影响沥青路面质量的主要因素分析与对策

李海洋 张 燕

中国水电十一局（45000 0）

随着公路建设的迅速发展，国内外沥青混凝土路面结构得到广泛的应用。怎样控制好沥青混凝土路面的质量使其更长时间地服务，是摆在公路建设者面前的重要课题。

1 原材料质量的影响

沥青混凝土路面结构由沥青及矿料组成，故沥青和矿料的质量是影响路面质量的直接因素。

1.1 沥青

高等级公路沥青混凝土路面的沥青主要为道路石油沥青。沥青是高分子化合物，其质量主要取决于沥青的组成及胶体结构。高树脂、低石蜡的石油沥青延伸性较好，与矿料的黏结性较好，热稳定性也较好，但当含蜡量10%～20%时，沥青延伸度较小，与矿料的黏结性、热稳定性较差，将直接影响路面的质量，缩短路面的使用寿命。

沥青质量符合要求后，施工中加热温度显得特别重要。加热温度过低，沥青的黏滞度不能满足施工的要求；若高温下长时间地加热或沥青混合料温度过高，都可能引起沥青胶团结构发生变化，使沥青失去黏结性，从而使路面出现裂缝、麻面、松散、脱粒等病害，缩短路面使用寿命。

1.2 矿料

1.2.1 碎石的强度和耐磨性能

碎石直接承担车辆的荷载和冲击，若碎石强度达不到要求，在荷载的作用下碎石破裂，导致路面结构破坏，路面摩擦系数降低，对行车安全造成威胁。

1.2.2 碎石的对沥青的粘附性能

碎石中扁平、针片状颗粒过多，影响碎石的整体强度，而碎石亲水憎油性强影响碎石与沥青的黏附，往往造成脱粒、松散等病害。

1.2.3 砂

砂是组成沥青混凝土连续级配的重要材料。适宜的砂含量可以改善沥青混凝土的均匀性及和易性，保证沥青混凝土的整体密实度。砂的颗粒组成应是不均匀的粗砂，砂质洁净，没有杂质。如砂中含泥量过大，泥不能与沥青良好黏结，在车辆的冲击和雨水的冲刷下，路面就容易形成坑洞。有些地方用石屑代替部分砂,强度较低且扁平状含量较大，在使用过程中很容易进一步破碎。

1.2.4 矿粉

矿粉的作用主要有两个:一是使液化的沥青变成簿膜状态,增加集料同沥青相互作用的表面积，沥青的黏度和强度都有所提高；二是填充颗粒之间的细小孔隙，进一步改善沥青混凝土的密实度。选用矿粉时应特别注意矿粉的细度（0.075 mm筛孔通过率为70%～75%）、抗剥离性能、憎水亲油性能，这些性能都有决定矿粉能否和沥青良好黏结的主要因素。

2 沥青用量的影响

沥青混凝土的强度取决于沥青混合料的黏结力和内摩擦角，沥青含量超过最佳值，黏结力就降低。

用油量过小沥青不能完全包裹矿料，使混合料拌和不均匀，出现花白、干散等现象。用油量偏大，沥青混合料易出现结团、流动性大等现象，路面成型后易产生光面、泛油、油包等。因此在进行沥青混凝土配合比设计时应严格控制沥青含量，施工中定量作抽提试验，不断调整沥青用量，使沥青混凝土达到各项技术指标要求。

3 施工质量的影响

3.1 配合比设计

沥青混合料配合比设计是一项非常重要的工作，不能仅凭几个马歇尔试验就得出结果。草率的设计将使矿料、沥青用量不适当，从而影响马歇尔试验的各项技术指标，使铺筑出的路面质量并不让人满意。正确的设计应分为3个阶段:目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段、生产配合比验证阶段。

3.2 拌和温度

沥青混凝土温度过高，易使沥青失去黏性，使用过程中出现老化。温度过低，则沥青和矿料黏结效果不佳，沥青混凝土强度和路面平整度差，路面透水性加大，从而降低路面的使用质量。

