影響瀝青路面質量的主要因素分析與對策

李海洋 張 燕

中國水電十一局（45000 0）

隨著公路建設的迅速發展，國內外瀝青混凝土路面結構得到廣泛的應用。怎樣控制好瀝青混凝土路面的質量使其更長時間地服務，是擺在公路建設者面前的重要課題。

1 原材料質量的影響

瀝青混凝土路面結構由瀝青及礦料組成，故瀝青和礦料的質量是影響路面質量的直接因素。

1.1 瀝青

高等級公路瀝青混凝土路面的瀝青主要為道路石油瀝青。瀝青是高分子化合物，其質量主要取決于瀝青的組成及膠體結構。高樹脂、低石蠟的石油瀝青延伸性較好，與礦料的黏結性較好，熱穩定性也較好，但當含蠟量10%～20%時，瀝青延伸度較小，與礦料的黏結性、熱穩定性較差，將直接影響路面的質量，縮短路面的使用壽命。

瀝青質量符合要求后，施工中加熱溫度顯得特別重要。加熱溫度過低，瀝青的黏滯度不能滿足施工的要求；若高溫下長時間地加熱或瀝青混合料溫度過高，都可能引起瀝青膠團結構發生變化，使瀝青失去黏結性，從而使路面出現裂縫、麻面、松散、脫粒等病害，縮短路面使用壽命。

1.2 礦料

1.2.1 碎石的強度和耐磨性能

碎石直接承擔車輛的荷載和沖擊，若碎石強度達不到要求，在荷載的作用下碎石破裂，導致路面結構破壞，路面摩擦系數降低，對行車安全造成威脅。

1.2.2 碎石的對瀝青的粘附性能

碎石中扁平、針片狀顆粒過多，影響碎石的整體強度，而碎石親水憎油性強影響碎石與瀝青的黏附，往往造成脫粒、松散等病害。

1.2.3 砂

砂是組成瀝青混凝土連續級配的重要材料。適宜的砂含量可以改善瀝青混凝土的均勻性及和易性，保證瀝青混凝土的整體密實度。砂的顆粒組成應是不均勻的粗砂，砂質潔凈，沒有雜質。如砂中含泥量過大，泥不能與瀝青良好黏結，在車輛的沖擊和雨水的沖刷下，路面就容易形成坑洞。有些地方用石屑代替部分砂,強度較低且扁平狀含量較大，在使用過程中很容易進一步破碎。

1.2.4 礦粉

礦粉的作用主要有兩個:一是使液化的瀝青變成簿膜狀態,增加集料同瀝青相互作用的表面積，瀝青的黏度和強度都有所提高；二是填充顆粒之間的細小孔隙，進一步改善瀝青混凝土的密實度。選用礦粉時應特別注意礦粉的細度（0.075 mm篩孔通過率為70%～75%）、抗剝離性能、憎水親油性能，這些性能都有決定礦粉能否和瀝青良好黏結的主要因素。

2 瀝青用量的影響

瀝青混凝土的強度取決于瀝青混合料的黏結力和內摩擦角，瀝青含量超過最佳值，黏結力就降低。

用油量過小瀝青不能完全包裹礦料，使混合料拌和不均勻，出現花白、干散等現象。用油量偏大，瀝青混合料易出現結團、流動性大等現象，路面成型后易產生光面、泛油、油包等。因此在進行瀝青混凝土配合比設計時應嚴格控制瀝青含量，施工中定量作抽提試驗，不斷調整瀝青用量，使瀝青混凝土達到各項技術指標要求。

3 施工質量的影響

3.1 配合比設計

瀝青混合料配合比設計是一項非常重要的工作，不能僅憑幾個馬歇爾試驗就得出結果。草率的設計將使礦料、瀝青用量不適當，從而影響馬歇爾試驗的各項技術指標，使鋪筑出的路面質量并不讓人滿意。正確的設計應分為3個階段:目標配合比設計階段、生產配合比設計階段、生產配合比驗證階段。

3.2 拌和溫度

瀝青混凝土溫度過高，易使瀝青失去黏性，使用過程中出現老化。溫度過低，則瀝青和礦料黏結效果不佳，瀝青混凝土強度和路面平整度差，路面透水性加大，從而降低路面的使用質量。

