沥青路面施工关键工艺研究

摘 要：本文研究了沥青路面施工时各工艺的关键技术要点，简要介绍沥青路面的施工工艺与流程：施工准备、混合料拌合、混合料运输、摊铺、碾压、养护6个阶段。在级配与沥青含量试验满足要求的前提下进行油石比试验，确定最佳油石比OAC约为4.5%，并对其运输与拌合过程的控制要点进行说明。在沥青混合料压实过程中，确定压路机碾压次数，并探究沥青路面沿轮宽度方向的压实度情况，试验结果表明，沿轮宽方向的沥青面层压实度降低，因此须对原碾压路径进行搭接压实。

关键词：沥青路面；油石比；摊铺速度；压实度

中图分类号：U 41" " 文献标志码：A

沥青路面较水泥混凝土路面具有路面平整程度高、驾车舒适性强、养护与维修方便等优点，因此在我国各等级的公路中广泛应用。但沥青路面的施工质量影响因素较多，施工质量也良莠不齐，部分路面在交付使用不到3年就出现裂缝、松散、车辙、拥包等各类问题[1]。

从沥青路面的破损演变分析结果可知，早期病害是以随机、局部形式出现，逐渐演变为大面积损坏，这些破坏形式均与沥青路面的施工过程有高度的相关性，因此，本文以国道G240线台山大江至那金段改扩建工程为背景，研究沥青路面的关键施工工艺，从原材料、拌合、运输、摊铺等方面进行综合分析，全方位提高沥青路面施工质量。

1 施工工艺与流程

沥青混凝土施工主要涉及材料混合、运输、铺设和压实等步骤[2]。选择适当的骨料（包括不同粒径的砂、碎石和石屑等），并将这些骨料与液态沥青混合。沥青可以起到粘结的作用，能够将骨料粘结在一起，形成整体。将混合好的沥青混凝土运送到施工现场。在铺设前，对基层进行清理和预处理，再使用摊铺设备将沥青混凝土均匀铺设在基层上。在铺设完成后，需要压实沥青混凝土层。压实分为初压、复压和终压3个阶段，保证沥青混凝土表面平整、光滑。同时沥青混凝土需要在适当的温度下进行施工，保证其黏结性和压实效果。施工工艺流程如图1所示。

2 关键施工工艺点研究

2.1 油石比试验

沥青混合料配合比中的油石比是保证施工质量的重要控制因素，油石比偏大或偏小均会使路面出现不同程度的病害问题[3]。油石比试验分3步完成：制作对比样本、进行马歇尔试验、确定最佳油石比。在制作对比样本之前，应先对骨料的级配与沥青含量进行试验，根据实际要求进行调整。本试验是在级配与沥青含量试验满足要求前提下进行油石比试验，选取5组试验样本，其试验与结果见表1，密度、稳定度、流值、VV、VMA、VFA变化趋势如图2所示。

最大理论密度出现在油石比a1为5.1%时，最大稳定度出现在油石比a2为4.68%时，孔隙率（VV）按规范取中值，油石比a3为4.25%，沥青饱和度（VFA）取中值，油石比a4为4.3%。OACmin（VFA最小取值对应油石比）为4.1%，OACmax为4.7%，OAC（最佳油石比）计算过程如公式（1）～公式（3）所示。

OAC1=a1+a2+a3+a4/4 （1）

OAC2=OACmin+OACmax/2 （2）

OAC=OAC1+OAC2/2 （3）

联立公式（1）～公式（3），OAC约为4.5%。在实际生产中，应根据现场温度与运输情况进行适当调整。

2.2 沥青混合料的拌合与运输

沥青混合料在生产拌合过程中，集料来自备料的料仓。但处于不同位置的集料物理性能有所不同，因此确定生产配合比时应按实际情况进行调整，避免混合料的性能产生异常，减少沥青离析等现象发生[4]。

拌合站的冷料备料仓间的挡板要有一定高度，避免相邻料仓间出现混料的情况。其底部开口形状要使用矩形，并利用振动器进行辅助，避免料仓堵塞与各粒径骨料出现分层情况。

拌合完成后由运料车运输沥青混合料。运料车在每次运输前后均须对车厢进行打扫，同时，为防止沥青与车厢板发生粘连，应在四周涂抹一层隔离剂。装料时，运料车应按要求前后移动3次以上，按前-后-中（1-2-3）的方式均匀循环装料，不能出现中间高于两边的情况，如图3所示，避免混合料出现离析现象。

2.3 沥青混合料摊铺

用摊铺机摊铺沥青混合料，在摊铺前应确定摊铺机的运行参数[5]。合适的夯锤与振动参数可以提高沥青混合料的预压密实度，减少压路机需要压实的遍数，提高施工效率，可根据表2选择参数。同时应注意摊铺机料仓里的混合料高度宜在螺旋布料器高度的2/3左右，避免沥青混合料溢出或不足导致出现空铺情况。

