沥青路面施工要点及质量检测

沥青路面施工要点及质量检测

吕明

（中交二航局成都建设工程有限公司，四川 成都 610000）

摘要：沥青路面的施工质量与沥青路面的使用性能和最终服务年限密切相关。本文通过工程实例，对施工过程中的控制要点进行说明，对路面结构层的质量检测方法进行对比，对检测结果原因进行分析判断。对沥青路面质量控制重点详细说明，供工程技术人员了解和参考。

关键词：沥青路面；施工质量；检测

0 引言

近年来，中国经济发展已经从高速增长阶段转入高质量发展阶段。其中的高质量也包括了工程施工质量，并且由于沥青路面与传统混凝土路面相比：噪声小，行驶舒适，表面无接缝，施工周期短，耐磨，维护保养简便等。如何保证沥青路面高质量施工，成了很多工程建设者的新课题。沥青路面施工并不是一项简单的工作，它涉及的因素很多，受多方面内容的影响，要想提高沥青路面施工功效，保证施工质量，我们必须在施工质量控制和质量检测方面选择性的重点管控。

1 工程概况

某道路工程项目路线全长16km，按照双向12车道（主线+辅道）设计（部分路段兼顾城市道路功能），路基宽60米，设计速度80km/h。沥青路面结构组成形式为：透层 + 1cm同步碎石封层 + 8cm下面层 + 粘层 + 6cm中面层 + 粘层 + 4cm上面层。下面层采用中粒式粗型密级配沥青混合料AC-20C；中面层采用中粒式改性沥青粗型密级配沥青混合料SBS AC-20C；上面层采用细粒式沥青玛蹄脂碎石混合料SMA-13。施工主要依据为：设计图纸、JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》、JTG F80／1-2017《公路工程质量检验评定标准(土建工程)》等[1]。

2 沥青路面结构层施工要点

2.1 施工气候

沥青路面结构层现场施工应避开大风、雨雪、低温等不利天气，避免受不利天气影响，造成沥青混合料温度散失过快、沥青混合料碾压不密、孔隙率过大等原因返工。也不应选择在夏季气温过高的时候，避免因气温过高现场空气流通不畅造成施工人员中暑等因工伤害或机械操作员误操作引发安全事故。宜选择在春夏季和夏秋季交替的季节进行。

2.2 施工机械

路面施工各种机械设备，必须按需配置、种类齐全，以满足现场施工安全、质量、环保等目标为准。现场施工开始前，应对各种机械设备进行必要的检查、调试、试运行和校准等整备工作，保证机械设备的运行情况良好、性能可靠。

（1）沥青拌合站

目前市面上的沥青拌合站大都采用间歇式拌合机，其型号众多，应根据项目的工期目标以及日摊铺量来选定。沥青拌合站所有的生产过程应以计算机自动控制为主，排除人为误操作因素，并配有精确的称量系统保证原材料计量准确。根据验收标准要求，操作室应配有正常工作的打印机，每日生成完成后及时打印当日拌合记录留存。另外沥青拌合站还必须满足排放相关要求，可采取适当措施比如安装二级除尘设备等。

（2）摊铺机

摊铺机械规格型号的选用，应根据施工现场的规模、道路结构尺寸等因素综合考虑。另外，尽量选用整幅式摊铺方式，避免两台摊铺机递进式作业形成不必要的纵向接缝，容易产生质量隐患。

（3）压路机

压路机的种类要保证符合现场施工要求，如双钢轮式、单钢轮式和轮胎式等。应按照沥青混合料能够及时碾压且碾压密实、满足压实质量要求的原则，合理选用。

（4）其他机械

自卸汽车、装载机、洒水车、智能洒布车、同步碎石封层车数量应与拌合设备、摊铺设备、压路机相匹配，保证摊铺工作顺利进行。

2.3 摊铺碾压工艺

(1)在摊铺机开机作业前，应在其受料斗内壁全部涂上一层薄薄的隔离剂或防粘剂，以免造成沥青混合物粘连。另外需预热和熨烫平板，至少要提前 0.5-1h，不能低于 100 ℃，如果环境温度较低，提前的时间还要增加。为使路面具有一定合适的初始压实度，形成路面结构层雏形，便于后续碾压施工的跟进，开始铺装时选用适合熨平板的振动频率和振幅。在摊铺的过程中，还应仔细调整加宽连接的部分，及时消除因摊铺混合料而产生的明显离析痕迹。摊铺过程中应优先采用自动找平方式，如钢绳、非接触式平衡梁等，保证找平精度。

