覃珍波 張帥

瀝青路面施工品質(zhì)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(zhì)的因素從原材料至施工工藝，貫穿整個(gè)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(xiàn)場(chǎng)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的施工工序，以期指導(dǎo)瀝青路面品質(zhì)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(shí)期我國(guó)大力推進(jìn)“一帶一路”倡議，我國(guó)交通運(yùn)輸事業(yè)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(guó)范圍內(nèi)得到了大力發(fā)展。截至2019年年底，全國(guó)高速公路通車?yán)锍踢_(dá)14.96萬km，占我國(guó)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(chǎn)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(fā)，導(dǎo)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(zhì)對(duì)延長(zhǎng)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(duì)瀝青路面的品質(zhì)和耐久性影響重大[2]。在路基穩(wěn)定、排水狀態(tài)良好的條件下，要提高瀝青路面品質(zhì)可從瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、路面材料選擇與材料組合、目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)及瀝青混合料生產(chǎn)配合比調(diào)整等方面入手。此外，了解瀝青路面病害產(chǎn)生的原因并提出相應(yīng)解決方案也能夠有效提高瀝青路面品質(zhì)[3]。本文對(duì)瀝青路面常見病害及其防治措施進(jìn)行了綜述，并總結(jié)一些項(xiàng)目的路面施工經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，闡述了瀝青路面施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的各項(xiàng)施工工序，以期能夠指導(dǎo)路面品質(zhì)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(píng)價(jià)瀝青路面性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。大量研究表明，高溫是瀝青路面產(chǎn)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(qiáng)，在往復(fù)的車載作用下易產(chǎn)生塑性變形從而形成車轍。從瀝青混合料的結(jié)構(gòu)組成方面分析車轍成因，主要有以下幾個(gè)影響因素：

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

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

（3）級(jí)配設(shè)計(jì)較多細(xì)料而導(dǎo)致粗集料嵌鎖不夠也易導(dǎo)致瀝青路面變形形成車轍。

（4）施工過程中如未嚴(yán)格控制瀝青路面每層壓實(shí)度也易形成嚴(yán)重車轍，這是由于未達(dá)到設(shè)計(jì)壓實(shí)度的瀝青路面各面層之間存在較大空隙，受到重車反復(fù)碾壓后會(huì)進(jìn)一步壓實(shí)，從而產(chǎn)生不均勻的沉降，最終產(chǎn)生車轍病害。

（5）線路地形情況也可能影響車轍。在長(zhǎng)上坡、彎道、車速慢的地形處較容易產(chǎn)生車轍，這一結(jié)論在內(nèi)蒙古某項(xiàng)目施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)中得到了印證。內(nèi)蒙古冬季嚴(yán)寒且雨水不多，不存在高溫及透水對(duì)瀝青路面的損壞，但是該區(qū)域地形存在較多長(zhǎng)大縱坡及小彎道，車輛經(jīng)過此地形時(shí)車速較慢，瀝青路面在長(zhǎng)時(shí)間的車輪壓應(yīng)力和剪切力共同作用下逐漸發(fā)生形變最終產(chǎn)生車轍。

