胡耀波 馮澤林 李陽

摘要 瀝青路面冬季施工會出現(xiàn)壓實(shí)度不足、平整度不夠、粘結(jié)度變差、溫度離析等現(xiàn)象，從瀝青混合料材料、瀝青路面施工質(zhì)量、施工質(zhì)控原則及重點(diǎn)分析了瀝青路面低溫施工的特點(diǎn)，分析研究從原材料、配合比、機(jī)械設(shè)備、施工工藝等方面進(jìn)行嚴(yán)格控制以避免低溫施工導(dǎo)致不良現(xiàn)象，提高瀝青路面冬季施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 瀝青路面;冬季施工;路面性能;質(zhì)量控制

中圖分類號 U416.217 文獻(xiàn)標(biāo)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(shù)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(shè)，棗菏高速主線長177.76 km，微山連接線長10.9 km，橫跨棗莊、濟(jì)寧、菏澤三市八縣（區(qū)），是山東省高速公路網(wǎng)“九縱五橫一環(huán)七射多連”中“一環(huán)”的重要組成部分，也是山東省重點(diǎn)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(qū)，湖區(qū)冬季施工存在氣溫低、空氣濕度大等特點(diǎn)，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(shè)量大，施工組織困難。山東省通常11月中旬即進(jìn)入冬季施工時間，為把握有效施工日期，保證路面施工質(zhì)量，確保項目建設(shè)順利完工，瀝青路面冬季施工變得尤為重要。準(zhǔn)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(shù)，優(yōu)化相關(guān)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(shù)規(guī)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(jìn)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(shí)、平整度的影響、造成溫度離析、對瀝青路面層間粘結(jié)的影響。

1.1 對路面壓實(shí)的影響

低溫條件下瀝青的粘度較低，骨料之間難以結(jié)合，達(dá)不到要求的壓實(shí)度，導(dǎo)致混合料之間孔隙率偏大，易產(chǎn)生路面滲水，形成早期水損害，油丁發(fā)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(dǎo)致形成松散和坑槽等現(xiàn)象。

瀝青路面冬季低溫施工時若壓實(shí)不夠?qū)?dǎo)致混合料空隙率過大，水分易滲入到路面材料中，從而產(chǎn)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(diǎn)，經(jīng)過壓實(shí)混合料易從軟弱處斷開，水分進(jìn)入后也易導(dǎo)致坑槽病害。瀝青與碎石的粘附性，礦粉本身的品質(zhì)好壞，也與路面透水坑槽有直接的影響關(guān)系。壓實(shí)度、空隙率、原材質(zhì)量都是控制瀝青路面質(zhì)量的重要參數(shù)[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(dǎo)致瀝青混合料壓實(shí)不均，路面最終形成松散結(jié)構(gòu)或開裂?；旌狭鲜┕r未經(jīng)過充分碾壓，不符合設(shè)計要求的壓實(shí)度檢測值，在通車運(yùn)營過程中路面被車輛輪跡帶經(jīng)過碾壓，造成輪跡帶凹陷，形成車轍現(xiàn)象。

1.3 造成溫度離析

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

1.4 對瀝青路面層間粘結(jié)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(chǎn)生霜凍現(xiàn)象，從而影響乳化瀝青的作用導(dǎo)致瀝青層之間粘結(jié)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(dǎo)致路面損壞，如圖2所示。

2 瀝青路面施工質(zhì)量特性及常見病害

2.1 影響因素多

施工過程中設(shè)計方案、材料來源、機(jī)械配置、環(huán)境因素、施工工藝、方案、方法以及技術(shù)保障措施、管理措施、施工人員經(jīng)驗(yàn)水平等都會直接和間接地對瀝青路面工程施工質(zhì)量造成影響，原材料拌合、運(yùn)輸、鋪料、壓實(shí)、養(yǎng)護(hù)等各環(huán)節(jié)都會對瀝青路面施工質(zhì)量造成影響。

