環境因素對瀝青路面的影響分析及防治對策

陳凱明 金曉煜

1. 杭州市蕭山區戴村鎮人民政府 浙江 杭州 311261 2. 浙江立州交通工程檢測有限公司 浙江 杭州 311254

從整體上來進行分析，現代化的瀝青路面在應用過程中，有著非常顯著的特性以及優勢，與傳統路面相比較而言具有完善的耐久性以及穩定性，因此被廣泛的應用到了道路的施工過程之中。在進行瀝青路面工程的發展過程中，降低環境因素對瀝青路面的不利影響對整個工程有著十分重要的意義。

1 自然環境因素對瀝青路面性能的影響

1.1 高溫對瀝青路面的影響

在夏季高溫環境條件下，由于車輪荷載的反復作用，載荷應力會超過瀝青混合料的塑性極限，流動變形會逐步累積從而形成車轍病害。當路面發生車轍破壞時，車輪下方會出現凹陷，車輪兩側會出現凸起；路面材料被以曲線形式向外推，從而使車道線變得扭曲，車轍嚴重時，影響小汽車的通行和安全，給附近民眾帶來了較大的不便。

1.2 低溫對瀝青路面的影響

冬季氣溫大幅度下降，瀝青混合料的應力松弛不及熱應力的增長，導致瀝青混合料的剛度迅速增加，降溫速率越大，溫度應力越大，一旦超過混合料的極限抗拉強度，路面將產生開裂病害，即溫度裂縫。當瀝青面層與基層的附著力不足，產生一定的收縮自由度時，路表混合料就會更加容易產生裂縫。同時在下雪天或路面結冰條件下，瀝青路面通行安全大大降低，容易引發交通安全事故，因此在北方或山區道路時，可瀝青上面層可設計成抗凍性瀝青路面，使該瀝青路面在下雪天或冰凍天氣條件下，汽車能安全通行，減少交通事故發生概率，提高通行質量[1]。

1.3 溫度反復變化對瀝青路面的影響

當溫度反復升降時，對于瀝青混合料而言，其拉伸應變疲勞應力極限變小，同時加上瀝青老化瀝青勁度增高、應力松弛性能降低等原因，路表混合料更容易在高溫下超過極限抗拉強度而開裂。這種類型的溫度裂縫包含疲勞因素和溫度因素，通常稱之為溫度疲勞裂縫。

1.4 水對瀝青路面的影響

瀝青混凝土路面由集料、瀝青和礦粉組成，其中集料由瀝青黏合而成，這就導致了集料之間未能完全黏結的部分會產生內部孔隙。由于降雨、路面排水不暢等原因，當瀝青混合料的空隙充滿水時，在車輛循環荷載作用下，瀝青混合料的孔隙中產生高孔隙水壓力和高流速的水流。瀝青粘附性降低并逐漸喪失粘結力，水分逐漸滲入瀝青與集料的界面上，集料與瀝青膠漿的結合面會被破壞。當瀝青膜的黏結性能被破壞到一定程度時，其從集料表面脫落剝離，瀝青混合料出現掉粒、松散，由于集料的缺失，路面形成凹坑。而路面坑槽的存在則會進一步積存水分，并產生更為嚴重的瀝青混合料的水損傷，最終導致瀝青路面破損呈指數型增長。

2 使用環境因素對于瀝青路面的影響

2.1 路基不均勻沉降對瀝青路面的影響

當前道路工程建設時，瀝青路面的使用范圍相對較廣，多種因素會直接導致瀝青路面出現不平整的問題，而路基不均勻沉降問題便是影響瀝青路面平整度的一個重要因素。瀝青路面在施工過程中，常會將無機結合料作為施工工序的展開基層，部分情況下也會選擇在路床頂面展開相應的施工工序。上述工序中路基填抖選擇不當、填筑方法不合理、壓實度不足等原因會直接導致瀝青路面使用過程中出現各類變形問題，進而影響到路面平整度[2]。

在路基施工過程中，存在的濕土夾層、半填半挖以及路基分層等情況，使得瀝青道路路面存在有局部沉陷、開裂以及不均勻沉降等情況。在完成瀝青路面施工工作后，上述問題會直接影響到瀝青路面的表面，使得瀝青路面在承載車輛運行的過程中，極易出現各種情況的凹陷或者斷裂，導致瀝青路面在使用時出現不平整形、凹陷等問題。

圖1 路面凹陷圖

因此在推進瀝青路面道路的施工工作時，需要重視起路基不均勻沉降的因素影響，針對容易出現不均勻沉降的道路區域以及施工方式展開全面的管控工作，從而更進一步的消除施工展開過程中所存在的各類隱患性問題，嚴格按照制定的各類工作流程與標準來開展施工，減小路基不均勻沉降對瀝青路面的影響[3]。

