摘要：以云南小磨高速公路项目为例，在探讨沥青路面选择以及结构设计的基础上，分析了影响公路路面沥青施工质量的若干因素，提出了公路路面沥青施工质量控制的若干策略，对公路路面沥青施工质量保证提供了一个参考。
关键词：公路施工,路面施工,平整度,质量控制
一、概述
我国的高速公路的路面主要是以沥青为主，近年来我国的公路以及城市主干道的路面也以沥青路面为主。公路路面质量的好坏直接影响着国民经济的持续发展，在促进国民经济发展以及带动区域经济发展方面具有积极作用。同时，社会公众对公路的要求也越来越高，尤其是在公路的承载 、耐久程度、稳定性能以及路面平整度等方面的要求都有明显的提高。这就要求在施工的过程中要通过严格的施工方式以及施工管理手段来对工程质量进行控制。
二、工程项目概述
云南小磨高速公路项目的混凝土沥青路面结构为：路面面层的厚度为4cm，采用SBS改性沥青玛蹄脂碎石SMA-13;路面中面层层厚6cm，采用SBS改性沥青混凝土SUP.19;路面下面层层厚8cm，采用SBS改性沥青沥青混凝土SUP.25;联接层层厚8cm，采用沥青碎石ATB-30。公路基层为柔性路面，采用级配碎石基层，厚度为30cm;路面底基层的厚度为15cm，采用级配碎石铺筑。而水泥混凝土路面的结构一般是：面层厚度为25cm;基层、底基层采用水泥稳定碎石进行铺垫，提高整个路面的稳定性。沥青混合料均采用热拌沥青混合料。
三、沥青路面的选择以及基本结构设计
公路的沥青路面是采用沥青材料将矿物材料粘接起来，并在其他种类的基层以及铺垫面的组成基层之上形成设计路面。由于公路的沥青路面利用沥青来粘合相关的矿物材料，有效的增加了矿物材料的粘合能力，提高了混合料的稳定性以及强度，同时也使得路面的耐久能力以及路面的行车质量都得到了提高。再次，与混凝土路面结构相比，沥青路面在接缝、表面平整度、耐磨性、降噪等方面都有明显的优势，且施工周期明显缩短，是一种广泛应用的路面设计方式。
1、 沥青路面类型的选择
在选择沥青路面的类型时，通常需要根据相关的设计任务要求，诸如交通量、路面使用期限以及道路等级等，在结合施工季节、施工期限以及路基状况等工程特点来进行。同时，还应该考虑到当地的气候条件，材料供应状况、劳动力供应以及施工技术条件等条件来进行综合影响。沥青路面的类型选择可以按照下表1来进行。
通常，在路面的坡度高于6%时，一般不宜采用沥青路面。而在纵向坡度大于3%处的路段，应该尽量考虑路面的抗滑性要求，通常采用具有一定级配要求混合料的粗集料、 细集料及少量填料(或不加填料)与沥青结合料拌合而成，经马歇尔标准击实试验成型试件的剩余孔隙率在6%~12%的沥青碎石混合料。
2、沥青路面结构组合形式设计
为了确保路面的整体结构以及结构层之间的应力传递具有连续性，应该尽量保证结构层之间的结合更加紧密，不会出现层间滑移等问题，因此结构设计中应该采取对应的设计措施。
2.1 在基层表面洒布透层沥青。在检验合格的柔性基层表面洒布慢裂渗透性好的洒布型阴离子乳化沥青(PA-2)型透层沥青施工，渗透深度不低于10mm,起到固结、稳定、防水、联接等作用。施工过程中，加强施工过程质量控制，使透层油沥青能真正渗透入基层，起到它应有的作用。
2.2 改性乳化沥青稀浆封层的施工。由于采用柔性基层，为了有效地进行预防性养护，在透层施工完毕检验合格后，在表面用ES-2型稀浆封层车铺筑改性乳化沥青稀浆封层，以达到更好地固结、稳定、防水、联接等作用。在稀浆封层施工中，关键是集料，由于稀浆封层的作用是制造一个封闭、粗糙的表面，所以石料的耐磨性特别重要。试验证明，质量指标中最重要的是洁净程度(砂当量)，含泥量高的石屑会在雨水作用下迅速破坏。并且在施工过程中，严格控制可拌合时间，乳液如果在这个时间内破乳，将无法铺筑均匀，粘聚力试验也很重要，它是交通开放时能够承受汽车作用的最低要求，负荷轮碾压试验的砂粘附型及湿轮磨耗值试验的磨耗值则是评价稀浆封层混合料的使用性能，反应混合料的耐久性。因此在稀浆封层施工中，要严格混合料各项技术指标的控制。