防治瀝青路面車轍需要“從內(nèi)而外”進(jìn)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(shè)計(jì)，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(xì)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(fù)的車輛荷載作用和雨水沖刷作用下容易導(dǎo)致集料脫離瀝青膠結(jié)料，因此盡可能選用強(qiáng)度高、抗磨耗、吸水率小的與瀝青粘結(jié)較好的集料，如輝綠巖、玄武巖、煌斑巖、硅化灰?guī)r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(wěn)定后采用粗粒土填筑路床，可使?jié)B入路基的水順利排出。路面排水則通常設(shè)計(jì)為超高段的單側(cè)排水和普通路段的龜背形排水兩種形式。車轍的產(chǎn)生與道路所處地區(qū)氣候條件、地形和預(yù)測(cè)的近遠(yuǎn)期交通荷載量存在千絲萬縷的關(guān)系，因此將上述因素考慮進(jìn)路面設(shè)計(jì)過程，做好路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料組合設(shè)計(jì)顯得尤為重要[7]。依據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，瀝青路面上、中面層宜采用骨架密實(shí)型結(jié)構(gòu)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(jié)料可考慮使用針入度較小且軟化點(diǎn)較高的基質(zhì)瀝青或改性瀝青，在長(zhǎng)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(qiáng)施工過程中透層和封層的施工質(zhì)量，通過透層、封層使瀝青層與半剛性層連接成一個(gè)整體，加強(qiáng)路面壓實(shí)施工管理尤其是攤鋪接頭、橋臺(tái)、隧道洞口等關(guān)鍵部位的壓實(shí)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(shí)際是瀝青膠結(jié)料移動(dòng)至道路表面的現(xiàn)象，造成這一現(xiàn)象的因素主要有瀝青混合料級(jí)配設(shè)計(jì)不當(dāng)、路面各面層壓實(shí)度不夠、路面積水和施工不當(dāng)?shù)取．?dāng)級(jí)配設(shè)計(jì)不當(dāng)時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致瀝青混合料空隙率較小，路面中的膠結(jié)料一旦受熱后便會(huì)膨脹并自由移動(dòng)至路表面形成泛油。同樣的，當(dāng)各面層壓實(shí)度不夠時(shí)，在車輛載荷作用下瀝青混合料被進(jìn)一步壓實(shí)，其空隙率降低也會(huì)導(dǎo)致泛油現(xiàn)象的產(chǎn)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(xù)在車輛載荷往復(fù)作用下反復(fù)沖刷瀝青混合料，導(dǎo)致集料表面的瀝青膠結(jié)料剝離后變?yōu)樽杂蔀r青并不斷上移至路表面，最終導(dǎo)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(dǎo)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(jī)械故障和壓路機(jī)在過高的溫度下反復(fù)碾壓瀝青混合料造成過壓等施工因素均會(huì)導(dǎo)致瀝青路面泛油現(xiàn)象的發(fā)生。

防治因混合料空隙率較小而導(dǎo)致的路面泛油現(xiàn)象，需要施工單位在施工前認(rèn)真研究《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D50-2017）中有關(guān)級(jí)配設(shè)計(jì)的內(nèi)容，結(jié)合項(xiàng)目當(dāng)?shù)貙?shí)際情況進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，通過試驗(yàn)得到能夠滿足各項(xiàng)體積性能指標(biāo)且施工過程中不易離析的配合比設(shè)計(jì)[11]。此外，瀝青混合料的空隙率大小受到原材料、級(jí)配、油石比、瀝青混合料試件成型方法、試驗(yàn)溫度和擊實(shí)（旋轉(zhuǎn)壓實(shí)）次數(shù)等諸多因素影響，進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)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(chǎn)生泛油現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)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(diào)試好攤鋪機(jī)，根據(jù)瀝青混合料類型配備合適的壓路機(jī)，攤鋪混合料過程應(yīng)均勻、勻速且不間斷[13]，堅(jiān)持“緊跟、慢壓、勻速、少水、高頻、低幅”的壓實(shí)方針將混合料徹底壓實(shí)，在碾壓過程中測(cè)量員及時(shí)跟進(jìn)控制好路面標(biāo)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(chǎn)生坑槽和裂縫等病害會(huì)嚴(yán)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(dǎo)致瀝青路面平整度差、出現(xiàn)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(chǎn)生離析主要表現(xiàn)為：（1）集料粒徑較大導(dǎo)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(jī)本身設(shè)計(jì)缺陷或攤鋪機(jī)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(jí)配組成，容易造成瀝青混合料空隙率增大、瀝青膠結(jié)料剝離和凍脹等一系列水損害，最終導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)平整度差、坑槽和裂縫等病害。瀝青路面產(chǎn)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(qiáng)度符合規(guī)范要求時(shí)的溫度普遍能夠達(dá)到-20 ℃及以下，因此由于混合料抗低溫開裂性能較差而產(chǎn)生的路面開裂現(xiàn)象在平均氣溫較高的廣西地區(qū)基本不會(huì)出現(xiàn)。攤鋪過程中測(cè)量員未及時(shí)跟進(jìn)測(cè)量標(biāo)高、路面壓實(shí)度不夠等因素也易造成瀝青路面平整度較差。攤鋪機(jī)功能較差也會(huì)造成瀝青混合料在攤鋪過程中的離析，從而導(dǎo)致路面出現(xiàn)坑槽等病害。此外，對(duì)攤鋪機(jī)無法攤鋪到的特殊部位，人工未及時(shí)跟進(jìn)、壓路機(jī)碾壓不及時(shí)、壓實(shí)度不夠等因素也易造成瀝青路面平整度較差和出現(xiàn)坑槽等情況。

