瀝青路面品質施工技術管理措施探討

覃珍波 張帥

瀝青路面施工品質可直接影響到高速公路的行車安全性、舒適性及使用壽命。影響瀝青路面施工品質的因素從原材料至施工工藝，貫穿整個路面施工過程。文章介紹了瀝青路面常見病害及其防治措施，探討了瀝青路面施工現場應重點關注的施工工序，以期指導瀝青路面品質施工。

瀝青路面;病害;防治措施;施工工序

U415.12A090324

0 引言

隨著“十三五”時期我國大力推進“一帶一路”倡議，我國交通運輸事業取得了舉世矚目的成就。其中，高速公路因具有良好的行車舒適性和安全性，近年在全國范圍內得到了大力發展。截至2019年年底，全國高速公路通車里程達14.96萬km，占我國公路通車總里程的3%[1]。由于行車過程中車輪直接與瀝青路面產生力的作用，因此隨著高速公路交通載荷日益繁重，瀝青路面的車轍、開裂和泛油等病害頻發，導致行車舒適性與安全性大幅降低，最終降低了高速公路的使用壽命。因此，提高瀝青路面品質對延長高速公路使用壽命具有積極影響。瀝青混凝土的工作性能與路用性能好壞對瀝青路面的品質和耐久性影響重大[2]。在路基穩定、排水狀態良好的條件下，要提高瀝青路面品質可從瀝青路面結構設計、路面材料選擇與材料組合、目標配合比設計及瀝青混合料生產配合比調整等方面入手。此外，了解瀝青路面病害產生的原因并提出相應解決方案也能夠有效提高瀝青路面品質[3]。本文對瀝青路面常見病害及其防治措施進行了綜述，并總結一些項目的路面施工經驗教訓，闡述了瀝青路面施工現場應重點關注的各項施工工序，以期能夠指導路面品質施工。

1 瀝青路面常見病害成因及防治措施

1.1 車轍

車轍是評價瀝青路面性能的一項重要指標。大量研究表明，高溫是瀝青路面產生車轍的重要誘因之一。在夏季高溫天氣條件下，由于瀝青路面高溫抗形變能力不強，在往復的車載作用下易產生塑性變形從而形成車轍。從瀝青混合料的結構組成方面分析車轍成因，主要有以下幾個影響因素：

（1）膠結料瀝青影響。使用針入度大的瀝青與軟化點低的改性瀝青生產的瀝青混合料鋪筑的瀝青路面易發生車轍。

（2）集料影響。粗集料針片狀多，細集料棱角小，含泥量超標，瀝青路面易產生車轍[4]。

（3）級配設計較多細料而導致粗集料嵌鎖不夠也易導致瀝青路面變形形成車轍。

（4）施工過程中如未嚴格控制瀝青路面每層壓實度也易形成嚴重車轍，這是由于未達到設計壓實度的瀝青路面各面層之間存在較大空隙，受到重車反復碾壓后會進一步壓實，從而產生不均勻的沉降，最終產生車轍病害。

（5）線路地形情況也可能影響車轍。在長上坡、彎道、車速慢的地形處較容易產生車轍，這一結論在內蒙古某項目施工經驗總結中得到了印證。內蒙古冬季嚴寒且雨水不多，不存在高溫及透水對瀝青路面的損壞，但是該區域地形存在較多長大縱坡及小彎道，車輛經過此地形時車速較慢，瀝青路面在長時間的車輪壓應力和剪切力共同作用下逐漸發生形變最終產生車轍。