2.2 質(zhì)量波動和變異性大

受單一因素影響出現(xiàn)質(zhì)量問題，均會引起路面整體質(zhì)量產(chǎn)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(diǎn)，混合料從軟弱處斷開裸露，水分進(jìn)入混合料內(nèi)部，導(dǎo)致坑槽病害。瀝青與碎石的粘附性不好，行車后出現(xiàn)剝落情況，產(chǎn)生坑槽、透水。礦粉本身的品質(zhì)好壞，也與路面透水、坑槽有直接的關(guān)系。

2.3 質(zhì)量隱蔽性大

施工實(shí)施中，由于工序繁多、工序間銜接復(fù)雜、中間環(huán)節(jié)多，若不能及時檢查并發(fā)現(xiàn)施工過程中的質(zhì)量問題，未及時進(jìn)行各工序指標(biāo)的驗(yàn)收質(zhì)檢，表面質(zhì)量可能很好，但很有可能存在嚴(yán)重的質(zhì)量隱患，因此做好施工過程中的檢查驗(yàn)收對控制質(zhì)量隱患具有重要防患作用。

2.4 驗(yàn)收局限性大

按照特定的檢測頻率進(jìn)行質(zhì)量抽檢，工程存在的隱蔽質(zhì)量缺陷在質(zhì)量驗(yàn)收過程中不容易被發(fā)現(xiàn)，這就需要在施工過程中嚴(yán)格按照施工工藝及試驗(yàn)段施工數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格的配料、攤鋪碾壓成型，并定期不定期地進(jìn)行抽檢，將質(zhì)量隱患降到最低。

2.5 施工具有地域性

混合料組成設(shè)計、施工工藝在滿足規(guī)范原則的基礎(chǔ)上，應(yīng)結(jié)合工程所在地環(huán)境特性、材料特性、交通量特性等相關(guān)特性進(jìn)行合理組織。如棗菏高速地處魯西南平原，路基基礎(chǔ)多為軟土地基上的填方，且魯西南地區(qū)工業(yè)運(yùn)輸發(fā)達(dá)，多為大型運(yùn)輸車輛，對瀝青路面的質(zhì)量要求更高。

2.6 常見病害

若瀝青路面未按規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)施工，且冬季施工受氣溫條件影響易導(dǎo)致瀝青路面施工質(zhì)量較差，常見病害包括：坑槽、表面松散、側(cè)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(zhì)量控制

原材料質(zhì)量是混合料優(yōu)良質(zhì)量的基礎(chǔ)，從源頭控制、日常巡檢、專項抽檢等方式嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量及變異性。加強(qiáng)對原材料關(guān)鍵指標(biāo)的動態(tài)持續(xù)監(jiān)管，建立臺賬并進(jìn)行統(tǒng)計性分析。如粗粒料的針片狀顆粒含量、含泥量、級配及其穩(wěn)定性、壓碎值;細(xì)集料的級配及其穩(wěn)定性、砂當(dāng)量;礦粉的塑性指數(shù);瀝青的三大指標(biāo)及其穩(wěn)定性;不同批次外加劑質(zhì)量的穩(wěn)定性。充分認(rèn)識原材料質(zhì)量與混合料質(zhì)量及其施工質(zhì)量的內(nèi)在聯(lián)系。

3.2 配合比執(zhí)行

充分考慮現(xiàn)場施工環(huán)境和室內(nèi)試驗(yàn)環(huán)境的不一樣，全面系統(tǒng)的驗(yàn)算各種因素（工程所在地的氣候環(huán)境特征、交通流量、施工單位施工水平、施工機(jī)械設(shè)備等）對實(shí)驗(yàn)室配合比設(shè)計結(jié)果的影響，嚴(yán)格做好生產(chǎn)配合比驗(yàn)證工作。以目標(biāo)配合比、生產(chǎn)配合比設(shè)計結(jié)果作為參考依據(jù)，在室內(nèi)配合比設(shè)計結(jié)果的允許范圍內(nèi)，通過試拌試鋪驗(yàn)證試驗(yàn)，充分結(jié)合試驗(yàn)段各項試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)，綜合考量確定工程實(shí)際用配合比和拌和參數(shù)（攪拌溫度、攪拌次序、攪拌時間等）[2]。