3.3 拌和的均勻性

均勻拌和瀝青混合料能使細礦料團聚分解，礦粉的表面積得到充分擴展，使黏附在其上面的瀝青膜減薄,有利于提高瀝青混凝土的強度和穩定性。當拌和不均勻時，大量的細顆粒在混合料中處于團聚狀態，粗細料分別集中，大部分瀝青集聚成個別的集合體，填在礦料顆粒之間，不能完全裹住礦料，使混合料出現離析。

3.4 壓實質量

密實度對瀝青混凝土垂面層抗腐蝕性穩定性的影響很大,對路面結構層的強度影響也很大。碾壓達到最佳密度時孔隙率最小，瀝青混凝土的強度最高；反之，孔隙率大，路面滲透較多水分，最終導致瀝青膜剝落，降低路面強度。

4 施工控制

4.1 嚴格組織施工

應根據全面質量管理的要求，建立健全有效的質量保證體系；實行嚴格的目標管理、工序管理與崗位責任制度，對施工各階段的質量進行檢查、控制、評定、達到所規定的質量標準，確保施工質量的穩定性；應將試驗工作做為一項非常重要的工作來抓，因為它直接反映路面質量的大部分技術指標。

4.2 嚴把材料關

4.2.1 嚴格控制瀝青進料及使用

按設計指定的瀝青種類及標號進料，瀝青出廠應附有質量檢驗單。按每100 t瀝青或每車瀝青取代表性試樣進行技術檢驗,做到隨時掌控瀝青質量動態。不同來源、標號的瀝青分開存放；儲存時間過長，使用前應抽樣檢驗。瀝青標號達不到要求時，可用幾種不同標號的瀝青進行摻配,摻配比例由試驗決定。

一般道路施工項目占線長，工期緊，瀝青用量較大。如果一些項目所在區域瀝青生產廠家少、供應能力不足，需要與多家供應商合作，因此需密切關注瀝青原材料質量，嚴格遵守驗收程序，把好質量關。

4.2.2 礦料

由于瀝青路面材料消耗量大,攤鋪時間集中，多數石料場生產條件較差，材料規格不全，生產能力較小，施工企業往往需從多個石料場采購石料。盡管在級配設計過程中規定了最大粒徑、最大粒徑的一半、4.75 mm、2.36 mm、0.075 mm五檔規格料的通過量，但中間粒徑的通過量出入較大，引起集料級配變化較大，使壓實系數產生波動，影響路面平整度。按Superpave設計理論,尤其要控制4.75 mm骨料通過量,因為其對路面的使用耐久性影響較大。另外，由于瀝青混凝土拌和機振動篩易破裂，使集料中混有部分超規格大粒徑的石料，攤鋪時局部攤鋪厚度發生變化或引起攤鋪面的拉痕，碾壓后引起縱橫向局部不規則的小波浪,影響路面平整度和質量。

每種粒徑的原材料規格一定要統一均勻，從各個石料場拉來的石子，要經常作篩分試驗，使各個石料場的石子篩分結果符合規范要求，各個石料場的石子粒徑的通過率基本一致，必要時可通知各石料場采用相同孔徑的篩子和相同的過篩方式（如全用振動）。在高速公路上盡可能采用產量大、規格符合要求的同一個石料場生產的石料。在生產過程中經常檢查瀝青混凝土拌和機振動篩是否破損，如有破損及時更換。所進集料應潔凈、干燥、無雜質，礦粉要求潔凈、干燥、無結塊，不準露天堆放。

4.3 瀝青用量

每臺拌和機抽查1～2次/日（采用抽提法）,確保瀝青含量±0.3%之內。同時注意瀝青泵的運轉是否正常，它將直接影響瀝青混合料的質量。

4.4 瀝青混合料拌和

1）拌和設備。可用間歇式或連續式拌和機，高速公路及一級公路宜采用間歇式拌和機。

為確保攤鋪機連續、勻速、不間斷攤鋪，每臺拌和機必須達到一定的生產量，否則必須采用多臺拌和機聯合供料。在聯合供料過程中，每個拌和機的拌和溫度不可能完全一致，再加上料源的不一致，攤鋪后一些部位在碾壓過程中碾壓溫度發生變化，影響到路面的平整度和密實度。