防治瀝青路面車轍需要“從內而外”進行綜合治理，即需要考慮原材料選擇、施工管理等一些可能影響瀝青路面車轍的因素。選擇合適的路面材料并做好瀝青混合料配合比設計，能夠從微觀方面提高瀝青路面的抗車轍性能。中、下面層的粗細集料可用石灰石等堿性集料，上面層直接與車輪相接觸，在反復的車輛荷載作用和雨水沖刷作用下容易導致集料脫離瀝青膠結料，因此盡可能選用強度高、抗磨耗、吸水率小的與瀝青粘結較好的集料，如輝綠巖、玄武巖、煌斑巖、硅化灰巖等[5]。瀝青道路的路基排水和路面排水具有同等重要的作用[6]，做好道路排水是道路具有耐久性的前提。路基沉降穩定后采用粗粒土填筑路床，可使滲入路基的水順利排出。路面排水則通常設計為超高段的單側排水和普通路段的龜背形排水兩種形式。車轍的產生與道路所處地區氣候條件、地形和預測的近遠期交通荷載量存在千絲萬縷的關系，因此將上述因素考慮進路面設計過程，做好路面結構設計和材料組合設計顯得尤為重要[7]。依據施工經驗，瀝青路面上、中面層宜采用骨架密實型結構的瀝青混合料，下面層宜采用密集配型的瀝青混合料[8]。瀝青膠結料可考慮使用針入度較小且軟化點較高的基質瀝青或改性瀝青，在長上坡、小半徑彎道路段的瀝青混合料中可摻加抗車轍劑或纖維。加強施工過程中透層和封層的施工質量，通過透層、封層使瀝青層與半剛性層連接成一個整體，加強路面壓實施工管理尤其是攤鋪接頭、橋臺、隧道洞口等關鍵部位的壓實施工管理，均能夠有效提升瀝青路面的抗車轍性能。

1.2 泛油

瀝青路面泛油實際是瀝青膠結料移動至道路表面的現象，造成這一現象的因素主要有瀝青混合料級配設計不當、路面各面層壓實度不夠、路面積水和施工不當等。當級配設計不當時可能會導致瀝青混合料空隙率較小，路面中的膠結料一旦受熱后便會膨脹并自由移動至路表面形成泛油。同樣的，當各面層壓實度不夠時，在車輛載荷作用下瀝青混合料被進一步壓實，其空隙率降低也會導致泛油現象的產生[9]。路面積水是最為常見的一種泛油因素。其原理是路面積水在車輛載荷作用下滲入瀝青路面下面層，而后繼續在車輛載荷往復作用下反復沖刷瀝青混合料，導致集料表面的瀝青膠結料剝離后變為自由瀝青并不斷上移至路表面，最終導致瀝青路面泛油[10]。此外，瀝青混合料在拌和樓拌和不勻、施工溫度過低導致瀝青混合料離析、混合料中的礦粉材料含水率較高、攤鋪機械故障和壓路機在過高的溫度下反復碾壓瀝青混合料造成過壓等施工因素均會導致瀝青路面泛油現象的發生。

防治因混合料空隙率較小而導致的路面泛油現象，需要施工單位在施工前認真研究《公路瀝青路面設計規范》（JTG D50-2017）中有關級配設計的內容，結合項目當地實際情況進行進一步優化，通過試驗得到能夠滿足各項體積性能指標且施工過程中不易離析的配合比設計[11]。此外，瀝青混合料的空隙率大小受到原材料、級配、油石比、瀝青混合料試件成型方法、試驗溫度和擊實（旋轉壓實）次數等諸多因素影響，進行配合比設計時應當充分考慮以上因素所帶來的影響[12]。為防止瀝青路面施工后立即產生泛油現象，應當做到將瀝青混合料在拌和站采用最佳油石比、粉膠比拌和均勻，施工前調試好攤鋪機，根據瀝青混合料類型配備合適的壓路機，攤鋪混合料過程應均勻、勻速且不間斷[13]，堅持“緊跟、慢壓、勻速、少水、高頻、低幅”的壓實方針將混合料徹底壓實，在碾壓過程中測量員及時跟進控制好路面標高，做好路面排水工作。

