瀝青路面低溫施工質量保證措施

胡耀波 馮澤林 李陽

摘要 瀝青路面冬季施工會出現壓實度不足、平整度不夠、粘結度變差、溫度離析等現象，從瀝青混合料材料、瀝青路面施工質量、施工質控原則及重點分析了瀝青路面低溫施工的特點，分析研究從原材料、配合比、機械設備、施工工藝等方面進行嚴格控制以避免低溫施工導致不良現象，提高瀝青路面冬季施工質量。

關鍵詞 瀝青路面;冬季施工;路面性能;質量控制

中圖分類號 U416.217 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）05-0076-04

0 引言

我國北方冬季氣溫較寒冷，正常施工天數相比南方較少，日照（嵐山）至菏澤公路棗莊至菏澤段工程簡稱棗菏高速，由山東葛洲壩棗菏高速公路有限公司投資建設，棗菏高速主線長177.76 km，微山連接線長10.9 km，橫跨棗莊、濟寧、菏澤三市八縣（區），是山東省高速公路網“九縱五橫一環七射多連”中“一環”的重要組成部分，也是山東省重點高速項目。其中微山湖特大橋長9 889 m，跨越北方最大淡水湖南四湖湖區，湖區冬季施工存在氣溫低、空氣濕度大等特點，棗菏高速線路長，跨越多處重要高速及鐵路線路，瀝青路面鋪設量大，施工組織困難。山東省通常11月中旬即進入冬季施工時間，為把握有效施工日期，保證路面施工質量，確保項目建設順利完工，瀝青路面冬季施工變得尤為重要。準確分析影響瀝青路面施工的因素，研究瀝青路面冬季低溫施工技術，優化相關施工工藝對棗菏高速瀝青路面冬季施工具有重要意義。

1 冬季低溫下施工對瀝青路面性能的影響

《公路瀝青路面施工技術規范》中要求氣溫低于10 ℃（高速公路和一級公路）或5 ℃（其他等級公路），以及雨天、路面潮濕的情況下不得進行瀝青路面施工。瀝青混合料的最低攤鋪溫度見表1。

冬季低溫條件下對瀝青路面性能的主要影響：路面壓實、平整度的影響、造成溫度離析、對瀝青路面層間粘結的影響。

1.1 對路面壓實的影響

低溫條件下瀝青的粘度較低，骨料之間難以結合，達不到要求的壓實度，導致混合料之間孔隙率偏大，易產生路面滲水，形成早期水損害，油丁發展為坑槽，如圖1。在行車荷載壓力和雨后凍水雙重作用下，瀝青路面易造成剝離導致形成松散和坑槽等現象。

瀝青路面冬季低溫施工時若壓實不夠將會導致混合料空隙率過大，水分易滲入到路面材料中，從而產生坑槽、唧漿等病害。碎石等原材料針片狀含量過大、軟落顆粒含量偏大、含泥量過大，碎石形成破壞點，經過壓實混合料易從軟弱處斷開，水分進入后也易導致坑槽病害。瀝青與碎石的粘附性，礦粉本身的品質好壞，也與路面透水坑槽有直接的影響關系。壓實度、空隙率、原材質量都是控制瀝青路面質量的重要參數[1]。

1.2 對路面平整度的影響

瀝青混合料顆粒間摩擦阻力在冬季低溫條件下變大導致瀝青混合料壓實不均，路面最終形成松散結構或開裂?；旌狭鲜┕r未經過充分碾壓，不符合設計要求的壓實度檢測值，在通車運營過程中路面被車輛輪跡帶經過碾壓，造成輪跡帶凹陷，形成車轍現象。

1.3 造成溫度離析

氣溫較低容易導致瀝青混合料不同部位的溫差過大從而產生溫度離析現象，溫度離析也是導致瀝青路面發生松散、坑槽等病害的原因之一。

1.4 對瀝青路面層間粘結的影響

乳化瀝青常用來作為粘油層，溫度低于10 ℃時乳化瀝青的破乳時間將會受到影響，在冬季低溫且空氣濕度較大的情況下乳化瀝青易產生霜凍現象，從而影響乳化瀝青的作用導致瀝青層之間粘結效果變差，瀝青路面各層間不能形成一個有效整體，路面整體受力下降無法承受路面荷載導致路面損壞，如圖2所示。

2 瀝青路面施工質量特性及常見病害

2.1 影響因素多

施工過程中設計方案、材料來源、機械配置、環境因素、施工工藝、方案、方法以及技術保障措施、管理措施、施工人員經驗水平等都會直接和間接地對瀝青路面工程施工質量造成影響，原材料拌合、運輸、鋪料、壓實、養護等各環節都會對瀝青路面施工質量造成影響。

2.2 質量波動和變異性大

受單一因素影響出現質量問題，均會引起路面整體質量產生變異。如碎石原材料針片狀含量過大，碎石含泥量過大，軟落顆粒含量偏大，特別是泥塊含量過大，都易形成破壞點，混合料從軟弱處斷開裸露，水分進入混合料內部，導致坑槽病害。瀝青與碎石的粘附性不好，行車后出現剝落情況，產生坑槽、透水。礦粉本身的品質好壞，也與路面透水、坑槽有直接的關系。