防治瀝青路面平整度差，出現(xiàn)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(shè)計(jì)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(shí)際的目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)和生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)與驗(yàn)證，選擇一個(gè)離析較小、可抗變形和水損害的集料級(jí)配，并選擇粘結(jié)力強(qiáng)的瀝青膠結(jié)料。如表1所示為根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出的各級(jí)配粗細(xì)集料組成允許變化值。

混合料運(yùn)輸和攤鋪過程中產(chǎn)生的溫度離析也是導(dǎo)致路面平整度差、出現(xiàn)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(yùn)料車裝料以減少瀝青混合料裝料時(shí)產(chǎn)生離析，并采用雙層覆蓋（低溫時(shí)采用雙層覆蓋加海綿），施工員和后場(chǎng)機(jī)手保持良好的溝通協(xié)調(diào)，控制攤鋪機(jī)前運(yùn)料車少于5臺(tái)。攤鋪?zhàn)鳂I(yè)盡可能選用抗離析的攤鋪機(jī)，攤鋪過程中配備足夠的勞務(wù)班組人員和測(cè)量人員。路面標(biāo)高控制是否到位直接關(guān)系到路面平整度是否處于可控狀態(tài)，因此需嚴(yán)格控制路面標(biāo)高。通過攤鋪機(jī)伸縮裝置不能進(jìn)行攤鋪?zhàn)鳂I(yè)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(shí)應(yīng)扣鍬布料，禁止揚(yáng)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(jìn)行局部精平，并應(yīng)控制精平次數(shù)以減少集料離析。攤鋪連續(xù)進(jìn)行，壓路機(jī)及時(shí)跟進(jìn)碾壓以確保壓實(shí)度符合規(guī)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(yīng)重點(diǎn)考慮的工序

2.1 路基施工平整度和壓實(shí)度

路基平整度和壓實(shí)度對(duì)瀝青路面質(zhì)量影響較大，因此在進(jìn)行路基施工過程中應(yīng)充分壓實(shí)路基，高填路段應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)夯施工并盡可能使工后的路基充分沉降。路基壓實(shí)過程中還應(yīng)密切關(guān)注路基標(biāo)高情況，路基通過彎沉試驗(yàn)后方可進(jìn)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(jìn)行攤鋪壓實(shí)的，因此嚴(yán)格控制好每個(gè)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(yīng)及時(shí)檢測(cè)面層厚度和平整度，發(fā)現(xiàn)不合格路段時(shí)應(yīng)使用小型銑刨機(jī)刨平。運(yùn)行車輛車輪對(duì)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(yōu)質(zhì)的膠結(jié)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(guī)范要求進(jìn)行單幅雙車道、三車道攤鋪瀝青時(shí)投入兩臺(tái)及以上攤鋪機(jī)并保持前后錯(cuò)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(yīng)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(jī)必須緩慢、均勻且連續(xù)不間斷地采用自動(dòng)找平方式攤鋪，嚴(yán)禁隨意改變速度或中途停頓[19]。下面層應(yīng)采用鋼絲繩引導(dǎo)的高程控制方式，當(dāng)橋隧較多時(shí)，中面層也應(yīng)采用鋼絲繩引導(dǎo)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(shí)作業(yè)