加強瀝青混合料的出廠溫度檢驗，將拌和機生產的混合料采取集中攤鋪，安排專人負責收料，不同拌和機的混合料不得互相摻和攤鋪（對雙機攤鋪的路面，可攤鋪在固定的一側）。

2）混合料出廠溫度和加熱溫度。根據AASHTO規范要求，瀝青加熱溫度一般控制在135～165℃，石料的加熱溫度不宜超過163℃，瀝青最低溫度不宜低于120℃，混合料溫度不宜高于165℃，超過180℃應廢除。國內要求瀝青溫度不宜低于130℃，且不得高于180℃。

加強瀝青拌和站各種材料的加熱溫度檢驗。拌和站的加熱系統和溫控系統是否能正常運行，直接影響瀝青混合料溫度的控制。避免因人員少、管理不到位、檢修和維護不及時、監視器溫度顯示數據和實際加熱溫度不符等情況,出現溫度過高或過低，混合料“白花”或燒焦。

3）拌和時間與外觀質量。瀝青混合料應拌和均勻，所有礦料全部裹覆瀝青混合料。間歇式拌和機每鍋拌和時間為20～50 s（其中干拌時間不得少于5 s），連續式拌和機拌和時間由上料速度及拌和溫度確定。

一般瀝青拌和機均帶有儲料倉，拌好的混合料如不立即鋪筑，可放儲料倉儲存。儲料倉無保溫設備時，允許的儲料時間應以符合攤鋪溫度為準。儲料倉有保溫設備時，儲料時間也應視儲料倉保溫效果、施工季節、大氣溫度以及符合攤鋪溫度為準。混合料通過運料斗進入儲料倉再放入運輸車輛，均會產生一定程的粗細粒料離析。施工過程中每車料攤鋪結束時攤鋪機接料斗的兩翼都將翻起，使得攤鋪后的瀝青面層也產生離析。離析后由于粗細粒料的壓實系數不同,壓路機在壓實過程中有明顯的搖晃，從而影響路面質量。

拌和站工作人員要經常檢查維修機械，保持機械的良好運轉。從成品料倉向自卸車放料時，應每卸一斗混合料挪動一下汽車的位置，以減少粗細集料的離析現象。在攤鋪過程中，盡量減少攤鋪機接料斗兩翼的翻起，以減少人為因素造成的瀝青混合料的離析。有條件時在攤鋪機前另增二次篩分輸送機械。

4.5 瀝青混合料的攤鋪

要保證瀝青面層達到預期平整度和舒適度，瀝青混合料的攤鋪工藝至關重要。緩慢、連續、均勻、不間斷的攤鋪是提高路面質量最主要的措施，因此攤鋪機在操作過程中應注意三個方面影響因素。

4.5.1 攤鋪溫度和施工環境因素

高速公路和一級公路施工溫度低于10℃，其他等級公路低于5℃時，不宜攤鋪瀝青混合料。瀝青面層應安排在白天施工,太陽落山之前結束，不得在大風的天氣和下雨、下雪情況下進行施工。瀝青基層如在夜間施工，應提供足夠的照明設備。

4.5.2 攤鋪的停頓因素

停頓時，攤鋪機各工作部件將遭冷卻，阻力將增加，攤鋪機要克服這些阻力才能拉動先前的混合料逐漸恢復到平順攤鋪。在拉動過程中混合料不均勻，壓實系數不穩定，從而影響平整度。

最常見的停頓原因就是供料跟不上，因此要配足與攤鋪能力匹配的拌和機，盡量做到攤鋪過程中不停機。如因拌合站和設備故障，停頓時間過長，現場施工班組應立即暫停施工。

4.5.3 攤鋪速度因素

攤鋪機瞬時作業速度的變化，將引起路面層結構的變化，直接影響路面的平整度。例如，料車沖撞攤鋪機和卸料過快，或在作業中使用制動而增加攤鋪機的牽引負荷，都容易導致速度不均，面層粗糙度不均，從而造成平整度下降。

根據瀝青混凝土拌合站的生產能力，應以攤鋪機不停機為原則確定攤鋪機的工作速度。工作速度一經選定，應保持恒定，不得隨意變換速度。料車不得沖撞攤鋪機。運卸料過程中應掛空擋，靠攤鋪機的推動前進。高速公路中應采用產量不小于120 t/h的性能穩定的拌和設備。