2.2 基層平整度對瀝青路面的影響

從現階段瀝青路面道路建設與發展成效上分析可以得出，基層自身的平整度直接影響到瀝青路面在交付使用后所具備的平整度。在具體的施工過程中，前期測量掛線數據不精確、攤鋪機器行駛過程中速度相對不均衡、壓路機在工作過程中沒有根據當前瀝青路面道路施工要求來對瀝青路面展開碾壓等多方面原因，均會導致道路基層在施工過程中出現鼓包或者不平整的情況。若在對瀝青路面展開正式的施工時，沒有對道路基層存在的鼓包以及不平整問題進行調整以及優化，則會直接導致瀝青路面在完成整體的鋪設且交付使用后，瀝青路面會出現不同程度的鼓包以及不平整等問題，降低車輛行駛過程中舒適度。

2.3 運行環境對瀝青路面的影響

瀝青路面屬于當前瀝青路面建設中比較多見的一種路面結構，瀝青路面結構養護不當不及時、瀝青路面運行時間過長，車流量過大、車輛荷載，長時間高溫暴曬、積水滲透等因素都會在不同程度上給瀝青路面造成損害或影響，同時在南方地區高溫天氣下，由于受設置重車專用道、紅綠燈交叉口多、高坡度及大轉彎、通行速度慢等方面影響，瀝青路面容易產生嚴重車轍，有些瀝青路面甚至會發生龜裂、脫落、裂縫等病害問題，這不僅影響瀝青路面的使用壽命，還會影響人們的行車安全。

3 瀝青路面的施工對于環境的影響

3.1 噪音污染問題

當前瀝青路面項目的數量眾多，施工現場存在多種噪音，破壞了安靜的生活環境。因此，為了降低施工噪音對居民生活的影響，應避免在人們休息的時間段使用有噪聲施工設備，結合周圍的實際情況合理安排工序，確定影響最小的時間段進行施工[4]。

3.2 粉塵污染問題

粉塵是施工中隨處可見的空氣污染源之一，施工中使用的石灰、水泥以及沙土等都會造成風塵，特別是在風沙天氣，粉塵會隨著風蔓延在空氣中，不僅會自然環境，一旦吸入人體也會影響人們的健康。

3.3 水土破壞問題

在施工項目的施工中存在施工設計不合理，導致的施工現場的自然景觀以及水源。土壤環境的破壞等問題，不僅影響了原有的綠化資源，破壞了自然的水土平衡。

3.4 施工對周邊環境影響

由于瀝青路面施工，需要對該道路進行封道，便于瀝青路面施工和交通安全，但由于封道，減少了通行車道數量，在上下班高峰期時，容易發生堵車現象，對周邊交通產生了較多不利影響。

3.5 有害氣體影響

由于在拌和瀝青混合料時，需對集料和瀝青進行加溫，因此在生產瀝青混合料時，瀝青拌合樓會產生各種有毒氣體，如該瀝青拌合樓環保措施不到位，將有毒氣體未經環保處理就直接排放到大氣中，將對周邊空氣產生不利影響[5]。

4 降低環境因素對瀝青路面的不利影響的防治對策

4.1 瀝青路面設計中添加環境影響指標

在瀝青路面設計指標中應提高集料的質量和孔隙率要求。相關研究結果表明，瀝青路面的損壞除溫度變化和水損傷外，同時還與瀝青混合料級配及孔隙率密切相關：瀝青混合料中細集料含量過多會影響其高溫性能；而當瀝青混合料的孔隙率超過8%時，其水損傷會顯著增加。然而，在目前的瀝青路面設計規范和標準中，沒有因地區不同體現集料質量和孔隙率不同的技術要求，設計規范中明確了瀝青混合料的力學性能，但在南方高溫地區，特別是交通量較大的情況下，這些指標并不合適，要求偏低，這樣就造成瀝青路面容易出現嚴重車轍和水損害現象，瀝青路面使用壽命遠遠達不到設計年限，經常進行維修，造成資源浪費，財政費用超支，也影響了周邊交通通行，因此在南方高溫地區，在交通量較大，紅綠燈交叉口，重車較多等特殊路段，在設計時應有針對性的設計方案，提高瀝青路面質量和使用壽命，滿足民眾日常通行需求。

4.2 改進施工控制和驗收中的抽樣方法

當前瀝青路面的施工過程中，瀝青混合料級配樣品的檢測是在拌和后鋪裝之前，獲得的檢測指標往往滿足其性能指標要求。但在實際攤鋪施工中，瀝青混合料會產生攤鋪離析和溫度離析，導致瀝青混合料的實際級配與設計產生偏差。因此建議路面的質量控制使用現場鉆孔取樣，一是測試芯樣的常規性能，二是測試芯樣的層間黏結性能和孔隙率。同時可對已完成施工的瀝青路面上進行切割取樣，檢測瀝青混合料各項技術指標，檢驗是否符合設計要求[6]。