应按实际的工程情况确定摊铺机的摊铺速度，从而达到连续摊铺的要求，计算过程如公式（4）所示。

（4）

式中：V为摊铺机的运行速度，m/min；C为沥青料的供给能力，t/h；W为铺筑路面的设计宽度，m；D为铺筑路面的设计厚度，m；P为沥青料压实后的密度，取值为2.33t/m³。

当摊铺机起步时，运行速度应低于1.5m/min，此时的沥青混合料温度高于熨平板温度，并且需要处理上一路段的接缝。在运行正常后可按计算速度摊铺，并且补充沥青料时也应适当降低速度，达到不停机持续摊铺的要求。摊铺时应有专业的操作机手进行摊铺机参数控制与方向控制。

2.4 沥青混合料压实

在压实过程中，压路机的碾压速度是保证压实质量的重要因素[6]，当速度为1.5m/s时，碾压6次后压实度即可达到98%，而速度大于6m/s时，碾压次数大于10次，压实度也低于95%。因此，应采用匀速、低速的方式进行碾压。碾压分为初压、复压和终压，对碾压次数无强制要求，次数选取见表3。

表3 压路机碾压次数选取（单位：次）

压路机类型 初压 复压 终压

适宜 最大 适宜 最大 适宜 最大

双钢轮压路机 2～3 4 3～5 5 3～5 5

胶轮压路机 2～3 4 3～5 5 3～5 5

双钢压路机 2～3 3 3～5 5 3～5 5

在碾压过程中，在压路机沿轮宽度方向上施加的力有明显变化。越接近轮边的位置，由于沥青料被挤压推移导致压实不充分，因此在沿轮宽度方向上存在一定程度的碾压离析。本文为探究沥青路面沿轮宽度方向的压实度情况，使用密度测量仪对双钢轮压路机一次碾压后，其轮宽范围内的沥青料密度进行检测，其中，按沥青面层深度由上到下每隔2cm分为一个截面，共4个截面。检测结果见表4。

由表4可以看出，钢轮宽度为2m，在碾压范围内位于钢轮中心点的沥青混合料压实度最高，可达到94%。力传导途径较好，并且力传导至下承层后，该层已压实，会产生向上的反力，因此上下方向的力可以压实沥青面层。当测点离钢轮中心点距离在0.8m以上时，压实度降低幅度明显，此时向上的反力降低，压实度也明显下降。

由于沥青面层压实度在沿轮宽方向存在降低的情况，因此需要对原碾压路径进行搭接压实，当碾压时，每次错轮宽度应小于1/2轮宽，并控制碾压的温度。

2.5 接缝处理要点

沥青面层的接缝分为纵向接缝与横向接缝。纵向接缝是沿道路纵向形成的接缝，有热接缝与冷接缝两种。在施工过程中，要保证新铺设的沥青混合料的温度适宜，以便与已铺设的路面黏结。对冷接缝来说，应在已铺设的路面上设置挡板，保证碾压时能压实边部并使接封面垂直。应清除接缝处的杂物和残留的旧沥青，保证新沥青混合料能够与旧路面良好黏结，并在切割后的垂直面上涂黏结沥青，保证质量。

横向接缝是与道路垂直，纵向形成的接缝，通常在每天的工作缝或中断施工后再继续摊铺时形成。应将横向接缝的位置选择在摊铺机换行或停机处，避免设置在弯道或坡道等复杂路段。当施工时，横缝碾压温度一般要比正常碾压温度低5℃～10℃。温度过高可能会导致混合料推移，温度过低则可能影响横缝的压实度。对横向接缝来说，可采用平接或斜接的方式。在高等级公路中，上层的横向接缝通常采用垂直的平头缝，即平接。而其他等级公路则可以采用斜接的方式。斜接缝的搭接长度与厚度有关，宜为0.4～0.8m。

3 结论

本文对沥青路面施工的关键工艺进行研究，由研究结果可得出以下结论。1）在级配与沥青含量试验满足要求的前提下，最佳油石比约为4.5%。在实际生产中，应根据现场温度与运输情况进行适当调整。2）在碾压范围内，位于钢轮中心点的沥青混合料压实度最高，可达到94%。当测点离钢轮中心点距离在0.8m以上时，压实度降低幅度明显，此时向上的反力减少，压实度也明显降低。3）由于沥青面层压实度在沿轮宽方向降低，因此需要对原碾压路径进行搭接压实，当碾压时，每次错轮宽度应小于1/2轮宽，并保证碾压的温度适宜。

参考文献

[1]乔润斌.公路工程沥青路面施工技术及质量控制要点研究[J].交通世界，2023（26）：85-87，91.

[2]李少博，乔英建，李瑞，等.道路工程沥青路面施工技术与质量控制[J].运输经理世界，2023（25）：22-24.

[3]唐建华.公路沥青路面施工质量控制影响因素的分析与评价[D].兰州：兰州理工大学，2021.

[4]殷长燕.沥青路面施工中的离析及其控制技术研究[D].西安：长安大学，2016.

[5]高建纲.城市沥青路面施工质量控制研究[D].西安：长安大学，2015.

[6]夏浩军，裘海云.高速公路沥青路面施工中的离析及解决方法[J].江西建材，2014（7）：162.