（2）初压：通常选用双钢轮压路机。沥青混合料摊铺后呈松散结构，热量散失很快，为了避免温度降低过快，摊铺机摊铺后应紧接着静压1~2遍进行初步压实，初压区应根据气温条件合理保持适当的长度。为了达到更好的碾压效果，超高路段应由低处向高处进行碾压，驱动车轮保持在车尾处。初压后检查平整度和纵横斜度等，修整或返工要及时，缺损严重时要及时进行修整或返工。

（3）复压：一般选用轮胎压路机。沥青混合料的复压，在初压完成的情况下紧随其后，切勿随意停顿。压路机碾压段的总长应根据气候和混合料的实际温度合理安排，通常不超过40～60m。碾压时应注意压路机的碾压轮迹重叠，并作半幅全宽碾压，保证不同部位均碾压覆盖、压实度均匀一致；应优先采用重型的轮胎压路机对密级配沥青混合料进行搓揉碾压，可以更大程度的减小结构层孔隙率、增加密实性。结构层厚较小时，应降低振动压路机的振动频率，同时减小振动幅度，以防止集料破碎；结构层厚较大时，则同时增大振动压路机的振动频率和振动幅度，以保证整个路面结构层的碾压密实。大型压路机难于碾压的部分，如路面边沿、加宽和港湾式停车带等，为保证压实质量，宜采用小型振动压路机或振动平板作为补充碾压。

（4）终压：复压后紧接着进行终压，终压一般选用双轮钢筒式压路机。终压目标是碾压至无明显轮迹为止，一般碾压2遍。要求经过终压区段的压路机要做到如下方面：车轮进、退印迹为直线，不能随意刹车、不能停车、不能错车、不能急拐弯急加速等。对改性沥青路面摊铺后，各类压路机的碾压路线、碾压遍数等，要有专人负责指挥协调，保证在较短的时间内将摊铺铺面碾压成活，成活时不低于技术规范要求的碾压最低温度。各项碾压参数如表2-1所示。

表2-1 压路机碾压速度（单位：km/h）

（5）对 SMA 沥青混合料的压实应满足以下要求：除非经现场测试证明使用轮胎压路机碾压效果良好(沥青用量较低的除外)，使用轮胎压路机碾压是不可取的。轮胎在轮胎压路机的碾压过程中，由于 SMA 路面的沥青混合料油石比较大，集料粒径小，会使集料在混合料中产生摩擦力和挤压力；采用振动式压路机进行碾压时，应采用高频低幅的方式进行，慢速碾压应遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则进行[2]。如发现 SMA 混合物在碾压过程中有推挤、离析等现象，应及时查明原因，并进行纠正。

2.4 接缝处理

（1）原则上来说，沥青表面层横向接缝应优先采用垂直的平接缝，中下面层可采用自然碾压的斜接缝，沥青层较厚时也可作阶梯形接缝[3]，接缝形式如图1-1所示。不管是横向还是纵向接缝，碾压过程中应随时用3m直尺进行平整度校核，发现超过规范要求的高差应及时处理。

图1-1 路面接缝形式

（2）横向施工缝：在次日铺设前，根据现场情况用3m直尺划出横向标记线，将端部松散、层厚不够的部分用凿岩机或电镐垂直刨除，使端面形成垂直的立面，然后将一层改性乳化沥青均匀地涂在上面。摊铺后，碾压时用钢轮压路机从已铺面层上跨缝逐渐移向新铺面层进行横向压实，每遍横移不超过一个轮胎宽度，一般横向跨越接缝 1m 以上的距离后，才继续对新铺面层进行正常的纵向碾压。上、下层横缝应错开1m以上。

