高速公路沥青路面技术设计与质量管控

段宝文

（重庆铁发建新高速公路有限公司，重庆 400000）

0 引言

沥青路面具有工期短、维修养护简便、平整度高、噪声低、行车舒适等优势，在高速公路中广泛应用。为保证沥青路面的路用性能，必须从施工方案设计、技术管理、施工过程等各个环节加强管控。由于建设单位和施工单位管理及施工技术水平等方面的原因，导致沥青路面在建成投运后频繁出现开裂、车辙、泛油等病害，大大降低了道路使用寿命。本文主要以重庆潼南至荣昌高速公路（以下简称“潼荣高速公路”）工程为例，对施工全过程及各个阶段的试验检测、质量管控进行分析。

1 工程概况

潼荣高速公路地处高温多雨的环境下，部分路段重型交通量大，故在沥青混凝土路面设计时必须兼顾高温稳定性和水稳定性。潼荣高速公路沥青混凝土路面结构为4cmSBS AC-13C+6cmSBSAC-20C+8cmAC-25C+0.8cm同步碎石封层。

2 高速公路沥青路面技术设计

2.1 基层反射裂缝预防设计

借鉴相关工程施工经验，土工布、土工格栅等材料均具有一定的防治反射裂缝效果，使用级配碎石应力吸收倒装层也对基层反射裂缝有相当好的改善效果，但想要从根本上解决基层反射裂缝的问题，还要从水泥稳定碎石材料本身考虑。

沥青路面出现反射裂缝的主要原因，在于水泥稳定碎石层极易发生干缩裂缝以及温缩裂缝。本项目地处四川盆地内，昼夜温差及季节温差都较小，也很难出现急剧降温的气候，所以温缩裂缝出现的概率较小，故本地区基层反射裂缝主要以干缩裂缝为主。

依据现行规范进行水泥稳定碎石配合比设计，往往出现水泥剂量过大、级配中0.6mm以下颗粒含量较多的情况，而这两种情况加剧了基层出现早期干缩裂缝的概率，所以要充分考量水泥稳定碎石配合比设计。其一，骨架密实结构，减少级配中0.6mm以下颗粒含量；其二，在原材料满足要求的情况下，通过骨架结构提供的较高强度，降低水泥剂量；其三，加强水稳层养护，养护时间应延迟至进行下层施工前一两天。通过这几项措施可以显著减少水稳层早期干缩裂缝，有利于路面反射裂缝的防治。

2.2 路面整体优化设计

考虑到本项目运行环境特殊，降雨频繁且雨量大，若高速公路路面排水设计系统结构不合理，结构层出现渗水的概率会非常大，这也是高速公路早期路面水损病害的根本原因。鉴于此，在高速公路设计之初，应同时注重路表排水设计以及结构层排水设计。

路表排水设计中应结合横纵坡及结构物，尽量减少路表水流自由漫延距离。可以通过如下方式进行改善，如：以边坡满流排水取代急流槽及拦水带等；在一定区段内设置纵向排水设施，利用横向排水管将水流引出等。可以在中央分隔带和填方路基边缘设置纵向盲沟、挖方路基外缘纵向排水沟下设置纵向渗沟等方式以汇集结构层内部排水，通过塑料排水管排出路基结构。此外还可以通过混凝土硬化土路肩碎石盲沟，以确保路表水排水顺畅，避免雨水回渗路堤。

完成高速公路排水设计环节之后，需要考虑合理的路面结构层体系设计以适应当地环境及交通。参考地区其余高速公路情况，因高温多雨所引发的路面车辙、坑槽等病害较常见，为此将路面结构材料设计重点放在沥青混凝土材料水稳性和高温稳定性方面。

具体而言，中上面层改性沥青混合料动稳定度要求在3 500次/mm以上，材料空隙率设计范围在规范基础上适当优化，具体见表1。压实度要求采取双指标控制，上、中、下面层芯样压实度应在98%以上，现场空隙率基本达到6%以下。通过优化沥青混凝土材料空隙率（压实度）以及动稳定度，加强路面水稳性和高温稳定性。