2.3 粘层的施工。沥青路面的结构设计是以弹性层状体系为基础，结构层之间完全连续是一个整体，粘层的作用在于使上、下沥青层或沥青层与构造物完全粘结成一个整体。如果几层沥青没有粘结好，在使用过程中进入水分，则沥青层与沥青层之间的界面将变成不完全连续，甚至完全不连续，将导致沥青路面的受力情况发生质的变化。如果不撒粘层油，虽然钻孔试件是连在一起的，但并不是一个整体，因为两层间将有大量的点点接触。因此必须做好粘层油的洒布。选择粘层油的类型也很重要，实践经验证明慢裂型乳化沥青在洒布后流淌严重，用快裂型的较为适宜。
2.4 沥青碎石ATB-30基层。为了让沥青结构层与柔性基层之间更好的联接，并具有一定的强度和稳定性，在稀浆封层与沥青结构层之间设置联接层。联接层采用沥青稳定碎石ATB-30混合料铺筑。
2.5 改性沥青SUP.25和SUP.19沥青结构下面层和中面层。在沥青稳定碎石ATB-30上设置改性沥青下面层和中间层。
2.6 改性沥青马蹄脂碎石SMA-13。为了让间断级配的中面层粗集料骨架间没有间隙，用沥青结合料与少量的纤维稳定剂、细集料以及较多的填料(矿粉)组成的沥青马蹄脂填充于中面层粗集料骨架间，使上下两层间结合成一体。
2.7 各沥青结构层的设置都应该与《公路沥青路面施工技术规范》相吻合。
3、沥青混合料配合比设计
在沥青路面施工中，各结构层混合料配合比的设计很重要。各层沥青混合料应满足所在层位的功能性要求，便于施工，不容易离析。各层应连续施工并连结成一个整体。当发现混合料结构组合及级配类型的设计不合理时，应进行修改、调整，以确保沥青路面的使用性能。沥青面层集料的最大粒径宜从上至下逐渐增大，并应与压实层厚度相匹配。对于热拌热铺密级配沥青混合料，沥青层一层的压实厚度不宜小于集料公称最大粒径的2.5~3倍。对SMA嵌挤型混合料不宜小于工程最大粒径的2~2.5倍，以减少离析，便于压实。
4、影响公路路面沥青施工质量的若干因素
4.1 不均匀的路基沉降
路基的不均匀沉降是导致路面沉陷的一个重要原因，直接造成了路面的不平整。而导致路基出现不均匀沉降的主要原因包括这样两个方面：其一，路基自身的质量问题。例如在路基建设材料的选择方面，如果所选择的路基填料稳定性较差时，诸如一些粉质材料、腐殖质或者似乎高液限粘纸材料等上上面进行填筑时，自然容易导致路面发生变形;其二，在施工的过程中，一旦碾压路面的机械设备选择不合理，压实处理之后的路面不能达到对应的技术要求时将会使得路基压实度不足，其直接的后果就是导致积水的产生，使得雨水积聚于路基之上，从而导致路基受雨水侵蚀而出现不均匀的沉降。
4.2 公路基层平整度不足
当公路的基层平整度不足时，路面的路面施工平整度自然也会受到影响。虽然在进行面层摊铺之后，公路路面的沥青层看似比较平整，但是由于所铺设的路面角度不同，在压实处理之后仍将会出现沉降现象。例如，在本项目的施工过程中，推土机与摊铺机结合的方式来对混凝土的碎石基层进行摊铺，而在对沥青混凝土的下面层进行摊铺时，由于摊铺机两侧是采用钢线作为对下面层高程进行基准线来控制的方式。而在完成三公里的施工之后，采用在路面随机钻机钻取的方式钻取钻件，一共获得了25个测试样件。在对这25个样件进行检测之后发现其中高度最小的只有3.6cm，比设计厚度整整少了24cm，而最高的样件却达到了95cm，比设计厚度大了整整35cm，整体平均厚度只有6.15cm，而设计高度是6.0cm，产生了大概19%的误差。
4.3 不规范施工的影响
在施工的过程中要严格的根据施工工艺规范与要求来进行施工，尤其是在摊铺机械施工的过程重要保证施工机械能够连续的作业，确保施工现场的每台搅拌机的产出可以根据摊铺机形成匹配。当拌和机出现其他的意外情况，诸如料温低、含水量大的问题时，搅拌机所产生的拌合料将出现温度不均的情况。而当筛选系统出现问题时，将会出现骨料的级配比出现不均匀的问题。而如果，摊铺机械的熨平板组合宽度偏小时，那么整个机具将容易出现走偏的问题，导致熨平板的前后出现混合料压力不均的问题，直接导致路面铺设的平整度下降。
5、公路路面沥青施工质量控制的若干策略
5.1加强原材料的管理
在原材料进入施工场地前，做好试验检测工作，严格控制材料质量，对不合格的材料严禁进场使用.
