沥青路面的质量控制

近年来我国高等级公路的发展十分迅速，特别在沿海经济发达地区，新建不少高速公路和一级汽车专用公路，如京津塘（89—93）、济青（91—95）、沪宁（92—96）、宁连（94—96）、杭甬（92—96）等，还有在建的沪杭、泉厦、楚大等线和许多在建的一级公路，随着公路高等级化，较大的交通密度，较高的行车速度，对路面提出较高的设计标准，更7严格的施工质量要求，这是历史发展的必然趋势，对我们的沥青路面的施工专业队伍提出了一个十分迫切而又严峻的课题，即高等级公路标准与低水平施工队伍的矛盾，高等级公路发展虽然很快，但时间很短，也不过十年左右的历史，具有高等级公路路面承包资质的施工专业队伍毕竟不多，大量的是设备陈旧，施工技术水平较差，急待改善与提高的施工队伍，如果不尽快改变这一局面，势必影响到工程质量，甚至给工程造成重大损失。但也要看到：虽然他们的技术水平与管理水平不够成熟，他们却很年轻，富有朝气、肯学习、有希望、有能力在较短的时间内通过工程实践锻炼成一支高水平的路面施工专业队伍，笔者近年来接触到一些工程实际，从监理的角度就沥青路面施工中经常遇到的一些总是如何提高沥青路面的工程质量，提出一些个人的看法与同行探讨。

1、沥青面层的结构组合问题

根据已有的经验，沥青面层总厚度变化在15—23cm，如京津塘5+6+12总厚23cm，济青5＋6＋7总厚18cm，沪宁4＋6＋6总厚16cm，宁连（一级）4＋5＋6总厚15cm，杭州外环（一级）4＋5＋6总厚15cm，在面层结构组合时，需考虑以下几个原则：

1.1　防止半刚性基层反射裂缝对面层的损害，总厚度不宜小于16cm.

1.2　三层中应有一层为I型级配，作为防水防渗的考虑，如放在上面层地抗车辙及抗滑不利，还是放在中面层为好。

1.3　不宜选择沥青碎石层，JIJ032—94规范也明确指出沥青碎石缺点，它不使用矿粉，对提高沥青的稳定性及避免沥青离根据地均有不利影响，且无具体技术指标（仅空隙率一项）要求，对质量控制也不利。现在有不少地方仍然在使用沥青碎石作为下面层，不如使用粗料式沥青砼Ⅱ型级配，较为合理，且造价相差无几。

1.4　中面层与下面层应使用同一规格的集料，方便施工。如中面层采用AC;25Ⅰ，下面层采用AC—25Ⅱ，所用石料规格、品种相同，搅拌站上使用的震动筛筛孔直径也相同，在中下面层交替施工时有较好的互换性，省去换料、换筛之烦。

1.5硬路肩的结构组合应与行车道相同，便于同步施工，否则既不方便施工，且难以保证工程质量。

2、与结构物的关系必须协调

2.1　与桥面的关系：

现在桥面上的沥青砼铺装，厚度大多采用5cm，而预应力桥梁，特别大跨径筒支预应力桥梁，施工加预应力后，跨中不可避免产生20—30mm甚至更大的反挠度，侵占桥面沥青砼的厚度，影响了沥青砼铺装，国外常采用10cm厚的沥青砼铺装，分两层铺设，下层兼有找平层的功能，因此建议桥面沥青砼铺装采用8—10cm的厚度为宜。

2.2　与桥头搭板的关系：

有的地方为解决柔性路面与刚性桥面的过渡，采取斜坡搭板，搭板一端正埋入深度为整个沥青面层入半刚性基层的全部厚度，然后采用不等厚的楔形沥青路面过渡，这对机械化施工不利。笔者认为：搭板上沥青砼铺装，结构与厚度应与桥面完全相同，方便施工。另外，斜桥的搭板必为平行四边形，为解决摊铺机与搭板的衔接，尽可能减少人工摊铺，搭板尾部宜按每幅（或半幅）宽度改为正交，但其纵向最小边长，不得小于原设计长度。

2.3　与伸缩缝关系：

为了方便施工及保证桥头与路堤相接处的路面平整度，一般的伸缩无论是板式橡胶和毛勒缝（MAURER），大多数情况下应采取“先做路面，后做缝”的方法较为适宜，对于特大型的伸缩缝，则采用“先做缝，后做路面”方法。在缝的两侧，分别进行摊铺，摊铺时均应从伸缩缝处开始，分别向外延伸，施工时对伸缩缝应采取保护措施。

