公路桥梁施工中的沥青路面施工技术探讨

郝利强

山西路桥集团试验检测中心有限公司 山西太原 030000

沥青路面是指将沥青混凝土经摊铺、碾压形成的多种类型路面。公路桥梁是我国交通运输体系内的基础性工程，需承载大量交通负荷，其路面性能将直接影响车辆通行的安全性。沥青路面具有材料易获取、可承受车辆荷载及反复通行、高温下稳定性较好、低温下抗裂性能优秀、耐久性较强等显著优势，是当前我国公路桥梁工程建设中的主要工程材料。

1 公路桥梁施工中沥青路面基本类型

公路桥梁施工中沥青路面分类方式多种多样，下文将按照施工方法对沥青路面进行分类：

1.1 沥青混凝土路面

沥青混凝土路面是指以粗细骨料、沥青、矿粉等混合料经拌和、摊铺及碾压成型后所形成的路面。按照施工工艺可将沥青混凝土路面分为三种类型：其一为碾压式，即借助重型碾压机械，对以热拌热铺法制备的沥青混凝土混合料进行摊铺、碾压，成型后路面平整、密实、具有一定的抗滑性能，且具有抗老化、耐磨等优势，使用寿命一般在15年以上[1]；其二为冷铺式，即采用流动性较强的沥青混合料，保持混合料在常温下具有一定的松散度与粘结性，适用于沥青路面的小范围养护、远距离运输公路桥梁施工。冷铺法沥青路面性能略低于碾压式沥青路面，且使用寿命较短；其三，摊铺式，即采用具有适当流动性的沥青混合料，即使不借助重型机械也可利用沥青混合料的流动性及自重成型。

1.2 厂拌沥青碎石路面

厂拌沥青碎石路面，亦被称为黑色碎石路面，制作及加工工艺与沥青混凝土相似，但在空隙率上具有一定的差异性。厂拌沥青碎石路面集料的颗粒可以分为同颗粒及级配两种类型，其中集料级配用途较为广泛。同时，厂拌沥青碎石路面施工方法包括热拌热铺、热拌冷铺等类型，其中热拌热铺施工方法较为常用，且路面质量优于热拌冷铺。相对于沥青混凝土路面来说，厂拌沥青碎石路面粗集料占比较高，且矿粉含量较少，具有用料少、成本低廉的优势。此外，厂拌沥青碎石路面热稳定性依赖于混合料颗粒间的锁结性，在保持一定热稳定性能的前提下，其对沥青用量、混合料配比、集料级配的要求条件较为宽泛，因此在实际施工中具有材料易获取、施工简单的特点。但厂拌沥青碎石路面容易发生渗水及老化，因此经常被用作面层的下层、整平层等，也可作为沥青面层的防滑层，使用寿命较沥青混凝土路面短[2]。

1.3 沥青贯入式路面

沥青贯入式路面是指将沥青浇洒在铺好的主层集料上，再采用分层施工方式撒布嵌缝石屑、压实所形成的路面。沥青贯入式路面具有施工成本低廉、施工操作简单的优势，但在实际施工中受外界影响因素较大，路面成型周期较长，且成型后的路面美观性、平整度等较低，极有可能出现泛油等质量缺陷。为解决上述问题，在沥青贯入式路面施工中一般将最后一层的浇洒沥青改为铺筑沥青混合料，此类混合料内细骨料含量较高，可以加快路面成型并提升路面的平整度。

1.4 路拌沥青碎石混合料路面

路拌沥青碎石混合料路面是指于路床上堆料并浇洒沥青，采用搅拌设备或人工方式将沥青混合料拌匀，摊铺并压实形成的路面。路拌沥青碎石混合料路面所采用的主要材料与沥青贯入式路面类似，但是对沥青的粘稠度等有着较高的要求。主要原因在于路床上的集料无法加热，需要采用流动性较大的沥青对集料及混合料进行粘结才能保证路面施工质量，同时，在气温相对潮湿的施工条件下，路拌沥青碎石混合料有可能发生材料离析问题，需掺入适量的抗剥落剂或水泥等增强沥青与集料的粘结性。相对于厂拌沥青碎石路面来说，路拌沥青碎石混合料路面的路用性质较低，并且在实际施工中会受到诸多条件的制约，但是其可以大幅度缩短材料运输距离与时间，降低材料运输成本，在低级公路桥梁工程建设中的应用较为广泛。