5.1.1 集料质量控制
① 集料的级配比控制
为了减少集料在级配过程中出现的变异性，应该首先对集料的规格进行控制。由于各种集料的粒径范围都大小不一，但是又都必须处于控制范围之内，这提高了级配控制的难度。而破碎机的筛孔大小设置对集料的级配比的控制有重要影响。为了合理减少集料级配比变异性的控制，应该对集料级配的关键筛孔进行设定，使之处于受控筛孔范围，保证集料级配比的稳定。
② 集料含泥量控制
集料中含泥是客观存在的，尤其是一些粗集料，其中的含泥量较多，且变化范围较大，其粘附在沥青混合料中将对沥青混合料的强度产生影响。这些粉状物质的存在使得沥青集料的表面发生对应变化，直接造成了沥青胶泥和矿粉之间的粘合度下降，路面的稳定性自然下降。
5.1.2 矿粉质量控制
沥青路面对矿粉的粒度孔要求较为宽松，当粒径为0.075mm的通过率为在75%以上时都是合格的，而这个控制范围在路面施工质量的控制过程中还存在着过于宽松的问题。在质量控制过程中，应该在矿粉级配的±5%范围内对粒度进行控制。尤其是在一些温度较高的地区，采用磨制更细的矿粉来提供沥青路面的抗车辙能力尤为重要。
5.2 配合比设计方式的控制
5.2.1 配合比的设计方式
当前我国沥青路面配合比施工中所采用的设计方式依然是用马歇尔。但是马歇尔方法在实际的使用过程中还是存在着一些不足的地方，尤其是在实践的过程中还需要根据具体的工程条件进行改进，以适应不同交通环境对道路的要求。在施工之前进行马歇尔试验、高温性能、水稳定性等进行试验的基础之上，确定最终的沥青混合料配比。
5.2.2 生产之前的试拌与试铺
在沥青混合料大批量生产之前要进行必要的试拌与试铺，这样才能确定沥青混合料在拌和以及矿物料加热中的温度，尤其是对拌和温度进行控制。通过试拌还可以确定对应的操作工艺，考察相关设备的可信程度，并对所设计的配合比等进行压实性试验，提出具体的针对性标准配合比方案以及沥青的具体用量。
5.3 混合料的质量控制
5.3.1 混合料级配控制
① 混合料外观控制
在施工现场对皮带运输机以及料堆中对所使用的各种原材料你进行测试，诸如原材料的颗粒质量以及均匀性等方面进行检查，检查其中的泥块和超粒径的碎石等。随时从混合料运输车中目测其拌和程度是否均匀，其中是否有花白料、混合料的颜色，并同时观察离析情况。
② 拌和控制室的控制
大型的拌合站都设置有计算机自动采样设备，同时具有自动打印设备的能力，根据拌和规范中的相关规定对沥青混合料的整个生产过程进行在线监测，对沥青混合料的整个过程进行控制，形成对应的质量报告。基本要求做到每进行一次拌和就基本了解其质量是否达到施工要求。
5.3.2 混合料温度控制
沥青路面施工过程中涉及到的温度包括：沥青混合料的出机温度、混合料的到场温度，摊铺温度以及碾压温度等。在施工的过程中都需要对相关的参数进行选择，尤其是沥青混合料的出机温度，其对后续温度有直接影响。
5.4 碾压工艺的控制
在整个沥青路面的施工过程中，沥青路面的压实度或者是空隙率是保证路面质量的关键性指标，碾压工艺、碾压温度以及施工环境等诸多因素，且不同结构类型的混合料需要采取不同的碾压工艺。
从碾压设备的选型以及组合等方式来看，沥青混合料的特性决定了其需要选择对应的压路机型号、最佳的碾压频率以及振动幅度等。在选择碾压机型的过程中，应该确保沥青碾压质量得到保证基础上，选择尽量少的压路机械，尽量提高工作效率。
合理调整相关工艺参数。由于施工现场的环境是不断变化的，会受到温度、风速等相关方面的影响，因此导致了混合料的冷却速度过快，压路机械的压实度不能跟上对应的碾压长度，所以需要采取生产率较大的设备来替代，使得压路机能够与对应的摊铺机械相匹配。
严格操作程序，按规则进行碾压操作。沥青路面的压实可以分为初压、复压以及终压三个基本程序。其中，初压的目的在于对混合料进行稳定与整平，这是整个压实的基础;而复压的目的在于对混合料进行稳定、压实、成型等;而终压的目的主要是消除碾压过程中形成的轮迹，最终的平整路面。
结语：
本文针对某个具体的工程项目，从公路沥青路面的类型选择、结构设计，影响沥青路面质量因素，以及路面施工过程中的控制工艺等方面对路面质量的控制策略进行了分析，形成了对公路沥青路面控制的相关策略。
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本文选自《湖南工业职业技术学院学报》。 《湖南工业职业技术学院学报》由湖南工业职业技术学院主办，湖南省机械行业管理办公室主管。国内统一刊号：CN：43-1374/Z;国际标准刊号：ISSN：1671-5004。