3.3 拌和的均匀性

均匀拌和沥青混合料能使细矿料团聚分解，矿粉的表面积得到充分扩展，使黏附在其上面的沥青膜减薄,有利于提高沥青混凝土的强度和稳定性。当拌和不均匀时，大量的细颗粒在混合料中处于团聚状态，粗细料分别集中，大部分沥青集聚成个别的集合体，填在矿料颗粒之间，不能完全裹住矿料，使混合料出现离析。

3.4 压实质量

密实度对沥青混凝土垂面层抗腐蚀性稳定性的影响很大,对路面结构层的强度影响也很大。碾压达到最佳密度时孔隙率最小，沥青混凝土的强度最高；反之，孔隙率大，路面渗透较多水分，最终导致沥青膜剥落，降低路面强度。

4 施工控制

4.1 严格组织施工

应根据全面质量管理的要求，建立健全有效的质量保证体系；实行严格的目标管理、工序管理与岗位责任制度，对施工各阶段的质量进行检查、控制、评定、达到所规定的质量标准，确保施工质量的稳定性；应将试验工作做为一项非常重要的工作来抓，因为它直接反映路面质量的大部分技术指标。

4.2 严把材料关

4.2.1 严格控制沥青进料及使用

按设计指定的沥青种类及标号进料，沥青出厂应附有质量检验单。按每100 t沥青或每车沥青取代表性试样进行技术检验,做到随时掌控沥青质量动态。不同来源、标号的沥青分开存放；储存时间过长，使用前应抽样检验。沥青标号达不到要求时，可用几种不同标号的沥青进行掺配,掺配比例由试验决定。

一般道路施工项目占线长，工期紧，沥青用量较大。如果一些项目所在区域沥青生产厂家少、供应能力不足，需要与多家供应商合作，因此需密切关注沥青原材料质量，严格遵守验收程序，把好质量关。

4.2.2 矿料

由于沥青路面材料消耗量大,摊铺时间集中，多数石料场生产条件较差，材料规格不全，生产能力较小，施工企业往往需从多个石料场采购石料。尽管在级配设计过程中规定了最大粒径、最大粒径的一半、4.75 mm、2.36 mm、0.075 mm五档规格料的通过量，但中间粒径的通过量出入较大，引起集料级配变化较大，使压实系数产生波动，影响路面平整度。按Superpave设计理论,尤其要控制4.75 mm骨料通过量,因为其对路面的使用耐久性影响较大。另外，由于沥青混凝土拌和机振动筛易破裂，使集料中混有部分超规格大粒径的石料，摊铺时局部摊铺厚度发生变化或引起摊铺面的拉痕，碾压后引起纵横向局部不规则的小波浪,影响路面平整度和质量。

每种粒径的原材料规格一定要统一均匀，从各个石料场拉来的石子，要经常作筛分试验，使各个石料场的石子筛分结果符合规范要求，各个石料场的石子粒径的通过率基本一致，必要时可通知各石料场采用相同孔径的筛子和相同的过筛方式（如全用振动）。在高速公路上尽可能采用产量大、规格符合要求的同一个石料场生产的石料。在生产过程中经常检查沥青混凝土拌和机振动筛是否破损，如有破损及时更换。所进集料应洁净、干燥、无杂质，矿粉要求洁净、干燥、无结块，不准露天堆放。

4.3 沥青用量

每台拌和机抽查1～2次/日（采用抽提法）,确保沥青含量±0.3%之内。同时注意沥青泵的运转是否正常，它将直接影响沥青混合料的质量。

4.4 沥青混合料拌和

1）拌和设备。可用间歇式或连续式拌和机，高速公路及一级公路宜采用间歇式拌和机。

为确保摊铺机连续、匀速、不间断摊铺，每台拌和机必须达到一定的生产量，否则必须采用多台拌和机联合供料。在联合供料过程中，每个拌和机的拌和温度不可能完全一致，再加上料源的不一致，摊铺后一些部位在碾压过程中碾压温度发生变化，影响到路面的平整度和密实度。