（3）纵向施工缝：纵向接缝一般是由于两台摊铺机分梯次摊铺产生，或者是因为其他原因选择纵向分幅施工造成的。处理纵向施工缝应采用松铺热斜接缝形式做跨接缝碾压成型。具体方法为先摊铺层留下10～20cm宽暂不碾压，作为后续摊铺的基准面，待后摊铺机摊铺后由压路机跨缝一次碾压成型。对于路面施工产生的纵向冷接缝，应按如下步骤处理：随着压路机终压区段的推进，用电镐刨除已成型段落边缘的松散混合料，留下毛茬；新铺混合料时先涂洒少量改性沥青，新料重叠搭接在已铺层上5-10cm，再铲走以保证接缝处新料充足饱满；再由压路机从热铺面向冷铺面碾压，直到还剩下10～15cm新料时，再进行跨缝压实，如图1-2所示。

图1-2 路面接缝处理

3 沥青路面结构层质量检测分析

3.1 压实度和孔隙率

正常的沥青结构层芯样应该是集料均匀分布、孔隙细小且数量较少，芯样常见的问题就是存在不密实状态且孔隙率偏大甚至出现孔洞等现象。经综合分析主要原因为铺筑施工时段天气气温骤降，施工铺筑时没有及时调整各碾压区段长度，造成沥青混合料温度降低，混合料塑性不足碾压不密实。沥青混合料现场施工最重要的因素就是温度，结构层碾压成型整个过程都必须在规定的温度范围内进行，才能保证结构层的功能质量。鉴于气温骤降的情况，应该首先按施工规范方案要求的最短碾压长度进行施工，过程中持续跟踪记录初压、复压、终压后的温度，比对规范方案要求的最低温度。在保证满足最低温度的前提下，根据温度之间的差值大小对碾压长度进行适当调整，根据施工功效安排情况调整至接近要求的最低温度为止。

另一个比较普遍的问题是压实度“超百”。其中存在的可能的原因有：原材料方面比如沥青含量过高填充了混合料多余孔隙、集料材质发生变化比重变大或级配变化而导致密度变大；检测方法上比如处理芯样不当剥离松散颗粒、未及时修正最大相对密度检测结果等；现场施工时抱着越密实质量越好的心态对沥青结构层进行超负荷、超频率的碾压。出现压实度超百时，应对比标准试验数据，对原材料、沥青混合料及现场施工工艺等进行逐项排查原因纠正。

沥青混合料现场渗水试验检测时，应注意环状密封区域的密封处理。现场检测会出现渗水仪四周连续渗水的情况，有检测人员随即自行扩大密封范围，在规范要求的环状密封区域外再加一圈范围用油脂等密封，这样造成试验结果出现较大偏差。2011年发布实施的《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20中的渗水试验检测方法，在参照日本道路协会的透水试验方法的基础上并充分考虑我国实际情况把渗水仪的接地面积扩大了5.5倍，大大增加了密封性能。现场检测时应严格执行规范规程要求，不能随意更改密封处理方式。

3.2 平整度

行车舒适性的好坏直接受沥青结构层平整度的影响，因此平整度成为我们需要着重关注的一个质量检测指标。现场常见的问题是存在部分区域平整度检测结果突变的现象，主要集中在横向接缝处或结构层表观集料不均匀处。分析主要原因是横向接缝施工时未严格按照方案要求进行先横向渐进碾压密实再纵向拉通碾压，实现已施工段落和未施工段落之间的平衡过渡。另外施工接缝处应及时采用3m直尺进行碾压过程跟踪检验，对不符合要求的高差立行纠正，避免造成接缝处平整度不合格。结构层表观集料不均匀是由于操作工人在摊铺过程中，对边角多余混合料处理或是添补凹槽缺陷时，随意抛洒在已摊铺层表面，压路机碾压后形成粗骨料镶嵌在结构层表面，造成结构层表面不均匀平整度不合格。在利用边角余料处理凹槽缺陷时，应严格要求混合料必须过13.2mm筛，筛除大颗粒粗集料再进行修补处理。