2.3 質量隱蔽性大

施工實施中，由于工序繁多、工序間銜接復雜、中間環節多，若不能及時檢查并發現施工過程中的質量問題，未及時進行各工序指標的驗收質檢，表面質量可能很好，但很有可能存在嚴重的質量隱患，因此做好施工過程中的檢查驗收對控制質量隱患具有重要防患作用。

2.4 驗收局限性大

按照特定的檢測頻率進行質量抽檢，工程存在的隱蔽質量缺陷在質量驗收過程中不容易被發現，這就需要在施工過程中嚴格按照施工工藝及試驗段施工數據進行嚴格的配料、攤鋪碾壓成型，并定期不定期地進行抽檢，將質量隱患降到最低。

2.5 施工具有地域性

混合料組成設計、施工工藝在滿足規范原則的基礎上，應結合工程所在地環境特性、材料特性、交通量特性等相關特性進行合理組織。如棗菏高速地處魯西南平原，路基基礎多為軟土地基上的填方，且魯西南地區工業運輸發達，多為大型運輸車輛，對瀝青路面的質量要求更高。

2.6 常見病害

若瀝青路面未按規范標準施工，且冬季施工受氣溫條件影響易導致瀝青路面施工質量較差，常見病害包括：坑槽、表面松散、側向推移、擁包、車轍、層間脫離。如圖3所示。

3 低溫瀝青路面施工控制措施

3.1 原材料質量控制

原材料質量是混合料優良質量的基礎，從源頭控制、日常巡檢、專項抽檢等方式嚴格控制原材料的質量及變異性。加強對原材料關鍵指標的動態持續監管，建立臺賬并進行統計性分析。如粗粒料的針片狀顆粒含量、含泥量、級配及其穩定性、壓碎值;細集料的級配及其穩定性、砂當量;礦粉的塑性指數;瀝青的三大指標及其穩定性;不同批次外加劑質量的穩定性。充分認識原材料質量與混合料質量及其施工質量的內在聯系。

3.2 配合比執行

充分考慮現場施工環境和室內試驗環境的不一樣，全面系統的驗算各種因素（工程所在地的氣候環境特征、交通流量、施工單位施工水平、施工機械設備等）對實驗室配合比設計結果的影響，嚴格做好生產配合比驗證工作。以目標配合比、生產配合比設計結果作為參考依據，在室內配合比設計結果的允許范圍內，通過試拌試鋪驗證試驗，充分結合試驗段各項試驗結果數據，綜合考量確定工程實際用配合比和拌和參數（攪拌溫度、攪拌次序、攪拌時間等）[2]。

確保室內試驗與現場應用的一致性包括施工實際用原材料必須與配合比設計用原材料完全一致、生產配合比合成級配應依照目標配合比合成級配進行設計，關鍵材料發生更換，必須重新進行成套配合比設計，配合比設計數據不得隨意調整，由技術咨詢方或總監辦確認。

混合料性能的一致性，施工過程中，若混合料技術指標不符合要求，應及時分析原因。

室內試驗對現場施工的指導性和協調性。高度重視生產配合比驗證工作（施工用配合比、拌和參數），充分理解生產配合比設計結果的彈性。

一個優化設計的配合比和嚴格按照設計配合比精細施工的管理隊伍，才能發揮配合比的作用，確保優良的路面質量。

3.3 機械設備配置

拌合設備直接決定瀝青混合料的拌合生產量。各冷料倉之間必須設置隔板以防止竄倉，配備良好的二級除塵裝置，按照規格要求設置振動篩數量、尺寸，檢查篩網不得出現破損或變形，實現全機械化自動控制，設置好混合料比例，利用計算機系統精準控制溫度和用料，瀝青、各種礦料的用量及集料溫度等各項參數要逐盤打印記錄，原材料計量系統裝置由計量部門核正合格，定期自檢瀝青泵等液壓設備，應提前準確標定好生產油石比，生產過程中必須配置充分的試驗檢測設備和技術管理人員，對瀝青混合料的拌合生產及時進行指導。

運輸設備運載能力是確保瀝青路面施工連續的保障條件，運輸車輛保溫效果又是保障瀝青混合料的攤鋪溫度及初壓溫度的基礎。根據拌和樓實際出料能力、施工運距、施工現場附近交通運輸狀況、鋪筑工作量、攤鋪及碾壓速度、施工現場氣溫及風力等因素進行配置運輸設備，必須提前配備充足的大噸位運輸車輛（至少應配置20輛以上），混合料運輸能力應比拌和能力或攤鋪速度要高，攤鋪機前方應始終保持有3～6輛料車處于等待卸料狀態，務必保證現場攤鋪碾壓的及時性和連續性，絕對不允許因運輸車輛不夠而出現攤鋪機停機待料現象，運輸車輛必須采用有效的保溫措施，車廂內壁應刷涂適當的隔離劑（水∶植物油=1∶3），便于卸料。