瀝青路面結構設計是基于層間完全連續理論，即假定結構層之間的接觸是完全黏結在一起。而工程實際中路面層間黏結狀態是否處于完全黏結，在驗收時沒有相應的檢驗和評價指標。因此，建議增加瀝青路面的層間黏結狀態評價指標，以確保施工時及竣工驗收時瀝青路面的質量。

4.3 提升瀝青路面設計的科學性與合理性

現代化的路面設計在瀝青路面道路工程發展過程中，能夠更有效的服務現場施工，提供高質量的數據以及技術應用方式參考，明確各類重點關注方向。因此在道路建設推進過程中，只有確保瀝青路面道路的瀝青路面前期設計效果符合國家所制定的相應標準，才確保實際現場施工現場依照在現代化的施工方式來推進瀝青路面道路的建設工作，有效保證瀝青路面的施工質量與平整程度能夠達到前期預估的標準。

負責進行工程設計的相關人員，在推進瀝青路面道路施工工作的前期設計方案完善與審核時，需要全面分析當前施工區域內部所具備的各方面地質條件以及社會群眾在出行過程中所存在的道路質量需求。這類因素在應用過程中，均會對瀝青路面的平整程度造成負面影響。因此需要在完成瀝青路面道路的前期設計工作后，對當前施工區域的各類數據進行詳細勘察。例如，在對不同區域內部的瀝青路面道路工程展開施工工作時，相關人員需要對當前施工地區所具備的地址條件與地址狀況來展開調研以及研究工作，全面明確地表巖石層的實際分布狀況與土層之中的土質問題，強化各方面的審核工作內容。運用這種方式，可以最大限度的降低外界環境對于瀝青路面道路工程的負面影響，規避瀝青路面再施工過程中出現的不平整問題。同時，設計工作者需全面統計與分析瀝青路面道路區域內部的車輛行駛情況，分析道路正式交付使用后所需要承載的交通壓力，明確道路在投入使用后的一定時間內的各方面使用頻率以及承載工作所需要達到的水平，計算道路在使用過程中的最大負載量。在科學數據的基礎上，整合國家所制定的各方面瀝青路面道路瀝青路面施工方式與施工標準，提高瀝青路面設計的合理性和科學性，確保瀝青路面使用環境與設計要求相匹配，大大提高瀝青路面的平整性和舒適性[7]。

4.4 優化施工工序，提高施工質量

路基的不均勻沉降、基層的平整度等使用環境因素會直接影響到瀝青路面的質量。因此，施工時應嚴把施工質量，優化施工工序。一是要嚴格控制路面原材料質量，原材料的質量直接關系到瀝青路面的鋪筑質量；二是要嚴格控制路基壓實度、標高、橫坡、平整度等重要指標；三是要嚴格控制瀝青混合料攤鋪質量及施工工藝，按設計要求進行施工；四是要嚴格控制施工機械設備施工質量，確保設備性能與施工工藝相匹配。

4.5 加強政策扶持，加大資金投入

目前我國的瀝青路面環保系統已經得到了較大的進步，并且也不斷采用新的技術，取得了一定的成果。可是隨著時代的不斷變化，環保的標準也需要不斷提高，如果依然采取傳統的管理模式，那么就會適得其反。需要瀝青路面建設施工設計等相關部門打破傳統的管理理念和管理模式，創新新的環保系統，加強政策扶持，加大資金投入，不斷更新高效的設備和設施，采用新的施工工藝，以合理的服務效果和客觀的經濟回報，并為經濟的發展提供一種新的增長模式。

4.6 加強施工中環境保護管理

在施工的過程中，不僅要加強施工現場管理人員對環境管理的重視程度，還要構建完善的環境保護工作機制，最大限度減小瀝青路面施工對環境的影響。例如，采用通過摻入外加劑并對其進行優化配比設計且危害更小的抑煙瀝青；利用瀝青路面再生技術進行瀝青路面施工，節約資源、投入成本低；建設工廠式瀝青拌合站，減小污染氣體、粉塵以及噪音對周邊環境的影響；優化瀝青混合料運輸模式，在運輸時做好密閉覆蓋等。

4.7 采用新技術提高瀝青路面使用壽命

隨著瀝青路面技術的不斷深入研究，近幾年不斷涌現新材料、新技術、新工藝應用于瀝青路面施工中，如就地冷再生、超薄磨耗層、排水式路面、霧封層、橡膠瀝青、高粘度特種瀝青、抗車轍劑、抗冰凍路面等新材料、新工藝、新技術逐漸開始大規模應用，較大提高了瀝青路面的使用性能和壽命。

5 結語

綜上所述，筆者分析了環境因素對瀝青路面的影響，指出了目前瀝青路面設計措施應對環境不利影響方面的不足之處，并相應的提出了一系列的解決措施，提高施工質量，優化施工技術，提升社會效益，期望能夠促進瀝青路面工程事業與環境保護的共同發展。