郝利強(qiáng)

山西路橋集團(tuán)試驗(yàn)檢測中心有限公司 山西太原 030000

瀝青路面是指將瀝青混凝土經(jīng)攤鋪、碾壓形成的多種類型路面。公路橋梁是我國交通運(yùn)輸體系內(nèi)的基礎(chǔ)性工程，需承載大量交通負(fù)荷，其路面性能將直接影響車輛通行的安全性。瀝青路面具有材料易獲取、可承受車輛荷載及反復(fù)通行、高溫下穩(wěn)定性較好、低溫下抗裂性能優(yōu)秀、耐久性較強(qiáng)等顯著優(yōu)勢，是當(dāng)前我國公路橋梁工程建設(shè)中的主要工程材料。

1 公路橋梁施工中瀝青路面基本類型

公路橋梁施工中瀝青路面分類方式多種多樣，下文將按照施工方法對瀝青路面進(jìn)行分類：

1.1 瀝青混凝土路面

瀝青混凝土路面是指以粗細(xì)骨料、瀝青、礦粉等混合料經(jīng)拌和、攤鋪及碾壓成型后所形成的路面。按照施工工藝可將瀝青混凝土路面分為三種類型：其一為碾壓式，即借助重型碾壓機(jī)械，對以熱拌熱鋪法制備的瀝青混凝土混合料進(jìn)行攤鋪、碾壓，成型后路面平整、密實(shí)、具有一定的抗滑性能，且具有抗老化、耐磨等優(yōu)勢，使用壽命一般在15年以上[1]；其二為冷鋪式，即采用流動(dòng)性較強(qiáng)的瀝青混合料，保持混合料在常溫下具有一定的松散度與粘結(jié)性，適用于瀝青路面的小范圍養(yǎng)護(hù)、遠(yuǎn)距離運(yùn)輸公路橋梁施工。冷鋪法瀝青路面性能略低于碾壓式瀝青路面，且使用壽命較短；其三，攤鋪式，即采用具有適當(dāng)流動(dòng)性的瀝青混合料，即使不借助重型機(jī)械也可利用瀝青混合料的流動(dòng)性及自重成型。

1.2 廠拌瀝青碎石路面

廠拌瀝青碎石路面，亦被稱為黑色碎石路面，制作及加工工藝與瀝青混凝土相似，但在空隙率上具有一定的差異性。廠拌瀝青碎石路面集料的顆?？梢苑譃橥w粒及級配兩種類型，其中集料級配用途較為廣泛。同時(shí)，廠拌瀝青碎石路面施工方法包括熱拌熱鋪、熱拌冷鋪等類型，其中熱拌熱鋪施工方法較為常用，且路面質(zhì)量優(yōu)于熱拌冷鋪。相對于瀝青混凝土路面來說，廠拌瀝青碎石路面粗集料占比較高，且礦粉含量較少，具有用料少、成本低廉的優(yōu)勢。此外，廠拌瀝青碎石路面熱穩(wěn)定性依賴于混合料顆粒間的鎖結(jié)性，在保持一定熱穩(wěn)定性能的前提下，其對瀝青用量、混合料配比、集料級配的要求條件較為寬泛，因此在實(shí)際施工中具有材料易獲取、施工簡單的特點(diǎn)。但廠拌瀝青碎石路面容易發(fā)生滲水及老化，因此經(jīng)常被用作面層的下層、整平層等，也可作為瀝青面層的防滑層，使用壽命較瀝青混凝土路面短[2]。

1.3 瀝青貫入式路面

瀝青貫入式路面是指將瀝青澆灑在鋪好的主層集料上，再采用分層施工方式撒布嵌縫石屑、壓實(shí)所形成的路面。瀝青貫入式路面具有施工成本低廉、施工操作簡單的優(yōu)勢，但在實(shí)際施工中受外界影響因素較大，路面成型周期較長，且成型后的路面美觀性、平整度等較低，極有可能出現(xiàn)泛油等質(zhì)量缺陷。為解決上述問題，在瀝青貫入式路面施工中一般將最后一層的澆灑瀝青改為鋪筑瀝青混合料，此類混合料內(nèi)細(xì)骨料含量較高，可以加快路面成型并提升路面的平整度。