1.5 沥青表面处治路面

沥青表面处治路面在施工工艺上与沥青贯入式路面相近，但是所形成的沥青结构层厚度较小，一般为1至3cm，因此在实际施工中无需将沥青浇洒在集料之上，可直接将沥青浇洒在路面的下层，但需要保证路面下层无杂质、无障碍且干燥清洁。同时，表面处治路面使用寿命较短，一般不用做路面结构层，在设计时通常不需要考虑路面的承载力等相应参数，一般用作保护非沥青承重层，可以缓解车辆荷载及外界条件对非沥青承重层的磨耗程度。沥青表面处治路面一般用于公路桥梁工程日常维护保养中，施工工艺分为三类：其一为在第一层撒布粒径较大的集料，随着施工层数的增加集料粒径逐渐缩小；其二为在第一层撒布细集料，逐层压实后压入粗集料，以此在表面形成具有一定热稳定性的处治层；其三为用细集料形成封层，再在其上撒布粗集料，可以提升路面表面的抗滑性能[3]。

2 公路桥梁施工中影响沥青路面施工质量的关键因素

沥青路面施工是公路桥梁施工中的关键环节之一，影响其施工质量的主要因素如下：

2.1 施工材料

如上文所述，沥青路面类型众多，不同类型的沥青路面有其各自的路用条件、范围，且对沥青粘稠度、等级、集料级配、混合料配比等具有不同的要求。其一，沥青性能对沥青路面施工的影响。如果沥青各项指标不能达到公路桥梁荷载需要、长时间稳定通行需求，便会导致沥青路面在车辆重复及高频率通行中出现裂缝、车辙等质量缺陷，严重时会威胁到车辆通行的安全性与稳定性；其二，集料的含泥量、规格等会影响到沥青路面施工质量，如果粗集料含量过高、矿粉含量不足，极有可能导致沥青路面渗水性较差、耐磨性能较低，在遭遇暴雨天气时会出现路面积水等问题；其三，外加剂的类型及用量也会影响沥青路面质量特性，如果外加剂选择不合理、用量不科学，既有可能导致路面强度难以达到设计标准，又可能破坏原本混合料的稳定性。

2.2 外界因素

影响公路桥梁施工中沥青路面施工质量的外界因素主要包括空气温湿度、地质条件。如果空气温度较高，碾压次数过多，将会导致沥青混合料被碾压机械车轮带起，进而引发路面位移、变形、平整度下降；如果空气温度较低，沥青混合料温度急剧下降，粘结性及延伸性也随之降低，将会加大碾压施工难度，导致沥青路面压实度不足或平整度不达标；如果空气内湿度过大，极有可能引发沥青混合料离析问题，延长路面成型时间，加大浮尘等对路面的扰动程度，进而降低路面质量。此外，地质条件也会对沥青路面施工质量产生影响，如果路基为软土地基，其压缩量较大、空隙率较高，在施工中因路面自重可能导致路面发生不均匀沉降，进而诱发裂缝、涌起等路面质量病害。

2.3 施工技术

公路桥梁工程中沥青路面施工工序复杂、涉及到较多机械设备、人员结构复杂且技术标准较高，施工人员质量意识、机械设备组合形式及施工技术水平等都会影响沥青路面施工质量。其一为部分施工人员质量意识薄弱，在施工中并未严格按照施工组织计划及现场调度进行作业，导致部分路段沥青路面强度、压实度等不能满足设计要求，进而降低公路桥梁工程整体质量安全；其二为机械设备组织不科学，搅拌机、摊铺机及碾压机等配合程度较低，一方面会降低施工效率、延长施工周期，另一方面会因连续作业困难导致不同路段沥青路面质量参差不齐；其三为施工现场质量管控不到位，未能发现隐蔽性及潜在性的沥青路面施工质量问题。