攤鋪設備是瀝青路面鋪筑均勻性和初始壓實度達標的決定條件。按照施工工藝采用梯隊作業時，多臺攤鋪機必須要求功能齊全一致，且盡量為功效相近的同一種機型（購置時間相差在2年以內，性能等同或不低于VOGELE2100型或ABG423型以上），能夠保證瀝青混合料攤鋪均勻，實現厚度一致，完整無縫，平整度較好的效果[3]，其中中上面層施工時，應配備找平裝置如非接觸式平衡梁裝置，在攤鋪機滾軸與料倉接觸處添加膠皮擋板，避免因攤鋪機收料斗內的混合料遺灑在下承層而對施工平整度及攤鋪機運行的穩定性產生影響。

碾壓設備決定了瀝青路面的壓實質量。每個攤鋪工作面應至少配備性能良好的自重12 t以上的雙鋼輪壓路機4臺和自重30 t以上的膠輪壓路機2臺，雙鋼輪振動壓路機配置應不低于BM202、DD130、HM130、CC622等型號，各種碾壓設備必須配置良好的能夠控制的霧化設備，壓路機盡量為3年內的設備（維修問題、振實效果、膠輪封面效果等），應配備小型振動壓實機具1臺用于壓路機不便壓實的地方，試驗段所確定的碾壓機械在后續施工中不得隨意更改或調整，必須更換時，噸位不得低于原設備，且必須經監理及技術咨詢方批準。鋼輪不能噴水太多，可采取間歇式或加設刮板。

3.4 施工工藝優化

拌合過程中采取適當提高瀝青混合料的拌合出倉溫度、延長拌和時間、增加瀝青混合料細集料含量、堅決廢棄回收粉等優化措施[4]。

運輸過程嚴格保障車輛運輸能力，嚴禁出現等料待料現象，嚴格做好保溫覆蓋措施，加強組織調度，確保運輸、卸料機械，充分考慮前后工序的緊湊性、連續性，確?；旌狭闲读蠒r溫度符合設計規范要求。

攤鋪工藝按照試驗段參考數據，適當縮短前后攤鋪機的距離，確保攤鋪連續進行，做好攤鋪速度與其他工序的協調性，適當提高攤鋪機振搗夯錘等級，嚴格確保壓實度、厚度、平整度。

碾壓施工過程合理配置碾壓設備，嚴格按照試驗參數控制碾壓速度、距離，嚴格按照規范要求滿足碾壓各階段的最低溫度要求，采取有效措施降低碾壓過程中的溫度下降，做好現場防風保溫工作，設置專人對碾壓全過程進行管理和記錄。低溫環境下建議采用平行式模糊碾壓，嚴格控制最前排壓路機組的碾壓速度[5]。

瀝青混合料作為顆粒性散體材料，其整體密實性對混合料的各種性能起決定作用。須將碾壓作為施工質量控制的重中之重，溫度必須保證有效碾壓才能有效提高碾壓效果;同時，嚴格控制攤鋪機夯錘振級，有效提高初始壓實度;低溫環境下應高度重視膠輪壓路機的揉搓作用和封熱作用。碾壓過程看得見、摸得著，控制碾壓最務實、最有效，施工單位和監理單位必須有專人緊盯碾壓工序，關鍵是碾壓設備的數量、噸位、組合方式、碾壓遍數、碾壓溫度（尤其是終壓溫度）、碾壓連續性。

4 總結

瀝青路面施工質量的影響因素繁多，施工過程中應從原材料、配合比、機械設備、施工工藝等方面進行嚴格控制，結合現場實際生產有效配置拌合、運輸、攤鋪、碾壓設備，并優化相關工藝，才能保證路面工程質量。施工過程中應重視事前控制、事中監督、防患于未然。做好充分的準備工作，嚴格進行試驗檢測，將碾壓和溫度控制作為核心要素，將設備配置作為最基本的保障。施工質量的提高在于質量意識的貫徹落實，質量意識是基礎，措施落實是關鍵。

參考文獻

[1]席文春， 崔世萍， 彭利紅. 低溫條件下瀝青路面施工技術[J]. 山東交通科技， 2013（4）： 24-26.

[2]張潤蓉. 公路工程瀝青混凝土路面冬季施工質量控制[J]. 交通世界， 2018（17）： 106-107.

[3]徐天予. 瀝青混凝土路面低溫季節施工措施探討[J]. 北方交通， 2017（12）： 56-58.

[4]張勇， 王福祥， 楊國強， 等. 瀝青混凝土路面低溫季節施工措施探討[J]. 市政技術， 2017（B06）： 31-22.

[5]李竹英， 孟召娣. 城市道路瀝青混凝土路面冬季施工的質量控制措施[J]. 建筑知識：學術刊， 2013（5）： 331+339.