3、配合比试验与选择

在考虑沥青砼使用的材料及期配合比时，应充分考虑沥青路面在运营状态下，保持以下几种特性：（1）防水；（2）抗老化；（3）抗滑；（4）抗车辙（高温稳定性）；（5）防脆（低温稳定性）。而这些特性往往又是互相冲突的，互相矛盾的，如防水、抗老化要求砼密实、空隙小、而抗滑、抗车辙则要求砼有较大空隙，如何用对立统一的规律将这一对矛盾统一起来，笔者认为首先应抓住主要矛盾，然后兼顾其他。要充争考虑所有地区的气候特点，以淮河以南的广大江南地区司于热区，夏季气温高、时间长，沥青路面的主要病害，是热稳性差，因此应把抗车辙能力作为首要考虑条件。如何提高抗车辙能力应从以下几个方面着手：

3.1　选择粘度较高针入度较小的沥青，例如温区使用AH—90，热区使用AH—70，实验证明，在抗车辙能力上，70#沥青优于90#沥青。

3.2　粗集料尽可能选择较粗的颗粒，实际已证明在抗车辙能力上，细粒式沥青砼远不如粗粒式沥青砼，考虑到最大粗径须受相关层厚度的约束，且料径过大，对防水利，故中、下面层可采用AC—25或AC—30，上面层如为4cm，考虑热稳兼顾防水及抗滑采用AC—16或AC—20。其级配可选择在Ⅰ型与Ⅱ型之间，取名为AC—16A或AC—20A。

3.3　加矿粉，矿粉可提高沥青的稳定性，并可避免离析，是改不可少的，但掺量不能过大，矿粉与沥青之比以1.0—2.0为宜。

3.4　严格控制沥青用量，油石比选择以接近低限为宜。

3.5　空隙率的选择，宜趋于高限，笔者建议空隙率控制在5%左右为佳。

3.6　其他途径、如用改性沥青，在沥青中加入改性剂聚乙烯PE5%，可以十分显著改善沥青高温稳定性，已在北京首都机场高速公路及北京至八达岭高速公路工程上使用，取得了较佳的效果，但掺入时必须使用高效能的胶体磨，工艺较复杂，成本增加较多，还难以大范围推广使用，预计通过进一步改进工艺，和寻找新的改性材料，降低成本，在我国江南广东大热区，有其广阔使用前途。由于改性沥青对沥青本身性质，有明显的改善，对今后高等级公路使用国产沥青，降低工程造价，展示了良好的前景。

4、沥青路面开工前的质量控制

4.1　目标配合比的选择

在进行目标配合经试验选择时，除粗细集料配比符合规范JIJ032—94所规定的级配曲线外，选择最佳沥青用量OAC是关键，如前所述对沥青砼要求特性往往互为矛盾，在目标配合比试验时，也充分显示出。如马歇尔稳定度的峰值，往往也是密度最大而空隙率最小，除此之处饱和度与空隙率也构成一对矛盾，因此在选择OAC时，就应充分考虑空隙率这一重要指标。有经验的工程师所选择有OAC经过生产配合比及试拌验证十分接近，说明他的选择是成功的，笔者经过几个工程项目实践，大体掌握如下规律，如沥青碎石AM—25，油石比3.4—3.5%，粗粒式沥青砼AC—25Ⅱ油石比3.8—3.9%，AC—25Ⅰ油厂比4.4—4.5%，中粒式沥青砼AC—16A油石比4.8—4.9%。如粗集料具有明显多孔隙性，油石比还要增加0.1—0.2。

4.2　生产配合比与试拌阶段

生产配合比是指经过烘干加热以后的集料，并经过振动筛分成粗、中、细、砂等四种规格材料，按目标配合比所认定的级配曲线重新组配，成为生产配合比。在施工过程中它不是一形成后就不变，随着料源的变化，经常作些调整，一般在每日正式生产前应取样作一次筛分，决定是否作调整。试拌则是根据生活配合比及最佳油石比进行生产试拌，用目测法观察判断油石比是否得当，如混凝土呈黄褐色，说明油石比过小；如呈深黑色且有光亮，说明油石比过大。最佳油石比色略带深棕色，常比目标配合比中最佳油石比小0.1左右，试拌中经试验确信所确定的油石比将用之于生产，试拌结果就提交试验报告。