1.4 路拌瀝青碎石混合料路面

路拌瀝青碎石混合料路面是指于路床上堆料并澆灑瀝青，采用攪拌設(shè)備或人工方式將瀝青混合料拌勻，攤鋪并壓實(shí)形成的路面。路拌瀝青碎石混合料路面所采用的主要材料與瀝青貫入式路面類似，但是對瀝青的粘稠度等有著較高的要求。主要原因在于路床上的集料無法加熱，需要采用流動(dòng)性較大的瀝青對集料及混合料進(jìn)行粘結(jié)才能保證路面施工質(zhì)量，同時(shí)，在氣溫相對潮濕的施工條件下，路拌瀝青碎石混合料有可能發(fā)生材料離析問題，需摻入適量的抗剝落劑或水泥等增強(qiáng)瀝青與集料的粘結(jié)性。相對于廠拌瀝青碎石路面來說，路拌瀝青碎石混合料路面的路用性質(zhì)較低，并且在實(shí)際施工中會(huì)受到諸多條件的制約，但是其可以大幅度縮短材料運(yùn)輸距離與時(shí)間，降低材料運(yùn)輸成本，在低級公路橋梁工程建設(shè)中的應(yīng)用較為廣泛。

1.5 瀝青表面處治路面

瀝青表面處治路面在施工工藝上與瀝青貫入式路面相近，但是所形成的瀝青結(jié)構(gòu)層厚度較小，一般為1至3cm，因此在實(shí)際施工中無需將瀝青澆灑在集料之上，可直接將瀝青澆灑在路面的下層，但需要保證路面下層無雜質(zhì)、無障礙且干燥清潔。同時(shí)，表面處治路面使用壽命較短，一般不用做路面結(jié)構(gòu)層，在設(shè)計(jì)時(shí)通常不需要考慮路面的承載力等相應(yīng)參數(shù)，一般用作保護(hù)非瀝青承重層，可以緩解車輛荷載及外界條件對非瀝青承重層的磨耗程度。瀝青表面處治路面一般用于公路橋梁工程日常維護(hù)保養(yǎng)中，施工工藝分為三類：其一為在第一層撒布粒徑較大的集料，隨著施工層數(shù)的增加集料粒徑逐漸縮??；其二為在第一層撒布細(xì)集料，逐層壓實(shí)后壓入粗集料，以此在表面形成具有一定熱穩(wěn)定性的處治層；其三為用細(xì)集料形成封層，再在其上撒布粗集料，可以提升路面表面的抗滑性能[3]。

2 公路橋梁施工中影響瀝青路面施工質(zhì)量的關(guān)鍵因素

瀝青路面施工是公路橋梁施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，影響其施工質(zhì)量的主要因素如下：

2.1 施工材料

如上文所述，瀝青路面類型眾多，不同類型的瀝青路面有其各自的路用條件、范圍，且對瀝青粘稠度、等級、集料級配、混合料配比等具有不同的要求。其一，瀝青性能對瀝青路面施工的影響。如果瀝青各項(xiàng)指標(biāo)不能達(dá)到公路橋梁荷載需要、長時(shí)間穩(wěn)定通行需求，便會(huì)導(dǎo)致瀝青路面在車輛重復(fù)及高頻率通行中出現(xiàn)裂縫、車轍等質(zhì)量缺陷，嚴(yán)重時(shí)會(huì)威脅到車輛通行的安全性與穩(wěn)定性；其二，集料的含泥量、規(guī)格等會(huì)影響到瀝青路面施工質(zhì)量，如果粗集料含量過高、礦粉含量不足，極有可能導(dǎo)致瀝青路面滲水性較差、耐磨性能較低，在遭遇暴雨天氣時(shí)會(huì)出現(xiàn)路面積水等問題；其三，外加劑的類型及用量也會(huì)影響瀝青路面質(zhì)量特性，如果外加劑選擇不合理、用量不科學(xué)，既有可能導(dǎo)致路面強(qiáng)度難以達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，又可能破壞原本混合料的穩(wěn)定性。