1.3 平整度差、坑槽、裂縫

瀝青路面平整度差，產生坑槽和裂縫等病害會嚴重影響行車舒適性與安全性。瀝青混合料離析是最常見的導致瀝青路面平整度差、出現坑槽和裂縫等病害的因素。瀝青混合料在路面施工過程中產生離析主要表現為：（1）集料粒徑較大導致的集料離析[14];（2）溫度離析;（3）攤鋪離析。在攤鋪施工中，常由于所采用的攤鋪機本身設計缺陷或攤鋪機手操作不熟練，造成瀝青混合料的橫向離析、縱向離析、豎向離析和片狀離析[15]。離析后的瀝青混合料改變了原有的最佳級配組成，容易造成瀝青混合料空隙率增大、瀝青膠結料剝離和凍脹等一系列水損害，最終導致瀝青路面出現平整度差、坑槽和裂縫等病害。瀝青路面產生裂縫也可能是由于瀝青混合料抗低溫開裂性能較差而引起的，但是目前改性瀝青混合料低溫抗拉強度符合規范要求時的溫度普遍能夠達到-20 ℃及以下，因此由于混合料抗低溫開裂性能較差而產生的路面開裂現象在平均氣溫較高的廣西地區基本不會出現。攤鋪過程中測量員未及時跟進測量標高、路面壓實度不夠等因素也易造成瀝青路面平整度較差。攤鋪機功能較差也會造成瀝青混合料在攤鋪過程中的離析，從而導致路面出現坑槽等病害。此外，對攤鋪機無法攤鋪到的特殊部位，人工未及時跟進、壓路機碾壓不及時、壓實度不夠等因素也易造成瀝青路面平整度較差和出現坑槽等情況。

防治瀝青路面平整度差，出現坑槽和裂縫病害可從解決瀝青混合料的離析問題入手，即設計具有良好防集料離析特征的中、下面層瀝青混合料，做好符合工程實際的目標配合比設計和生產配合比設計與驗證，選擇一個離析較小、可抗變形和水損害的集料級配，并選擇粘結力強的瀝青膠結料。如表1所示為根據施工經驗總結出的各級配粗細集料組成允許變化值。

混合料運輸和攤鋪過程中產生的溫度離析也是導致路面平整度差、出現坑槽和裂縫病害的主要因素。為解決溫度離析問題，可采用容量≥25 t的運料車裝料以減少瀝青混合料裝料時產生離析，并采用雙層覆蓋（低溫時采用雙層覆蓋加海綿），施工員和后場機手保持良好的溝通協調，控制攤鋪機前運料車少于5臺。攤鋪作業盡可能選用抗離析的攤鋪機，攤鋪過程中配備足夠的勞務班組人員和測量人員。路面標高控制是否到位直接關系到路面平整度是否處于可控狀態，因此需嚴格控制路面標高。通過攤鋪機伸縮裝置不能進行攤鋪作業的小面積工程可用人工配合混合料攤鋪施工。瀝青混合料宜卸料至鐵板上，攤鋪時應扣鍬布料，禁止揚鍬甩料，鐵鍬等工具宜涂抹防粘劑再使用。邊攤鋪邊用刮板進行局部精平，并應控制精平次數以減少集料離析。攤鋪連續進行，壓路機及時跟進碾壓以確保壓實度符合規范要求。低溫施工卸下的混合料必須覆蓋氈布保溫[16-17]。

2 瀝青路面施工過程中應重點考慮的工序

2.1 路基施工平整度和壓實度

路基平整度和壓實度對瀝青路面質量影響較大，因此在進行路基施工過程中應充分壓實路基，高填路段應進行強夯施工并盡可能使工后的路基充分沉降。路基壓實過程中還應密切關注路基標高情況，路基通過彎沉試驗后方可進行下一步施工。