加强沥青混合料的出厂温度检验，将拌和机生产的混合料采取集中摊铺，安排专人负责收料，不同拌和机的混合料不得互相掺和摊铺（对双机摊铺的路面，可摊铺在固定的一侧）。

2）混合料出厂温度和加热温度。根据AASHTO规范要求，沥青加热温度一般控制在135～165℃，石料的加热温度不宜超过163℃，沥青最低温度不宜低于120℃，混合料温度不宜高于165℃，超过180℃应废除。国内要求沥青温度不宜低于130℃，且不得高于180℃。

加强沥青拌和站各种材料的加热温度检验。拌和站的加热系统和温控系统是否能正常运行，直接影响沥青混合料温度的控制。避免因人员少、管理不到位、检修和维护不及时、监视器温度显示数据和实际加热温度不符等情况,出现温度过高或过低，混合料“白花”或烧焦。

3）拌和时间与外观质量。沥青混合料应拌和均匀，所有矿料全部裹覆沥青混合料。间歇式拌和机每锅拌和时间为20～50 s（其中干拌时间不得少于5 s），连续式拌和机拌和时间由上料速度及拌和温度确定。

一般沥青拌和机均带有储料仓，拌好的混合料如不立即铺筑，可放储料仓储存。储料仓无保温设备时，允许的储料时间应以符合摊铺温度为准。储料仓有保温设备时，储料时间也应视储料仓保温效果、施工季节、大气温度以及符合摊铺温度为准。混合料通过运料斗进入储料仓再放入运输车辆，均会产生一定程的粗细粒料离析。施工过程中每车料摊铺结束时摊铺机接料斗的两翼都将翻起，使得摊铺后的沥青面层也产生离析。离析后由于粗细粒料的压实系数不同,压路机在压实过程中有明显的摇晃，从而影响路面质量。

拌和站工作人员要经常检查维修机械，保持机械的良好运转。从成品料仓向自卸车放料时，应每卸一斗混合料挪动一下汽车的位置，以减少粗细集料的离析现象。在摊铺过程中，尽量减少摊铺机接料斗两翼的翻起，以减少人为因素造成的沥青混合料的离析。有条件时在摊铺机前另增二次筛分输送机械。

4.5 沥青混合料的摊铺

要保证沥青面层达到预期平整度和舒适度，沥青混合料的摊铺工艺至关重要。缓慢、连续、均匀、不间断的摊铺是提高路面质量最主要的措施，因此摊铺机在操作过程中应注意三个方面影响因素。

4.5.1 摊铺温度和施工环境因素

高速公路和一级公路施工温度低于10℃，其他等级公路低于5℃时，不宜摊铺沥青混合料。沥青面层应安排在白天施工,太阳落山之前结束，不得在大风的天气和下雨、下雪情况下进行施工。沥青基层如在夜间施工，应提供足够的照明设备。

4.5.2 摊铺的停顿因素

停顿时，摊铺机各工作部件将遭冷却，阻力将增加，摊铺机要克服这些阻力才能拉动先前的混合料逐渐恢复到平顺摊铺。在拉动过程中混合料不均匀，压实系数不稳定，从而影响平整度。

最常见的停顿原因就是供料跟不上，因此要配足与摊铺能力匹配的拌和机，尽量做到摊铺过程中不停机。如因拌合站和设备故障，停顿时间过长，现场施工班组应立即暂停施工。

4.5.3 摊铺速度因素

摊铺机瞬时作业速度的变化，将引起路面层结构的变化，直接影响路面的平整度。例如，料车冲撞摊铺机和卸料过快，或在作业中使用制动而增加摊铺机的牵引负荷，都容易导致速度不均，面层粗糙度不均，从而造成平整度下降。