應(yīng)根據(jù)路面結(jié)構(gòu)類型、氣溫、壓實(shí)層厚配備壓路機(jī)。高速公路的雙車道，一般配備6臺(tái)，不得少于5臺(tái)，對(duì)AC型結(jié)構(gòu)可配備3臺(tái)鋼輪、2臺(tái)膠輪，對(duì)粗骨料嵌鎖結(jié)構(gòu)，均應(yīng)采用重型壓路機(jī)壓實(shí)，有條件時(shí)對(duì)特大橋或橋多的路面配置2～3臺(tái)水平振雙鋼輪壓路機(jī)，以保證橋梁結(jié)構(gòu)安全，以及橋面、路面平整度有別。壓實(shí)對(duì)瀝青路面平整度影響較大，應(yīng)挑選訓(xùn)練有素、責(zé)任心強(qiáng)的壓路機(jī)手進(jìn)行碾壓，碾壓應(yīng)堅(jiān)持“緊跟、慢壓、勻速、水平、高頻、低幅”的壓實(shí)方針。初壓、復(fù)壓都應(yīng)在高溫進(jìn)行，終壓的溫度也應(yīng)≥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(dāng)復(fù)壓后已無輪跡時(shí)，可免去終壓。初壓過程中應(yīng)不斷檢查縱、橫向平整度及路拱，當(dāng)平整度和路拱不理想時(shí)，應(yīng)找出原因并提出解決方案，復(fù)壓應(yīng)緊接著初壓后開始，且不得隨意停頓。根據(jù)氣溫情況，初壓、復(fù)壓的總長(zhǎng)度一般控制在60～80 m。組合碾壓時(shí)，應(yīng)防止漏壓造成壓實(shí)度不均勻。密級(jí)配粗骨料嵌擠型瀝青混合料復(fù)壓時(shí)一般使用重型膠輪壓路機(jī)進(jìn)行。任何情況都不能為保證平整度而降低壓實(shí)度，堅(jiān)持由低側(cè)向高側(cè)，彎道由低向高的碾壓要求。在施工中，對(duì)中上面層橫向施工縫與縱向搭接處，應(yīng)不間斷地進(jìn)行平整度檢查，尤其要認(rèn)真對(duì)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(duì)每條毛勒縫施工處逐一進(jìn)行平整度檢查，為防止伸縮縫處跳車，要求路基標(biāo)高與橋臺(tái)標(biāo)高控制在1～2 mm內(nèi)，以此保證橋面長(zhǎng)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(huì)人士評(píng)價(jià)高速公路瀝青路面施工質(zhì)量的首要指標(biāo)。因此，在施工中應(yīng)高度重視瀝青路面平整度、壓實(shí)度和粗糙度指標(biāo)是否達(dá)標(biāo)。

3 結(jié)語

綜上所述，影響瀝青路面施工品質(zhì)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(yīng)當(dāng)在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上根據(jù)需求設(shè)計(jì)合適的路面參數(shù)，選用合適的設(shè)備和施工工藝開展施工作業(yè)。施工單位在開展瀝青路面施工前應(yīng)做好不同環(huán)境下可能出現(xiàn)的路面病害預(yù)測(cè)并制定相應(yīng)解決方案，在施工過程中做好組織協(xié)調(diào)工作并嚴(yán)格按照工藝要求開展施工，在施工完成后及時(shí)進(jìn)行路面養(yǎng)護(hù)和施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，以提高路面施工品質(zhì)，使瀝青路面平整、密實(shí)、粗糙而不滲水，具有足夠的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、耐久性和優(yōu)良的抗滑性能。

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