高速公路瀝青路面泛油問題及預防措施

林友恩

（中交第四航務工程勘察設計院有限公司，廣州510230）

1 工程案例

1.1 工程概況

巴布亞新幾內亞（以下簡稱：巴新）西高地省高地公路是巴新西高地省僅有的一條主要運輸命脈，由巴新第一大港口城市萊城延伸至高地區域。高地區域為巴新主要的西部資源中心，如PNG、LNG 項目和其他重要的礦產資源項目都匯集于此。高地區域也是巴新的農業中心，如咖啡和茶業的種植多集中在該區域。經過十幾年經濟發展，日益增加的交通運輸量給現有的雙車道公路增加了超額壓力，現有公路損壞嚴重。因此，巴新政府急需升級該公路。

本項目位于巴新西高地省，橫穿芒特哈根城區，從Kagamuga Airport 至Keltiga Junction 總長約13.7 km（含12.5 km 現有高速公路和1.2 km 機場支路），設計將現有道路改造成雙向4 車道，鋪設5 cm AC-14 細粒式混凝土路面。

1.2 自然條件

西高地省地區分為干燥和潮濕兩個季節氣候。旱季為5～10 月，雨季于11 月初開始，并于來年4 月份結束。最高溫度約30 ℃，最低氣溫約11 ℃。平均年降雨量在2 200～4 000 mm，暴雨一般集中在12 月～次年3 月，對工地施工嚴重不利。具體見表1。

表1 年平均溫度、降雨量統計表

1.3 道路現狀

作為西高地省的主干道，隨著當地經濟的發展，道路交通量逐年增大，給道路施工帶來一定的影響；對于新鋪設的瀝青混凝土路面，做完壓實度和取芯試驗后，由于開放交通的壓力，監理工程師要求施工完馬上開放交通。在已開放交通的CH1+200～CH3+000 鋪設完成段落，出現較多隨機性的點狀油斑泛油現象，最大直徑約40 cm，有連通成片的發展趨勢，如圖1 所示，直接影響路面使用壽命及行車安全性。

圖1 路面泛油示意圖

2 泛油機理及現象特征

國內學者對道路泛油現象進行了系統研究，但對泛油的原因機理上并沒有形成一致的意見。根據《瀝青與瀝青混合料的粘彈力學原理及應用》[1]的定義為：交通荷載作用使得瀝青混合料內的集料不斷嵌擠，致使空隙減少，最終將瀝青膠漿擠壓到路表而發生泛油。

根據《瀝青路面結構行為理論》[2]描述，動水作用型泛油有2 種表現形式：（1）點狀的油斑，由小到大發展；（2）沿輪跡帶發布的帶狀油斑。點狀油斑的發展過程是：首先在某段輪跡帶上出現小塊油斑，剛開始直徑只有1～2 cm；隨后輪跡帶上的小塊油斑逐漸增多、增大，油斑直徑增大到2～5 cm 不等；油斑發展的最后階段，各塊油斑逐漸增大連通成片。

3 泛油的成因分析

道路形成路面泛油的成因不應該只從單一因素考慮，這是一個復雜綜合作用的結果。結合項目中實際發生情況，總結出以下幾方面原因：

1）混合料組成設計不當。本項目瀝青含油量為5.05%，對比巴新首都地區所做項目瀝青含油量（4.8%左右）偏大。在混合料中摻入過多的瀝青用量，造成瀝青的填充率過高、飽和度較大，在高溫和行車荷載作用下瀝青被擠出有限的空間，由下部泛油到路面形成泛油。

2）混合料拌和控制不嚴。拌和站的操作人員沒有經過專業培訓，未持證上崗，只是通過臨時培訓，對拌和設備和規范要求不熟悉；拌和設備經過長途跋涉從國內運輸到巴新，設備性能不處于最佳狀態，且沒有定期進行校驗，未及時發現計量設備偏差超限，極易造成混合料拌和控制不嚴。

3）黏層油用量不當。項目采用透層和封層施工工藝，透層材料煤油和瀝青比例為44%～56%，施工完成經過煤油揮發48 h后進行封層施工，封層材料采用100%瀝青加上7 mm 骨料，瀝青整體用量較多，加上灑布車平時維護不到位，灑布率時大時小，造成撒播精度難以保證。