3 公路桥梁施工中沥青路面施工技术

基于对沥青路面类型的划分及对影响沥青路面施工质量关键因素的分析，建议从以下四个方面入手切实发挥公路桥梁施工中沥青路面施工技术的作用。

3.1 热铺沥青路面节能施工技术

热铺是公路桥梁施工中沥青路面施工常用技术，但传统热铺法能耗较大、成本较高、机械组合形式复杂且实用性较低。为此，可以利用节能措施降低热铺法下沥青路面施工能源及资源消耗量。一是在沥青混合料拌和施工阶段以2台电机驱动搅拌轴进行拌和，可以提升拌和效率。同时采用温拌施工技术，保持沥青混合料温度在120℃左右，可大幅度降低沥青混合料摊铺及碾压施工过程中的能源消耗。二是对沥青混合料运输、搅拌设备等加设保温措施，在原有的设备保温层之外再加设镀锌铁皮等保温材料，既可以保护内部的保温层，降低拌和及运输中的热损耗，又可以切实避免因长时间暴晒及雨水侵蚀改变设备内沥青混合料的物理学性能。

3.2 水发泡温拌沥青路面施工技术

水发泡温拌沥青路面施工技术属于节能施工技术的范畴，在材料配比上选择与热拌密级沥青混合料相同的矿料级配，发泡温度以165℃为宜，用水量约为1.5%。在实际施工中由拌料厂按照设计标准制备沥青混合料，以自卸车运输、两台摊铺机梯队半幅全宽铺筑。需要注意的是，在集料的加热中需采用新旧料分开加热方式，其中新集料加热温度控制在180℃左右；旧集料加热温度控制在100℃左右，以专门发泡设备发泡后的沥青温度以175℃最佳[4]。在摊铺作业中，维持摊铺机以2.5m/s的速度运行，摊铺后立即进行碾压作业。第一次碾压震动碾压机为主要设备，运行速度为1.5h/km。如果使用配置自动喷水装置的碾压机需控制好喷水量；第二次碾压采用四轮轮胎式碾压机，控制其运行速度为4km/h；第三次碾压借助震动碾压机进行找平处理。

3.3 级配碎石基层沥青路面施工技术

级配碎石基层沥青路面施工技术具有就地取材、成本低廉的优势。但当前我国相关规范中并未明确级配碎石基层沥青路面的技术标准，导致其在实际的公路桥梁工程建设中应用范围较为狭窄。为此，可以从级配碎石基层沥青路面混合料配比入手提升成型路面的质量特性[5]。其一，下面层以针入度为62、延度超过100、软化点为47.5、含蜡量为2.0%、闪点超过230℃、溶解度为99.9%的重交通石油沥青为原材料；粗集料采用花岗岩、细集料采用花岗岩石屑、矿粉选用石灰石矿粉并以消石灰粉为抗剥落剂。其二，中面层沥青结合料选用SBS改性沥青。基质沥青为重交通石油沥青；粗集料为花岗岩，细集料为机制砂。其三，上面层沥青采用针入度为58、延度超过33.5、软化点为84.5℃的SBS改性沥青；粗集料为玄武岩，细集料为机制砂。

3.4 厂拌热再生沥青路面施工技术

厂拌热再生技术是一项十分常用的沥再生技术，可用于公路工程日常维护保养及老旧路面维护中。在应用该技术时，需要结合实验室试验确定老化沥青、新沥青及再生剂的掺配比例，并需要综合考虑再生沥青延度、再生沥青薄膜烘箱老化损失等。如果所回收的老旧沥青针入度过小、需要在制备时掺入再生剂，则需要综合对比再生沥青与新购沥青的成本，避免导致资源浪费。此外，要根据实际施工需求选择再生沥青的针入度等指标，保证沥青混合料达到设计标准。

4 结语

综上所述，按照施工工艺及使用范围可将公路桥梁工程中的沥青路面划分为沥青混凝土路面、厂拌沥青碎石路面、沥青贯入式路面、路拌沥青碎石混合料路面、沥青表面处治路面五种类型。影响沥青路面施工质量的因素主要包括施工材料、外界因素（空气温湿度及地质条件等）、施工技术水平。为此，需要根据实际施工情况、工程技术标准及建设规范等合理选择沥青路面施工技术，在此基础上对传统沥青路面施工工艺内的混合料配比、施工技术等进行改进与优化，切实降低沥青路面施工过程对能源、资源的消耗，提升沥青路面施工质量及效率，进而推进我国沥青路面施工技术朝向集约化、节约化、高效化与高质量发展。