公路橋梁施工中的瀝青路面施工技術探討

郝利強

山西路橋集團試驗檢測中心有限公司 山西太原 030000

瀝青路面是指將瀝青混凝土經攤鋪、碾壓形成的多種類型路面。公路橋梁是我國交通運輸體系內的基礎性工程，需承載大量交通負荷，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通行、高溫下穩定性較好、低溫下抗裂性能優秀、耐久性較強等顯著優勢，是當前我國公路橋梁工程建設中的主要工程材料。

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行分類：

1.1 瀝青混凝土路面

瀝青混凝土路面是指以粗細骨料、瀝青、礦粉等混合料經拌和、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，即借助重型碾壓機械，對以熱拌熱鋪法制備的瀝青混凝土混合料進行攤鋪、碾壓，成型后路面平整、密實、具有一定的抗滑性能，且具有抗老化、耐磨等優勢，使用壽命一般在15年以上[1]；其二為冷鋪式，即采用流動性較強的瀝青混合料，保持混合料在常溫下具有一定的松散度與粘結性，適用于瀝青路面的小范圍養護、遠距離運輸公路橋梁施工。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，即采用具有適當流動性的瀝青混合料，即使不借助重型機械也可利用瀝青混合料的流動性及自重成型。

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粒可以分為同顆粒及級配兩種類型，其中集料級配用途較為廣泛。同時，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，且路面質量優于熱拌冷鋪。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、成本低廉的優勢。此外，廠拌瀝青碎石路面熱穩定性依賴于混合料顆粒間的鎖結性，在保持一定熱穩定性能的前提下，其對瀝青用量、混合料配比、集料級配的要求條件較為寬泛，因此在實際施工中具有材料易獲取、施工簡單的特點。但廠拌瀝青碎石路面容易發生滲水及老化，因此經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、施工操作簡單的優勢，但在實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，極有可能出現泛油等質量缺陷。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，此類混合料內細骨料含量較高，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，采用攪拌設備或人工方式將瀝青混合料拌勻，攤鋪并壓實形成的路面。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，需要采用流動性較大的瀝青對集料及混合料進行粘結才能保證路面施工質量，同時，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生材料離析問題，需摻入適量的抗剝落劑或水泥等增強瀝青與集料的粘結性。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較低，并且在實際施工中會受到諸多條件的制約，但是其可以大幅度縮短材料運輸距離與時間，降低材料運輸成本，在低級公路橋梁工程建設中的應用較為廣泛。

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構層厚度較小，一般為1至3cm，因此在實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、無障礙且干燥清潔。同時，表面處治路面使用壽命較短，一般不用做路面結構層，在設計時通常不需要考慮路面的承載力等相應參數，一般用作保護非瀝青承重層，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保養中，施工工藝分為三類：其一為在第一層撒布粒徑較大的集料，隨著施工層數的增加集料粒徑逐漸縮小；其二為在第一層撒布細集料，逐層壓實后壓入粗集料，以此在表面形成具有一定熱穩定性的處治層；其三為用細集料形成封層，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量的關鍵因素

瀝青路面施工是公路橋梁施工中的關鍵環節之一，影響其施工質量的主要因素如下：

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。如果瀝青各項指標不能達到公路橋梁荷載需要、長時間穩定通行需求，便會導致瀝青路面在車輛重復及高頻率通行中出現裂縫、車轍等質量缺陷，嚴重時會威脅到車輛通行的安全性與穩定性；其二，集料的含泥量、規格等會影響到瀝青路面施工質量，如果粗集料含量過高、礦粉含量不足，極有可能導致瀝青路面滲水性較差、耐磨性能較低，在遭遇暴雨天氣時會出現路面積水等問題；其三，外加劑的類型及用量也會影響瀝青路面質量特性，如果外加劑選擇不合理、用量不科學，既有可能導致路面強度難以達到設計標準，又可能破壞原本混合料的穩定性。

2.2 外界因素

影響公路橋梁施工中瀝青路面施工質量的外界因素主要包括空氣溫濕度、地質條件。如果空氣溫度較高，碾壓次數過多，將會導致瀝青混合料被碾壓機械車輪帶起，進而引發路面位移、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，粘結性及延伸性也隨之降低，將會加大碾壓施工難度，導致瀝青路面壓實度不足或平整度不達標；如果空氣內濕度過大，極有可能引發瀝青混合料離析問題，延長路面成型時間，加大浮塵等對路面的擾動程度，進而降低路面質量。此外，地質條件也會對瀝青路面施工質量產生影響，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致路面發生不均勻沉降，進而誘發裂縫、涌起等路面質量病害。