2.2 瀝青路面施工平整度

瀝青路面施工是分層進行攤鋪壓實的，因此嚴格控制好每個面層的平整度才能得到平整度較好的瀝青路面。施工過程中施工人員應及時檢測面層厚度和平整度，發現不合格路段時應使用小型銑刨機刨平。運行車輛車輪對瀝青路面表面的磨損是影響瀝青路面平整度的一大因素。因此，選用耐磨耗的集料和優質的膠結料來提高瀝青路面上面層抗磨耗性能，可以較為顯著地延緩瀝青路面平整度的衰減。為保證瀝青路面施工平整度，規范要求進行單幅雙車道、三車道攤鋪瀝青時投入兩臺及以上攤鋪機并保持前后錯開10～20 m的距離同步施工，兩幅寬度搭接為30～60 mm，搭接位置應避開車道、輪跡帶等[18]。攤鋪施工過程中為獲得滿意的平整度，攤鋪機必須緩慢、均勻且連續不間斷地采用自動找平方式攤鋪，嚴禁隨意改變速度或中途停頓[19]。下面層應采用鋼絲繩引導的高程控制方式，當橋隧較多時，中面層也應采用鋼絲繩引導的高程控制方式。以便保證橋隧鋪面與路基上路面接頭處的縱向平整度滿足要求。

2.3 瀝青路面壓實作業

應根據路面結構類型、氣溫、壓實層厚配備壓路機。高速公路的雙車道，一般配備6臺，不得少于5臺，對AC型結構可配備3臺鋼輪、2臺膠輪，對粗骨料嵌鎖結構，均應采用重型壓路機壓實，有條件時對特大橋或橋多的路面配置2～3臺水平振雙鋼輪壓路機，以保證橋梁結構安全，以及橋面、路面平整度有別。壓實對瀝青路面平整度影響較大，應挑選訓練有素、責任心強的壓路機手進行碾壓，碾壓應堅持“緊跟、慢壓、勻速、水平、高頻、低幅”的壓實方針。初壓、復壓都應在高溫進行，終壓的溫度也應≥80 ℃，以防石料壓碎、破壞集料嵌擠。終壓的目的是清除明顯輪跡，當復壓后已無輪跡時，可免去終壓。初壓過程中應不斷檢查縱、橫向平整度及路拱，當平整度和路拱不理想時，應找出原因并提出解決方案，復壓應緊接著初壓后開始，且不得隨意停頓。根據氣溫情況，初壓、復壓的總長度一般控制在60～80 m。組合碾壓時，應防止漏壓造成壓實度不均勻。密級配粗骨料嵌擠型瀝青混合料復壓時一般使用重型膠輪壓路機進行。任何情況都不能為保證平整度而降低壓實度，堅持由低側向高側，彎道由低向高的碾壓要求。在施工中，對中上面層橫向施工縫與縱向搭接處，應不間斷地進行平整度檢查，尤其要認真對待上面層每一條接縫的施工平整度。

2.4 橋梁伸縮縫施工

對每條毛勒縫施工處逐一進行平整度檢查，為防止伸縮縫處跳車，要求路基標高與橋臺標高控制在1～2 mm內，以此保證橋面長期具有較理想的平整度。

總之，高速公路的平整度直接影響司乘人員的舒適性，也往往是社會人士評價高速公路瀝青路面施工質量的首要指標。因此，在施工中應高度重視瀝青路面平整度、壓實度和粗糙度指標是否達標。

3 結語

綜上所述，影響瀝青路面施工品質的因素多種多樣，如溫度、降雨量、地形等，因此施工工藝不能一概而論，應當在充分調研的基礎上根據需求設計合適的路面參數，選用合適的設備和施工工藝開展施工作業。施工單位在開展瀝青路面施工前應做好不同環境下可能出現的路面病害預測并制定相應解決方案，在施工過程中做好組織協調工作并嚴格按照工藝要求開展施工，在施工完成后及時進行路面養護和施工經驗總結，以提高路面施工品質，使瀝青路面平整、密實、粗糙而不滲水，具有足夠的強度、穩定性、耐久性和優良的抗滑性能。

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