表1 材料空隙率范围

3 高速公路沥青路面施工质量管控

3.1 材料控制

施工过程中沥青和石料是控制的关键。

沥青混凝土的关键材料是沥青，其性能对于混合料的高温稳定性、耐久性、抗疲劳、水稳定性等指标至关重要。本工程通过对数十种国内外优质品牌沥青进行性能检测以及PG分级试验，考虑到本地区高温性能方面的要求，最终决定采用70号沥青作为改性沥青的基质沥青。

为减少沥青在运输过程中的老化问题，应通过试验对沥青的运输温度进行控制。依据沥青标号以及流动性状态，在运输过程中采取相对较低的温度，同时应做好沥青的进场批次试验，确保沥青质量。

本项目沿线分布材料主要为石灰岩，此类石料强度相对较低，且磨光值不易达到高速公路石材要求。对此，明确高速公路石材技术控制标准，做好石材的送检及自检工作，委托第三方机构平行检验石料性能是非常有必要的。

为保证工地试验室检测结果的准确性，各试验室设备标定、检测人员培训、规范文件受控也是相当重要的环节。通过对试验工作的有效管理能够大大降低试验出错的概率，达到施工质量的要求。

3.2 配合比设计

考虑到常规AC类沥青混合料属于悬浮密实结构，高温稳定性能较差。为改善混合料的高温性能，本项目采取骨架密实结构，并在配合比设计阶段进行了大量级配曲线关键点通过率试验[1]。通过各项性能验证及马歇尔剖面图，确保设计的级配粗集料形成骨架嵌挤，细集料填充充分，成品混合料高温性能好，同时也兼顾水稳定性的要求。

3.3 施工控制

在施工中要加强对摊铺以及碾压工作的重视，按照要求采取相应的管控措施才能使最终路面质量到达理想效果。

3.3.1摊 铺

摊铺是保证路面厚度以及平整度的关键工作。在进行正式施工前应在试验段确定松铺系数，确定的松铺系数在施工过程中不能随意变更。而平整度则是通过三方面进行把控：较高的初始压实度，也就是摊铺机夯锤功率要大；合理的摊铺速度，以保证施工现场能够做到摊铺机不停机等料，能够连续铺筑；结构物搭接过渡合理，可以通过高程过渡的方式防止在结构物搭接处出现跳车情况。除此之外，摊铺作业还需要做到离析控制，如带状离析控制、上下离析控制、收斗离析控制以及温度离析控制，减少路面缺陷部位。

本项目采用福格勒双机联铺，为保障混合料温度一致性，两台机械距离保持在3m以内，同时通过两侧增加螺旋叶片、下料口增加反向螺旋、料槽前挡板底部增加橡胶挡板等手段以控制离析问题。同时对两机联铺搭接部位进行多次尝试，确认合理的搭接宽度，尽量减少缺陷出现的可能性。

3.3.2 碾压

碾压是提高沥青路面性能的重要工作，也是确保沥青路面平整度及压实度的重要环节。结合工程实践经验，双钢轮压路机+轮胎压路机的碾压机械组合应用较为广泛，能有效发挥不同碾压机械路面压实性能的互补性[2]。

碾压要求：确保混合料在较高的温度下完成全部初压复压作业；确保终压压路机能够将轮迹全部消除。只有做到了这两项，才能保证施工完成路面压实度良好，整体密实不渗水，同时平整度也能到达要求。

本项目尽可能使压路机紧跟摊铺机作业，保证混合料在高温下基本能够完成碾压。其中，主要使用的碾压机设备为3台12t双钢轮压路机、3台30t轮胎压路机。

取芯结果显示芯样空隙率基本在6%以下，同时渗水结果显示路面基本不渗水，达到了较为理想的效果。对于终压收面，本项目采用专人进行收面验收工作，收面后采用3m直尺进行抽检，合格后方可进行下一路段的终压作业。

4 结语

综上所述，沥青路面施工质量控制包括设计、施工等各个环节。对于具体工程而言，必须结合工程施工技术水平、自然条件、施工成本、工期及质量要求确定技术管理和质量管控的重点，制定书面的技术管理和质量管控方案并有针对性地落实推进。潼荣高速公路沥青混凝土路面实施质量控制后其路面水稳定性和高温稳定性提升显著，路段自2019年12月底建成运营以来，各项性能良好，未发现反射裂缝及病害出现。