根据沥青混凝土拌合站的生产能力，应以摊铺机不停机为原则确定摊铺机的工作速度。工作速度一经选定，应保持恒定，不得随意变换速度。料车不得冲撞摊铺机。运卸料过程中应挂空挡，靠摊铺机的推动前进。高速公路中应采用产量不小于120 t/h的性能稳定的拌和设备。

摊铺机的性能基本决定了摊铺的效果，功率越大、自动找平系统越完善，摊铺效果越好。根据摊铺厚度、宽度选择具有完善的自动找平系统的满足摊铺效果的摊铺机,在避免离析的同时提高平整度。

4.6 沥青混合料的压实及成型

压实过程分为初压、复压、终压。这个过程应在混合料温度允许范围内进行，碾压时应先从外侧向中心进行，相邻碾压带应重叠1/3～1／2轮宽，最后碾压中心部分。

碾压工艺与碾压机具的合理组合对平整度和密实度的影响很大，在施工中应控制好以下四个方面:

1）初压应在较高温度下进行，以不产生推移、发裂为原则。初压温度应根据沥青稠度、压路机类型、摊铺初始密度等因素通过试铺确定。通过实践来看，普通沥青初压温度宜在130～140℃，改性沥青初压温度宜在160～165℃，并根据气候、气温、摊铺速度等因素确定碾压长度。碾压过程中应采用6 m直尺跟踪检测。

初压可采用轻型钢筒式压路机或关闭振动装置的振动压路机慢速均匀碾压2遍。复压紧接着初压进行，宜采用重型轮胎压路机也可采用振动压路机或钢筒式路机，碾压不少于6遍。终压紧接着复压进行，可选用双轮钢筒式压路机、关闭振动装置的压路机，碾压不少于2遍。

2）压路机应以慢而匀速的速度碾压，压实时主动轮在前，防止热混合料被挤压隆起。碾压应从外侧向内侧，从低向高处碾压，碾压过程中不得打方向刹车。碾压必须重叠，既防止超压又要防止漏压。碾压过程中的起动、换向、倒退等方法不当都将引起路面出现拥包和凹坑。振动压路机倒车时应先停止振动，在向另一方向运动后，再开始振动，以避免混合料形成鼓包或波浪。

3）压路机不得在未碾压成型并冷却的路段上转向、调头或候车等候，振动压路机在已成型的路面上行驶时应关闭振动。混合料粘轮时，可向碾轮洒少量水、加洗衣粉的水或食用油。

4）普通沥青混凝土初压可采用双钢轮静碾，也可采用重型胶轮压路机碾压。胶轮碾压有助于骨料结构的更合理组合。

4.7 沥青混凝土路面接缝处理

接缝处理的常见缺陷是，接缝处结合强度不够而产生松散或裂纹；处理不当而使平整度下降。因此纵缝和横缝的施中应控制好以下两大方面。

4.7.1 对纵向接缝的处理

1）尽量采用热接缝，这就需要两台摊铺机进行梯队作业联合摊铺。两台摊铺机梯队作业时，摊铺机的各有关结构参数和运动参数应调整一致。相邻搭接叠量应在5～10 cm之间。相邻两台摊铺机前后距离，宜在5～15 m，以利于及时碾压。

2）上下层纵向接缝不得重合，错开量不得小于100 cm。

3）热接缝的碾压应放在错轮碾压的最后进行，由一台压路机最终完成20～30 cm接缝（骑缝）处的碾压，以消除痕迹。

4）半幅施工或旧沥青路面连接的纵缝，不能采用热接缝，宜加设挡板或采用切刀切齐。铺另半幅前必须将缝边缘清扫干净，并刷沥青，摊铺时应重叠在已铺层上5～10 cm。碾压时先在已压实的路面上行驶，碾压新铺层10～15 cm，然后才逐渐移动跨过纵缝，将纵缝碾压紧密，上下层的纵缝应错开15 cm以上，表层的纵缝应顺直，且位于车道的画线位置。

4.7.2 对横向接缝的处理

横缝以平接缝为佳。横接缝必须由专人小组进行处理，以确保接缝处的平整度。同时要注意:

1）从接缝处起继续摊铺混合料前，应用6 m直尺检查端部平整度，不符合要求时，应予清除。

2）摊铺时应调好松铺厚度，接缝处摊铺层施工结束后再用6 m直尺检查平整度。当有不符要求时，趁混合料尚未冷却立即处理。

3）横缝的碾压应使压路机位于已压实的混合料层上，伸入新铺层的宽度为15 cm。然后每压一遍向新铺混合料移动15 ～20 cm，直至全部在新铺层上为止，再改为纵向碾压。要特别注意杜绝与接缝垂直碾压，防止新旧层错位。

4.7.3 纵缝

摊铺时采用梯形队作用的纵缝采用热接缝，施工时应将先铺的混合料留下10～20 cm宽度暂不碾压，作为后摊铺部分的高程基准面，纵缝应在后铺部分摊铺后立即碾压。碾压开始时压路机大部分行驶在已压好的路面上，然后逐渐移动跨缝碾压以消除缝迹。

4.8 摊铺机的使用与操作

摊铺机的使用与操作不当是造成平整度差的重要因素，因此平整度的控制应做好以下五点:

1）摊铺作业速度应保持恒定。

2）熨平板的工作角。

熨平板的初始工作角的选择应根据摊铺厚度，即较大的厚度应选择较大的初始工作角，反之则选择较小的工作角。熨平板组合调整时，应检查其初始工作角是否一致。如初始工作角不一致将造成摊铺层同一横断面厚度不一致或出现台阶，直接影响平整度。在摊铺作业中，不要频繁地调整厚度控制杆，否则，将造成工作角的不断变化，而工作角的恢复需要一段时间，在这段时间内，所得到的面层将是不平整的。

3）铺料螺旋处的物料压力

铺料螺旋处的物料压力，是指被计量的在熨平板前拌和料的压力。在摊铺作业中，应根据不同的铺层厚度、宽度及摊铺速度，正确地调整刮料板的开度，以保证物料压力的稳定。物料对熨平板底面的阻力增加，促使工作角相对变大，厚度增加，致使平整度下降。物料压力太小时，平整度同样下降。

4）合理使用自动找平装置

自动找平装置的系统误差是由基准误差和装置本身的误差两部分组成的。

在基准误差不变的情况下，自动找平装置本身的误差越小，系统误差就越小，摊铺层平整度就越好。因此，自动找平装置各主要元件的安装、调整须按规定进行，以尽量减小因安装、调整而产生的误差。

5）熨平板的预热与保温

熨平板的预热与保温应以接近拌和料温度为准。应杜绝不预热或熨平板过热两个极端。熨平板不预热，拌和料就黏结在底板上，直接破坏铺层的平整度。熨平板过热，熨平板易扭曲变形，沥青易焦化，也会破坏路面平整度。

4.9 基层平整度对沥青面层平整度的影响

基层平整度对沥青面层的平整度影响很大。基层如果标高不准，平整度不好，将使得油面松铺厚度不等，碾压后表面就会出现不平整。

严格控制基层标高和平整度。基层采用摊铺机摊铺，以提高其平整度。标高宁可适当低一些，以确保摊铺厚度。要十分重视基层的横坡度，横坡度验收时一个断面应多测几个点,防止产生复合横坡，影响松铺厚度和平整度。

4.10 台背回填对平整度的影响

由于台背填土和桥面沉降的不一致，桥头产生不均匀沉降差，不均匀的沉降使得桥头产生跳车。

5 结语

影响沥青混合料路面质量的因素较多。在沥青路面的施工中只有认真分析和总结，加强管理，才会确保沥青路面施工质量符合要求，但是也要避免片面追求平整度而忽视压实度，正确对待和处理压实度和平整度的关系。路面施工如果作到精心施工准备、严格过程控制、注重总结积累经验，则路面质量将会得到较大的提高，完全可以达到施工规范及质量检验评定标准。