2.2 外界因素

影響公路橋梁施工中瀝青路面施工質(zhì)量的外界因素主要包括空氣溫濕度、地質(zhì)條件。如果空氣溫度較高，碾壓次數(shù)過多，將會(huì)導(dǎo)致瀝青混合料被碾壓機(jī)械車輪帶起，進(jìn)而引發(fā)路面位移、變形、平整度下降；如果空氣溫度較低，瀝青混合料溫度急劇下降，粘結(jié)性及延伸性也隨之降低，將會(huì)加大碾壓施工難度，導(dǎo)致瀝青路面壓實(shí)度不足或平整度不達(dá)標(biāo)；如果空氣內(nèi)濕度過大，極有可能引發(fā)瀝青混合料離析問題，延長路面成型時(shí)間，加大浮塵等對路面的擾動(dòng)程度，進(jìn)而降低路面質(zhì)量。此外，地質(zhì)條件也會(huì)對瀝青路面施工質(zhì)量產(chǎn)生影響，如果路基為軟土地基，其壓縮量較大、空隙率較高，在施工中因路面自重可能導(dǎo)致路面發(fā)生不均勻沉降，進(jìn)而誘發(fā)裂縫、涌起等路面質(zhì)量病害。

2.3 施工技術(shù)

公路橋梁工程中瀝青路面施工工序復(fù)雜、涉及到較多機(jī)械設(shè)備、人員結(jié)構(gòu)復(fù)雜且技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)較高，施工人員質(zhì)量意識(shí)、機(jī)械設(shè)備組合形式及施工技術(shù)水平等都會(huì)影響瀝青路面施工質(zhì)量。其一為部分施工人員質(zhì)量意識(shí)薄弱，在施工中并未嚴(yán)格按照施工組織計(jì)劃及現(xiàn)場調(diào)度進(jìn)行作業(yè)，導(dǎo)致部分路段瀝青路面強(qiáng)度、壓實(shí)度等不能滿足設(shè)計(jì)要求，進(jìn)而降低公路橋梁工程整體質(zhì)量安全；其二為機(jī)械設(shè)備組織不科學(xué)，攪拌機(jī)、攤鋪機(jī)及碾壓機(jī)等配合程度較低，一方面會(huì)降低施工效率、延長施工周期，另一方面會(huì)因連續(xù)作業(yè)困難導(dǎo)致不同路段瀝青路面質(zhì)量參差不齊；其三為施工現(xiàn)場質(zhì)量管控不到位，未能發(fā)現(xiàn)隱蔽性及潛在性的瀝青路面施工質(zhì)量問題。

3 公路橋梁施工中瀝青路面施工技術(shù)

基于對瀝青路面類型的劃分及對影響瀝青路面施工質(zhì)量關(guān)鍵因素的分析，建議從以下四個(gè)方面入手切實(shí)發(fā)揮公路橋梁施工中瀝青路面施工技術(shù)的作用。

3.1 熱鋪瀝青路面節(jié)能施工技術(shù)

熱鋪是公路橋梁施工中瀝青路面施工常用技術(shù)，但傳統(tǒng)熱鋪法能耗較大、成本較高、機(jī)械組合形式復(fù)雜且實(shí)用性較低。為此，可以利用節(jié)能措施降低熱鋪法下瀝青路面施工能源及資源消耗量。一是在瀝青混合料拌和施工階段以2臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)攪拌軸進(jìn)行拌和，可以提升拌和效率。同時(shí)采用溫拌施工技術(shù)，保持瀝青混合料溫度在120℃左右，可大幅度降低瀝青混合料攤鋪及碾壓施工過程中的能源消耗。二是對瀝青混合料運(yùn)輸、攪拌設(shè)備等加設(shè)保溫措施，在原有的設(shè)備保溫層之外再加設(shè)鍍鋅鐵皮等保溫材料，既可以保護(hù)內(nèi)部的保溫層，降低拌和及運(yùn)輸中的熱損耗，又可以切實(shí)避免因長時(shí)間暴曬及雨水侵蝕改變設(shè)備內(nèi)瀝青混合料的物理學(xué)性能。

3.2 水發(fā)泡溫拌瀝青路面施工技術(shù)