確保室內(nèi)試驗(yàn)與現(xiàn)場應(yīng)用的一致性包括施工實(shí)際用原材料必須與配合比設(shè)計用原材料完全一致、生產(chǎn)配合比合成級配應(yīng)依照目標(biāo)配合比合成級配進(jìn)行設(shè)計，關(guān)鍵材料發(fā)生更換，必須重新進(jìn)行成套配合比設(shè)計，配合比設(shè)計數(shù)據(jù)不得隨意調(diào)整，由技術(shù)咨詢方或總監(jiān)辦確認(rèn)。

混合料性能的一致性，施工過程中，若混合料技術(shù)指標(biāo)不符合要求，應(yīng)及時分析原因。

室內(nèi)試驗(yàn)對現(xiàn)場施工的指導(dǎo)性和協(xié)調(diào)性。高度重視生產(chǎn)配合比驗(yàn)證工作（施工用配合比、拌和參數(shù)），充分理解生產(chǎn)配合比設(shè)計結(jié)果的彈性。

一個優(yōu)化設(shè)計的配合比和嚴(yán)格按照設(shè)計配合比精細(xì)施工的管理隊伍，才能發(fā)揮配合比的作用，確保優(yōu)良的路面質(zhì)量。

3.3 機(jī)械設(shè)備配置

拌合設(shè)備直接決定瀝青混合料的拌合生產(chǎn)量。各冷料倉之間必須設(shè)置隔板以防止竄倉，配備良好的二級除塵裝置，按照規(guī)格要求設(shè)置振動篩數(shù)量、尺寸，檢查篩網(wǎng)不得出現(xiàn)破損或變形，實(shí)現(xiàn)全機(jī)械化自動控制，設(shè)置好混合料比例，利用計算機(jī)系統(tǒng)精準(zhǔn)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(shù)要逐盤打印記錄，原材料計量系統(tǒng)裝置由計量部門核正合格，定期自檢瀝青泵等液壓設(shè)備，應(yīng)提前準(zhǔn)確標(biāo)定好生產(chǎn)油石比，生產(chǎn)過程中必須配置充分的試驗(yàn)檢測設(shè)備和技術(shù)管理人員，對瀝青混合料的拌合生產(chǎn)及時進(jìn)行指導(dǎo)。

運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)載能力是確保瀝青路面施工連續(xù)的保障條件，運(yùn)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(chǔ)。根據(jù)拌和樓實(shí)際出料能力、施工運(yùn)距、施工現(xiàn)場附近交通運(yùn)輸狀況、鋪筑工作量、攤鋪及碾壓速度、施工現(xiàn)場氣溫及風(fēng)力等因素進(jìn)行配置運(yùn)輸設(shè)備，必須提前配備充足的大噸位運(yùn)輸車輛（至少應(yīng)配置20輛以上），混合料運(yùn)輸能力應(yīng)比拌和能力或攤鋪速度要高，攤鋪機(jī)前方應(yīng)始終保持有3～6輛料車處于等待卸料狀態(tài)，務(wù)必保證現(xiàn)場攤鋪碾壓的及時性和連續(xù)性，絕對不允許因運(yùn)輸車輛不夠而出現(xiàn)攤鋪機(jī)停機(jī)待料現(xiàn)象，運(yùn)輸車輛必須采用有效的保溫措施，車廂內(nèi)壁應(yīng)刷涂適當(dāng)?shù)母綦x劑（水∶植物油=1∶3），便于卸料。

攤鋪設(shè)備是瀝青路面鋪筑均勻性和初始壓實(shí)度達(dá)標(biāo)的決定條件。按照施工工藝采用梯隊作業(yè)時，多臺攤鋪機(jī)必須要求功能齊全一致，且盡量為功效相近的同一種機(jī)型（購置時間相差在2年以內(nèi)，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(shí)現(xiàn)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(yīng)配備找平裝置如非接觸式平衡梁裝置，在攤鋪機(jī)滾軸與料倉接觸處添加膠皮擋板，避免因攤鋪機(jī)收料斗內(nèi)的混合料遺灑在下承層而對施工平整度及攤鋪機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。