2.3 施工技術

公路橋梁工程中瀝青路面施工工序復雜、涉及到較多機械設備、人員結構復雜且技術標準較高，施工人員質量意識、機械設備組合形式及施工技術水平等都會影響瀝青路面施工質量。其一為部分施工人員質量意識薄弱，在施工中并未嚴格按照施工組織計劃及現場調度進行作業，導致部分路段瀝青路面強度、壓實度等不能滿足設計要求，進而降低公路橋梁工程整體質量安全；其二為機械設備組織不科學，攪拌機、攤鋪機及碾壓機等配合程度較低，一方面會降低施工效率、延長施工周期，另一方面會因連續作業困難導致不同路段瀝青路面質量參差不齊；其三為施工現場質量管控不到位，未能發現隱蔽性及潛在性的瀝青路面施工質量問題。

3 公路橋梁施工中瀝青路面施工技術

基于對瀝青路面類型的劃分及對影響瀝青路面施工質量關鍵因素的分析，建議從以下四個方面入手切實發揮公路橋梁施工中瀝青路面施工技術的作用。

3.1 熱鋪瀝青路面節能施工技術

熱鋪是公路橋梁施工中瀝青路面施工常用技術，但傳統熱鋪法能耗較大、成本較高、機械組合形式復雜且實用性較低。為此，可以利用節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臺電機驅動攪拌軸進行拌和，可以提升拌和效率。同時采用溫拌施工技術，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輸、攪拌設備等加設保溫措施，在原有的設備保溫層之外再加設鍍鋅鐵皮等保溫材料，既可以保護內部的保溫層，降低拌和及運輸中的熱損耗，又可以切實避免因長時間暴曬及雨水侵蝕改變設備內瀝青混合料的物理學性能。

3.2 水發泡溫拌瀝青路面施工技術

水發泡溫拌瀝青路面施工技術屬于節能施工技術的范疇，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，發泡溫度以165℃為宜，用水量約為1.5%。在實際施工中由拌料廠按照設計標準制備瀝青混合料，以自卸車運輸、兩臺攤鋪機梯隊半幅全寬鋪筑。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，以專門發泡設備發泡后的瀝青溫度以175℃最佳[4]。在攤鋪作業中，維持攤鋪機以2.5m/s的速度運行，攤鋪后立即進行碾壓作業。第一次碾壓震動碾壓機為主要設備，運行速度為1.5h/km。如果使用配置自動噴水裝置的碾壓機需控制好噴水量；第二次碾壓采用四輪輪胎式碾壓機，控制其運行速度為4km/h；第三次碾壓借助震動碾壓機進行找平處理。

3.3 級配碎石基層瀝青路面施工技術

級配碎石基層瀝青路面施工技術具有就地取材、成本低廉的優勢。但當前我國相關規范中并未明確級配碎石基層瀝青路面的技術標準，導致其在實際的公路橋梁工程建設中應用范圍較為狹窄。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量特性[5]。其一，下面層以針入度為62、延度超過100、軟化點為47.5、含蠟量為2.0%、閃點超過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，中面層瀝青結合料選用SBS改性瀝青。基質瀝青為重交通石油瀝青；粗集料為花崗巖，細集料為機制砂。其三，上面層瀝青采用針入度為58、延度超過33.5、軟化點為84.5℃的SBS改性瀝青；粗集料為玄武巖，細集料為機制砂。

3.4 廠拌熱再生瀝青路面施工技術

廠拌熱再生技術是一項十分常用的瀝再生技術，可用于公路工程日常維護保養及老舊路面維護中。在應用該技術時，需要結合實驗室試驗確定老化瀝青、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，避免導致資源浪費。此外，要根據實際施工需求選擇再生瀝青的針入度等指標，保證瀝青混合料達到設計標準。

4 結語

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量的因素主要包括施工材料、外界因素（空氣溫濕度及地質條件等）、施工技術水平。為此，需要根據實際施工情況、工程技術標準及建設規范等合理選擇瀝青路面施工技術，在此基礎上對傳統瀝青路面施工工藝內的混合料配比、施工技術等進行改進與優化，切實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量及效率，進而推進我國瀝青路面施工技術朝向集約化、節約化、高效化與高質量發展。