4）集料棱角性差。項目所在區域找不到合適的石料，所有骨料采用河道河卵石，顆粒圓滑近球形，易于相互滑動，孔隙率小、無破碎面，雖然經過設備破碎，但整體棱角性一般。集料相互間不能有效嵌擠密實，在荷載作用下極易相互滑動，混合料的抗剪切性差，對瀝青混合料的穩定性、塑性變形有重要影響。

5）施工質量不高。（1）攤鋪設備性能老舊以及操作手的操作技能差，使得細集料產生團聚引起離析，使局部混合料的瀝青含量過大；（2）攤鋪機在加寬段采用全幅攤鋪的方式，螺旋分料器運送混合料的距離過長加大了離析的產生；（3）加寬段采用2 臺攤鋪機前后攤鋪，加上西高地地區早晚溫差變化大，控制不嚴極易引起一定的溫度離析，造成瀝青路面的壓實度不相同；（4）基層平整度差，引起部分位置凸起層厚不足，造成局部過度超壓現象。

6）水破壞。項目位置處于多雨地區，特別是雨季期間為追趕施工進度，無法保證瀝青處于壓實最佳狀態，當瀝青路面壓實存在薄弱環節，水能通過瀝青縫隙進入路面內部，集料表面的瀝青膜在水的作用下脫落形成自由瀝青，并在行車荷載的壓吸力作用下被迫上溢，從而形成面層上部泛油。

4 路面泛油預防措施

1）嚴把瀝青混合料質量關，使瀝青混合料達到最佳級配要求，集料拌和及粗細需均勻一致；控制瀝青用量，尤其不要過量，嚴格按照設計配合比要求控制油石比。

2）聘用專業的拌和站操作人員，杜絕無證上崗操作；同時，定期對瀝青拌和站電腦控制系統進行校驗，生產過程中技術人員檢查核對每個料倉的材料溫度、礦料用量、瀝青用料等數據指標及溫度等參數，確保生產配合比與設計要求的一致性。

3）灑布機應配有電腦自動控制的設備并定期進行校驗?，F場試驗人員嚴格控制灑布率，嚴禁超量灑布，以適量、均勻為最終目的。瀝青面層施工前派專人檢查以不被粘起帶走為控制標準，嚴格控制，務必等到封層瀝青完全干透。

4）巴新DOW 規范對棱角性指標沒有定性要求，標準不同評價出的集料棱角性指標千差萬別，直接導致瀝青混合料選料標準混亂、質量不高。項目實驗室采用國內通用的流動時間法測定細集料棱角性，也是中國JTG E 42—2005《公路工程集料試驗規程》[3]中評價細集料棱角性的試驗方法。對于不符合規范值要求的集料建立相應的試驗臺賬，專人負責管理嚴禁混合使用，確?；旌狭系馁|量。

5）定期對攤鋪設備進行保養校驗以及機械操控手操作技能的技術安全交底培訓，在施工過程中提高基層平整度的控制，對于超出規范值區段嚴格整改到位；同時，要求控制攤鋪的寬度，攤鋪機攤鋪瀝青時必須注意瀝青混凝土拌和的均勻性，防止粗細集料離析。專人負責統計檢查瀝青混合料拌和溫度、出廠溫度和碾壓溫度，確保瀝青與碎石的最佳黏附性能，壓實人員嚴格按照瀝青試驗段總結工藝進行碾壓，避免出現超壓現象，進而保證瀝青壓實效果。

6）為保證瀝青混凝土的水穩定性和耐久性，確保瀝青和集料的黏結性能，避免瀝青路面因車輛荷載作用而產生瀝青自由剝落現象[4]。在配合比設計試驗中技術人員嚴格把關，對各種原材料的最佳組合進行嚴格篩選，改善瀝青與集料的黏結性。

5 結語

瀝青路面出現泛油是由綜合因素造成的，與瀝青路面的設計、施工、使用、養護等密切相關。但是只要找出瀝青泛油的原因，采取相應的措施，就可以有效解決瀝青路面泛油現象，從而提高路面質量和使用壽命。