3.3 抗滑性能

沥青路面的质量评判中，直接关系到行车安全的重要指标是路面结构层的抗滑性能。现场检测一般采用手工铺砂法和数字式摆式仪测试路面摩擦系数方法进行检测，前者表征的是路面表面的构造深度，是路面粗糙程度的一种表现形式；而后者直接表征了车轮与路面之间的摩擦力大小，两者不能相互替代。手工铺砂法常见的问题是检测结果离散性较大，主要原因在于装砂过程中的方式和叩击力度不统一、摊铺过程中对推平板施加力度不同。而数字式摆式仪测试路面摩擦系数方法因为在指针式摆式仪的基础上避免了仪器制造厂家制造工艺和采用材料造成的误差、减小了人工读数的误差等情况，大大提高了测试结果的准确性。时代在发展，检测技术也在进步，现在已有更先进的抗滑性能检测方法如通过横向抗滑系数或者激光纹理测试仪两种方式对其进行检测。其中横向抗滑系数越大，则路面抗滑性能越好。

3.4 承载能力

沥青路面的承载能力体现了路面结构层作为一个整体对路面荷载的承受能力大小，主要采用弯沉值表示。通常情况下，弯沉值越大，表明路面结构层的承载能力越弱，刚性和耐久性就越差。现场检测时普遍采用落锤式弯沉仪法、贝克曼梁法进行检测。其中落锤式弯沉仪是由将检测设备装载在承载车上，利用重锤下落对路面产生一个冲击荷载，此时路面在冲击荷载作用下产生瞬时变形，再由提前布置的传感器测量并记录路面变形数据而得出弯沉值，是一种动态弯沉值。而贝克曼梁法是通过规定载重后汽车加载路面形成杠杆的形式进行检测，然后汽车行走时检测出路面的回弹变形量，是一种回弹弯沉值，该检测方法工作原理和检测设备均简单可靠，是目前最常见的一种弯沉检测方法。与贝克曼梁测量法相比，落锤式弯沉仪法原理上是模拟实际情况施加动态荷载，其测量结果更加准确、方便，而且检测速度相对快速，更适用于长距离路段检测的情形。虽然两种检测方法都比较方便准确，但有时现场也会出现检测结果不太理想或者偏差较大的情况，此时可根据相关检测规程要求，对贝克曼梁弯沉测值与落锤式弯沉仪测值进行相关性试验，通过相关性试验得出二者之间的相关性关系式，从而分辨现场检测结果的差异性。另外，沥青属于柔性材料，对温度的敏感性很强，造成沥青路面的弯沉值受温度变化影响较大，现场测试过程中应仔细记录路表温度，处理数据结果时通过相关关系式进行有效换算，保证弯沉值的可比性。

4 结语

影响沥青路面质量是众多的，通过以上论述，我们更应重点从适宜的施工气候、合理的施工机械组合选用、沥青混合料摊铺碾压工艺优化和接缝的妥善处理等方面入手，全方位支撑保障路面结构层的整体质量。结合现场选用合适的试验检测技术，对沥青路面各方面性能进行检测，通过检测数据分析质量情况，采用针对性的措施进行纠偏。此外，也不能忽视沥青各项原材料的筛选和混合料的相关性能指标检测合规，这样才能提高沥青路面的施工质量和使用年限，满足人们对于道路安全舒适及节能环保等要求，为我国沥青路面的高质量建设做出进一步的贡献。

参考文献：

[1] 张毅.控制高速公路沥青混凝土路面压实质量的措施[J].公路.2007(10):119-122.

[2] 范长洪,李梦良.改性沥青施工浅析[J].建筑工程技术与设计,2018(27):2585.

[3] 王国彬.沥青混凝土路面施工质量控制及病害防治[D].大连:大连海事大学,2009.

[4] 薛佳悦.高速公路沥青路面养护管理中路面检测技术的应用研究[J].科技创新与应用,2016(11):246．

[5] 党晓齐.改扩建公路施工技术及质量控制分析[J].交通世界,2020(26):63-64.

[6] 王水声.高速公路沥青路面检测方法及重点探讨[J].黑龙江交通科技,2022(12):24.

[7] JTG F40-2004.公路沥青路面施工技术规范[S].

[8] JTG 3450-2019.公路路基路面现场测试规程[S].