攤鋪機的性能基本決定了攤鋪的效果，功率越大、自動找平系統越完善，攤鋪效果越好。根據攤鋪厚度、寬度選擇具有完善的自動找平系統的滿足攤鋪效果的攤鋪機,在避免離析的同時提高平整度。

4.6 瀝青混合料的壓實及成型

壓實過程分為初壓、復壓、終壓。這個過程應在混合料溫度允許范圍內進行，碾壓時應先從外側向中心進行，相鄰碾壓帶應重疊1/3～1／2輪寬，最后碾壓中心部分。

碾壓工藝與碾壓機具的合理組合對平整度和密實度的影響很大，在施工中應控制好以下四個方面:

1）初壓應在較高溫度下進行，以不產生推移、發裂為原則。初壓溫度應根據瀝青稠度、壓路機類型、攤鋪初始密度等因素通過試鋪確定。通過實踐來看，普通瀝青初壓溫度宜在130～140℃，改性瀝青初壓溫度宜在160～165℃，并根據氣候、氣溫、攤鋪速度等因素確定碾壓長度。碾壓過程中應采用6 m直尺跟蹤檢測。

初壓可采用輕型鋼筒式壓路機或關閉振動裝置的振動壓路機慢速均勻碾壓2遍。復壓緊接著初壓進行，宜采用重型輪胎壓路機也可采用振動壓路機或鋼筒式路機，碾壓不少于6遍。終壓緊接著復壓進行，可選用雙輪鋼筒式壓路機、關閉振動裝置的壓路機，碾壓不少于2遍。

2）壓路機應以慢而勻速的速度碾壓，壓實時主動輪在前，防止熱混合料被擠壓隆起。碾壓應從外側向內側，從低向高處碾壓，碾壓過程中不得打方向剎車。碾壓必須重疊，既防止超壓又要防止漏壓。碾壓過程中的起動、換向、倒退等方法不當都將引起路面出現擁包和凹坑。振動壓路機倒車時應先停止振動，在向另一方向運動后，再開始振動，以避免混合料形成鼓包或波浪。

3）壓路機不得在未碾壓成型并冷卻的路段上轉向、調頭或候車等候，振動壓路機在已成型的路面上行駛時應關閉振動。混合料粘輪時，可向碾輪灑少量水、加洗衣粉的水或食用油。

4）普通瀝青混凝土初壓可采用雙鋼輪靜碾，也可采用重型膠輪壓路機碾壓。膠輪碾壓有助于骨料結構的更合理組合。

4.7 瀝青混凝土路面接縫處理

接縫處理的常見缺陷是，接縫處結合強度不夠而產生松散或裂紋；處理不當而使平整度下降。因此縱縫和橫縫的施中應控制好以下兩大方面。

4.7.1 對縱向接縫的處理

1）盡量采用熱接縫，這就需要兩臺攤鋪機進行梯隊作業聯合攤鋪。兩臺攤鋪機梯隊作業時，攤鋪機的各有關結構參數和運動參數應調整一致。相鄰搭接疊量應在5～10 cm之間。相鄰兩臺攤鋪機前后距離，宜在5～15 m，以利于及時碾壓。

2）上下層縱向接縫不得重合，錯開量不得小于100 cm。

3）熱接縫的碾壓應放在錯輪碾壓的最后進行，由一臺壓路機最終完成20～30 cm接縫（騎縫）處的碾壓，以消除痕跡。

4）半幅施工或舊瀝青路面連接的縱縫，不能采用熱接縫，宜加設擋板或采用切刀切齊。鋪另半幅前必須將縫邊緣清掃干凈，并刷瀝青，攤鋪時應重疊在已鋪層上5～10 cm。碾壓時先在已壓實的路面上行駛，碾壓新鋪層10～15 cm，然后才逐漸移動跨過縱縫，將縱縫碾壓緊密，上下層的縱縫應錯開15 cm以上，表層的縱縫應順直，且位于車道的畫線位置。

4.7.2 對橫向接縫的處理

橫縫以平接縫為佳。橫接縫必須由專人小組進行處理，以確保接縫處的平整度。同時要注意:

1）從接縫處起繼續攤鋪混合料前，應用6 m直尺檢查端部平整度，不符合要求時，應予清除。

2）攤鋪時應調好松鋪厚度，接縫處攤鋪層施工結束后再用6 m直尺檢查平整度。當有不符要求時，趁混合料尚未冷卻立即處理。

3）橫縫的碾壓應使壓路機位于已壓實的混合料層上，伸入新鋪層的寬度為15 cm。然后每壓一遍向新鋪混合料移動15 ～20 cm，直至全部在新鋪層上為止，再改為縱向碾壓。要特別注意杜絕與接縫垂直碾壓，防止新舊層錯位。

4.7.3 縱縫

攤鋪時采用梯形隊作用的縱縫采用熱接縫，施工時應將先鋪的混合料留下10～20 cm寬度暫不碾壓，作為后攤鋪部分的高程基準面，縱縫應在后鋪部分攤鋪后立即碾壓。碾壓開始時壓路機大部分行駛在已壓好的路面上，然后逐漸移動跨縫碾壓以消除縫跡。

4.8 攤鋪機的使用與操作

攤鋪機的使用與操作不當是造成平整度差的重要因素，因此平整度的控制應做好以下五點:

1）攤鋪作業速度應保持恒定。

2）熨平板的工作角。

熨平板的初始工作角的選擇應根據攤鋪厚度，即較大的厚度應選擇較大的初始工作角，反之則選擇較小的工作角。熨平板組合調整時，應檢查其初始工作角是否一致。如初始工作角不一致將造成攤鋪層同一橫斷面厚度不一致或出現臺階，直接影響平整度。在攤鋪作業中，不要頻繁地調整厚度控制桿，否則，將造成工作角的不斷變化，而工作角的恢復需要一段時間，在這段時間內，所得到的面層將是不平整的。

3）鋪料螺旋處的物料壓力

鋪料螺旋處的物料壓力，是指被計量的在熨平板前拌和料的壓力。在攤鋪作業中，應根據不同的鋪層厚度、寬度及攤鋪速度，正確地調整刮料板的開度，以保證物料壓力的穩定。物料對熨平板底面的阻力增加，促使工作角相對變大，厚度增加，致使平整度下降。物料壓力太小時，平整度同樣下降。

4）合理使用自動找平裝置

自動找平裝置的系統誤差是由基準誤差和裝置本身的誤差兩部分組成的。

在基準誤差不變的情況下，自動找平裝置本身的誤差越小，系統誤差就越小，攤鋪層平整度就越好。因此，自動找平裝置各主要元件的安裝、調整須按規定進行，以盡量減小因安裝、調整而產生的誤差。

5）熨平板的預熱與保溫

熨平板的預熱與保溫應以接近拌和料溫度為準。應杜絕不預熱或熨平板過熱兩個極端。熨平板不預熱，拌和料就黏結在底板上，直接破壞鋪層的平整度。熨平板過熱，熨平板易扭曲變形，瀝青易焦化，也會破壞路面平整度。

4.9 基層平整度對瀝青面層平整度的影響

基層平整度對瀝青面層的平整度影響很大。基層如果標高不準，平整度不好，將使得油面松鋪厚度不等，碾壓后表面就會出現不平整。

嚴格控制基層標高和平整度。基層采用攤鋪機攤鋪，以提高其平整度。標高寧可適當低一些，以確保攤鋪厚度。要十分重視基層的橫坡度，橫坡度驗收時一個斷面應多測幾個點,防止產生復合橫坡，影響松鋪厚度和平整度。

4.10 臺背回填對平整度的影響

由于臺背填土和橋面沉降的不一致，橋頭產生不均勻沉降差，不均勻的沉降使得橋頭產生跳車。

5 結語

影響瀝青混合料路面質量的因素較多。在瀝青路面的施工中只有認真分析和總結，加強管理，才會確保瀝青路面施工質量符合要求，但是也要避免片面追求平整度而忽視壓實度，正確對待和處理壓實度和平整度的關系。路面施工如果作到精心施工準備、嚴格過程控制、注重總結積累經驗，則路面質量將會得到較大的提高，完全可以達到施工規范及質量檢驗評定標準。