些材料亦可用於基層。瀝青砼面層所用石料，不是單一尺寸的一顆單獨的石料，而是大小不同石料顆粒的集合體。因此，常稱所用石料為集料，集料包括由巖石風化而成的礫石、砂礫、砂等以及巖石經人工軋制的各種尺寸的碎石和石屑。作為集料的巖石（即石料），要求有較高的力學強度、耐凍以及抗風化能力，如巖漿巖中的花崗巖，正長巖、丙長巖、輝長巖、玄武巖、安山巖；沉積巖中的石灰巖、白云巖；變質巖中的片麻巖、結晶頁巖、石英巖等。這些巖石都可以軋制成碎石作為碎石質量的日?？刂疲畛Ｓ玫氖菈核橹抵笜恕嵺`證明，石灰巖軋制的碎石配制的面層混合料強度最高。因為石油瀝青與堿性石料的粘附性能最好，與酸性石料的粘附性不好，條件許可時盡量選用石灰巖軋制的碎石作面層骨料。花崗巖是酸性的可以使用陽離子活性的表面活性劑處理花崗巖后作面層骨料，我國近年來使用聚酰胺取得了良好的效果。常用的表面活性添加劑是水泥和石灰。

1.3 瀝青砼混合料的組成

1.3.1 礦料級配組合

瀝青砼所用礦料即前面講過的集料，將準備良好堅硬能與選用的瀝青很好結合的碎石，進引篩分通過圖解或計算法，使碎石集料級配成顆粒間孔隙體積占集料總體積的百分率最小的混合料。集料的空隙率可用下列公式

（1）計算：

孔隙率=（1-vd/G）*100%

式中：Vd-集料的干容重；G-集料的主體積比重

集料顆粒以表面粗糙有棱角呈多面體的正方形為佳，這種集料可增加顆粒間的摩擦力，易于穩定。不宜使用薄片狀，針狀及表面 光圓的石料。片狀及針狀石料對制成的混合料強度和流動性有很大影響。所以，技術規范規定針片狀顆粒含量不能大于混合料總量的15%，這是應該嚴格控制的指標。其次是砂顆粒，仍碎石瀝青中砂是組成連續密級配的重要材料，砂可以填充碎石顆粒間的空隙增加瀝青砼的和易性，促使瀝青砼在壓實過程中形成最有利的結構。因此，對砂要求應是清潔的，堅硬巖石的顆粒，沒有雜質，砂中粉粒，粘粒含量，對天然砂不應超過3%，軋制碎砂不應超過5%。砂中的粘土含量不能超過0.5%。砂子表面亦應粗糙有棱角為好。采用人工軋碎的砂代替天然砂，因砂的比面積有了增加，顆粒具有尖棱角，使內摩阻力增大，加強和提高了瀝青砼的質量，瀝青砼的水穩性和溫度穩定性都有明顯的提高。另外混合料中還少不了礦粉，它對瀝青砼的物理力學性質影響很大。礦粉的作用，主要是使體積狀的瀝青變成薄膜狀態，礦粉和瀝青一起組成瀝青砼中的膠結材料，其次是填充較大顆粒間的細小空隙。所以說良好的礦料級配組合，是瀝青砼是否經久耐用，堅固穩定熱穩性能很好的關鍵。

1.3.2 確定瀝青的最佳用量

瀝青是瀝青砼的膠結材料，在最佳用量下和最佳礦料級配組合下，才能形成很好的瀝青砼，經壓實后形成堅固穩定耐久的瀝青砼路面。首先結合地域使用情況選擇瀝青標號，使選擇的標號瀝青要滿足如下幾點要求：

a.瀝青材料要有適當粘度和稠度；b.瀝青材料要有一定的塑性；c.瀝青材料應有足夠的溫度穩定性。

當瀝青標號確定后，取樣對瀝青進行馬歇爾穩定度試驗，根據試驗求出的密度、流值、穩定性空隙率、飽和度等確定瀝青最佳用量。優良的瀝青恰當適宜的配合比用量，在行車作用下使瀝青砼面層夏天不會變軟產生波浪，冬天不會變脆引起裂縫。這在冰凍地區應特別注意，應很好的嚴格地控制住這道關口。