4.3　试验路面阶段

铺筑试验路面为生产配合比验证阶段是大规模生产的前奏，是监理工程师对沥青路面生产的一次全面检验，也是承包人自身的一次全面检验，如新的机械与设备投产运行，工人的操作熟练程度，以及现场的指挥及统一协调等均包含在内，通过试验路面不但检验配合比所认定的各项技术指标，还要检验路面的摊铺厚度、平整度、压实度等。还可以测定路面的松铺系数，辗压遍数与压实度的关系曲线以及某些新技术、新工艺的验证等。试验路面的长度一般以200m左右为宜，最好选择以平坡无其他干扰的地段，守成后应提交完整的度辅报告。

5、透层、下封层与粘层

（一）透层

1、作用：（1）灭尘；（2）便于上、下连结；（3）兼有基层的养护作用。

2、透层油材料，常用的有下列三种：

（1）液体沥青，也可以用煤油稀释沥青成AL—1。

（2）煤沥青，也可以用煤焦油稀释煤沥青成T—2。

（3）乳化沥青，因乳化沥青无须加热，使用方便最受欢迎，宜用PC—2慢裂乳化沥青，考虑到在半刚性基层上较难渗透透，可将水与沥青的比例由40:60增至50:50，用量为0.8—1.0L/㎡　.如发生流趟现象可分两次喷洒，如基层过于干燥，可在前一天洒水润湿利于渗透，渗透深度3—5mm，喷洒透层油之前一定要溥扫基层表面，无浮尘及松散颗粒，喷洒后庆封闭交通，静置1—2日后方可辅筑路面，为防止施工车辆行走时粘轮，可适当撒一些粗砂或石，摊铺前清扫干净。

（二）下封层

现在有些人将透层与下封层为一谈，其实二者是明显区别的。下封层具有防水功能，因此它的沥青用量及石屑用量均比透层大，使之形成一个薄的层次，厚度约5mm.也有将下封层做成沥青石屑混合料摊铺10mm厚，（如宁连一级公路）其封闭效果较为显著，对不可能封完备交通地段还可以起到保护半刚性基层的作用。

（三）粘层

1、作用：连接沥青上下层之间及沥青层与水泥砼构造物（如桥面、搭板等）之间，使之成为整体。因此粘层没有明显的粘附性，脚踏之有明显粘附感，如上下层粘结好，取芯后不易分离。

2、材料：有液体沥青（可用汽油稀释成AL—2）及乳化沥青，用快裂PC—3，用量为0.3—0.6L/㎡。在水泥砼面上可用高限，在沥青层上则宜用低限。

如沥青层摊铺相隔时间短，表面较为洁净可以不洒，但是间隔过长且已行车，表面已为泥土污染，虽经清扫水冲仍难以达到理想的洁净程度，则应当喷洒粘层油。沥青用量必须严格控制，表面呈条丝花白状即可，否则要造成面层泛油，这是要特别注意的，喷洒前表面也是要清扫或水洗，必要时使用空压机吹扫。喷洒后必须封锁交通，尽快加铺沥青砼。

6、日常生产的质量控制

（一）搅拌站

1、设备：近年来随着工程的需要，各施工单位购置不少进口设备与国产设备，如巴布格林（Babgeen德制）150t/h，柏拉帝（Burladi意制）180t/h，帕克（Parker英制）2000t/d，我国西安生产LB—1000型沥青拌和站（仿Parker）50t/h等。这些现代化的生产设备具有电子自动控制装置，称量灵敏准确，还附有布袋法装置或湿式除尘装置，除尘效果好，对环境损害降到最低限度。由于沥青路面属于大规模生产，每天要求生产沥青混合料在1000t以上甚至到达3000t.有时需要多台沥青拌和设备同时生产方能满足需要。所有设备的喂料仓均为四个，有时遇到0—5mm材料需要两种材料混合（如石屑与砂），如将料仓增至五个，使用就方便多了。

2、工艺控制

（1）生产配合比：每日检查一次。

（2）温度控制：出仓温度控制160±5℃为宜，温度不得过高以免烧焦。除仪表控制外，目力观察也是很有必要的。

（3）沥青混合料质量控制：每日至少在摊铺工地取样一次，作常规指标检测。但这些试验结果，往往要到翌日才能拿到。如果有问题，当天完成数量已有相当规模就难以拘回。因此辅以目力检查十分重要，发现混合料有异，立即通知搅拌站仔细检查，以便及时纠正。

（4）原材料检验：

A、沥青：桶装沥青按桶数N的开三次方数量抽取或每月抽查一次，作常规或三大指标的检验。

B、集料与矿粉：每月至少抽检一次，材料外观质量不稳定或料源有变化，随时取样试验。