水發(fā)泡溫拌瀝青路面施工技術(shù)屬于節(jié)能施工技術(shù)的范疇，在材料配比上選擇與熱拌密級瀝青混合料相同的礦料級配，發(fā)泡溫度以165℃為宜，用水量約為1.5%。在實(shí)際施工中由拌料廠按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)制備瀝青混合料，以自卸車運(yùn)輸、兩臺(tái)攤鋪機(jī)梯隊(duì)半幅全寬鋪筑。需要注意的是，在集料的加熱中需采用新舊料分開加熱方式，其中新集料加熱溫度控制在180℃左右；舊集料加熱溫度控制在100℃左右，以專門發(fā)泡設(shè)備發(fā)泡后的瀝青溫度以175℃最佳[4]。在攤鋪?zhàn)鳂I(yè)中，維持?jǐn)備仚C(jī)以2.5m/s的速度運(yùn)行，攤鋪后立即進(jìn)行碾壓作業(yè)。第一次碾壓震動(dòng)碾壓機(jī)為主要設(shè)備，運(yùn)行速度為1.5h/km。如果使用配置自動(dòng)噴水裝置的碾壓機(jī)需控制好噴水量；第二次碾壓采用四輪輪胎式碾壓機(jī)，控制其運(yùn)行速度為4km/h；第三次碾壓借助震動(dòng)碾壓機(jī)進(jìn)行找平處理。

3.3 級配碎石基層瀝青路面施工技術(shù)

級配碎石基層瀝青路面施工技術(shù)具有就地取材、成本低廉的優(yōu)勢。但當(dāng)前我國相關(guān)規(guī)范中并未明確級配碎石基層瀝青路面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致其在實(shí)際的公路橋梁工程建設(shè)中應(yīng)用范圍較為狹窄。為此，可以從級配碎石基層瀝青路面混合料配比入手提升成型路面的質(zhì)量特性[5]。其一，下面層以針入度為62、延度超過100、軟化點(diǎn)為47.5、含蠟量為2.0%、閃點(diǎn)超過230℃、溶解度為99.9%的重交通石油瀝青為原材料；粗集料采用花崗巖、細(xì)集料采用花崗巖石屑、礦粉選用石灰石礦粉并以消石灰粉為抗剝落劑。其二，中面層瀝青結(jié)合料選用SBS改性瀝青?；|(zhì)瀝青為重交通石油瀝青；粗集料為花崗巖，細(xì)集料為機(jī)制砂。其三，上面層瀝青采用針入度為58、延度超過33.5、軟化點(diǎn)為84.5℃的SBS改性瀝青；粗集料為玄武巖，細(xì)集料為機(jī)制砂。

3.4 廠拌熱再生瀝青路面施工技術(shù)

廠拌熱再生技術(shù)是一項(xiàng)十分常用的瀝再生技術(shù)，可用于公路工程日常維護(hù)保養(yǎng)及老舊路面維護(hù)中。在應(yīng)用該技術(shù)時(shí)，需要結(jié)合實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)確定老化瀝青、新瀝青及再生劑的摻配比例，并需要綜合考慮再生瀝青延度、再生瀝青薄膜烘箱老化損失等。如果所回收的老舊瀝青針入度過小、需要在制備時(shí)摻入再生劑，則需要綜合對比再生瀝青與新購瀝青的成本，避免導(dǎo)致資源浪費(fèi)。此外，要根據(jù)實(shí)際施工需求選擇再生瀝青的針入度等指標(biāo)，保證瀝青混合料達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)語

綜上所述，按照施工工藝及使用范圍可將公路橋梁工程中的瀝青路面劃分為瀝青混凝土路面、廠拌瀝青碎石路面、瀝青貫入式路面、路拌瀝青碎石混合料路面、瀝青表面處治路面五種類型。影響瀝青路面施工質(zhì)量的因素主要包括施工材料、外界因素（空氣溫濕度及地質(zhì)條件等）、施工技術(shù)水平。為此，需要根據(jù)實(shí)際施工情況、工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及建設(shè)規(guī)范等合理選擇瀝青路面施工技術(shù)，在此基礎(chǔ)上對傳統(tǒng)瀝青路面施工工藝內(nèi)的混合料配比、施工技術(shù)等進(jìn)行改進(jìn)與優(yōu)化，切實(shí)降低瀝青路面施工過程對能源、資源的消耗，提升瀝青路面施工質(zhì)量及效率，進(jìn)而推進(jìn)我國瀝青路面施工技術(shù)朝向集約化、節(jié)約化、高效化與高質(zhì)量發(fā)展。