1.4 瀝青砼路面的基層控制

瀝青砼路面運行的好壞與否與基層的類別及其施工質量，有極大的關系。堅固穩定水穩情況良好的基層是保證路面結構層長久耐用的必需條件。所以，在控制好面層各種材料指標及施工要求的前提下，嚴格控制好基層所用的材料質量及施工工藝流程，達到各類基層技術規范要求達到的質量標準，這也是絲毫都不能含糊的事。因為基層的質量是直接敏感地影響著面層的質量情況。作為瀝青路面的基層分無機結合料類及粒料類兩大類，前者做基層時整體性好、水穩性、抗凍性、耐久性都好，缺點是干縮裂紋，反射裂縫；后者又分嵌鎖類要求石料有棱角粗糙。充分壓實后強度大。級配類壓實后要達到最大密實度，但這類基礎均容易松散，整體性沒有無機結合料類好。無論哪類基層都必須按照基層技術規范要求標準備料施工，柔性路面以累積變形控制使用期，對結構組合的任何層位，只要外力作用能傳遞到或氣候能影響到的部位，都要嚴格按要求控制好各個層次的施工質量。土基是在最低層受水分及氣候影響后它的物理力學性質量變化很大，而瀝青路面又恰好對基層、底基層和土基的水熱穩定情況有影響，這就更要求路面以下的各個層次，不但堅固穩定強度高，而且還要具有一定的抵抗變形的能力。土基的回彈模量越大，抵抗變形的能力亦越強水熱影響就越小。

2 控制后的質量檢查

柔性路面的設計是在標準軸載作用下，車輛行駛使用到路面的臨界狀態下（即路表面有網狀裂縫微小的永久變形）時的容許彎沉值來表示的。要求路面的總體彎沉值要小于路面設計時的路表允許彎沉值：

即：Ls≤Lr

式中：Ls-路表面的實際彎沉值（亦即代表彎沉值）；Lr-路表設計允許彎沉值

瀝青砼路面竣工后要進行路表彎沉值的測定求出代表彎沉值，以檢驗按要求嚴格控制施工的瀝青路面，質量是否真正達到了設計標準。彎沉值是反映路面總體強度的，是整體結構組合層聯合受力作用的結果?？⒐ず蟮母黝悶r青路面，必須要進引路表彎沉值測定，這也是質量控制中必須的最后一道檢驗程序。彎沉值測定按劃分的段落隨機進引，每個段落測點應不少于80-100點最后歸納按下列公式計算建成后的現有黑色混凝土路面的代表彎沉值：

即：Ln=L+Za.S

式中：Ln=測量值的上波動界限（即代表彎沉值）

L=測量值的平均彎沉值

S=測量值的標準值（均方差）

Za-與要求有關的保證率系數，高速路、1級路Za=2.0，2級路 Za=1.645，3級路 Za=1.50

當檢測后計算彎沉值大于設計提出的允許彎沉值時，就要檢測基層頂面的彎沉值，若基層檢測結果滿足要求則路面返工從修，若基層檢驗仍不合格，再往下繼續檢測底層或墊層，一直土基的彎沉值，哪層不合格哪層一律返工重修?；鶎禹斆娴膹澇林涤嬎闶峭ㄟ^雙園荷載下制成的諾模圖求得《見公路柔性路面設計規范》附錄九，計算步驟略。

3 結束語

嚴格說，認真掌握好瀝青路面的質量控制，也確實是一件極其不容易的事情，因為，它牽扯到方方面面的過程和環節，哪個環節都與質量有牽連，有人說：瀝青路面的質量控制是一個嚴格的系統工程。的確不假，一條道路從開始論證、立項、設計、施工以及管理營運，始終離不開質量，而且互相約束，前一個環節的質量，影響著后一個環節的質量，一招失效，層層受影響。因此，要修好一條路，就得十分認真地抓好每個細小的環節，認真做好各種因素的質量控制工作，尤其各項轉序絕不能馬虎從事，不能省掉按規定應該檢驗的項目及應該遵循的程序。好的路面一定是坐落在穩定、堅固良好的基礎之上的，良好的基礎必然在水熱情況影響小強度足夠的路基土

上，而路基土 就成了基礎的基礎了。選用適宜做路基又便于壓實能達到最大密實度的土埌材料、修筑好路基，控制好施工質量、合理布局排水，盡量避開地下水影響的隱患等等，這一切應有的措施，是從路基土 上做起控制好工程質量的，為上面的路面結構層創造良好的使用條件。如此抓好路基，其上的路面各層按要求認真完成施工之后，才能發揮它們應有的最大作用。

路面是一個地區的窗口，它反應了人們的文化，文明及經濟發達的程度，是文明和諧社會的一種象征?？梢娍刂坪脼r青路面的質量，能使它長久、穩定、安全地營運，為社會服務它的意義是多么的重要。

當然，新的施工技術也在不斷應用，瀝青砼路面局部和坑槽補修用冷拌瀝青砼修善，已一天天興起。相信，不會太久瀝青砼面層的攤鋪也會迎來更為廣闊和較長的施工空間，多快好省地盡最大限度的為道路建設服務。

參考文獻

[1]黑色路面設計.人民交通出版社，1972年

[2]公路瀝青路面設計規范.中華人民共和國行業標準JTJ014-97

[3]沙慶林.瀝青路面[M].人民交通出版社，1984年.

[4]公路柔性路面設計規范[J].TJ014-86.