碾壓設(shè)備決定了瀝青路面的壓實(shí)質(zhì)量。每個攤鋪工作面應(yīng)至少配備性能良好的自重12 t以上的雙鋼輪壓路機(jī)4臺和自重30 t以上的膠輪壓路機(jī)2臺，雙鋼輪振動壓路機(jī)配置應(yīng)不低于BM202、DD130、HM130、CC622等型號，各種碾壓設(shè)備必須配置良好的能夠控制的霧化設(shè)備，壓路機(jī)盡量為3年內(nèi)的設(shè)備（維修問題、振實(shí)效果、膠輪封面效果等），應(yīng)配備小型振動壓實(shí)機(jī)具1臺用于壓路機(jī)不便壓實(shí)的地方，試驗(yàn)段所確定的碾壓機(jī)械在后續(xù)施工中不得隨意更改或調(diào)整，必須更換時，噸位不得低于原設(shè)備，且必須經(jīng)監(jiān)理及技術(shù)咨詢方批準(zhǔn)。鋼輪不能噴水太多，可采取間歇式或加設(shè)刮板。

3.4 施工工藝優(yōu)化

拌合過程中采取適當(dāng)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(xì)集料含量、堅決廢棄回收粉等優(yōu)化措施[4]。

運(yùn)輸過程嚴(yán)格保障車輛運(yùn)輸能力，嚴(yán)禁出現(xiàn)等料待料現(xiàn)象，嚴(yán)格做好保溫覆蓋措施，加強(qiáng)組織調(diào)度，確保運(yùn)輸、卸料機(jī)械，充分考慮前后工序的緊湊性、連續(xù)性，確?；旌狭闲读蠒r溫度符合設(shè)計規(guī)范要求。

攤鋪工藝按照試驗(yàn)段參考數(shù)據(jù)，適當(dāng)縮短前后攤鋪機(jī)的距離，確保攤鋪連續(xù)進(jìn)行，做好攤鋪速度與其他工序的協(xié)調(diào)性，適當(dāng)提高攤鋪機(jī)振搗夯錘等級，嚴(yán)格確保壓實(shí)度、厚度、平整度。

碾壓施工過程合理配置碾壓設(shè)備，嚴(yán)格按照試驗(yàn)參數(shù)控制碾壓速度、距離，嚴(yán)格按照規(guī)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(xiàn)場防風(fēng)保溫工作，設(shè)置專人對碾壓全過程進(jìn)行管理和記錄。低溫環(huán)境下建議采用平行式模糊碾壓，嚴(yán)格控制最前排壓路機(jī)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(shí)性對混合料的各種性能起決定作用。須將碾壓作為施工質(zhì)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(yán)格控制攤鋪機(jī)夯錘振級，有效提高初始壓實(shí)度;低溫環(huán)境下應(yīng)高度重視膠輪壓路機(jī)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(wù)實(shí)、最有效，施工單位和監(jiān)理單位必須有專人緊盯碾壓工序，關(guān)鍵是碾壓設(shè)備的數(shù)量、噸位、組合方式、碾壓遍數(shù)、碾壓溫度（尤其是終壓溫度）、碾壓連續(xù)性。

4 總結(jié)

瀝青路面施工質(zhì)量的影響因素繁多，施工過程中應(yīng)從原材料、配合比、機(jī)械設(shè)備、施工工藝等方面進(jìn)行嚴(yán)格控制，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際生產(chǎn)有效配置拌合、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓設(shè)備，并優(yōu)化相關(guān)工藝，才能保證路面工程質(zhì)量。施工過程中應(yīng)重視事前控制、事中監(jiān)督、防患于未然。做好充分的準(zhǔn)備工作，嚴(yán)格進(jìn)行試驗(yàn)檢測，將碾壓和溫度控制作為核心要素，將設(shè)備配置作為最基本的保障。施工質(zhì)量的提高在于質(zhì)量意識的貫徹落實(shí)，質(zhì)量意識是基礎(chǔ)，措施落實(shí)是關(guān)鍵。

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