沥青路面低温施工质量保证措施

胡耀波 冯泽林 李阳

摘要 沥青路面冬季施工会出现压实度不足、平整度不够、粘结度变差、温度离析等现象，从沥青混合料材料、沥青路面施工质量、施工质控原则及重点分析了沥青路面低温施工的特点，分析研究从原材料、配合比、机械设备、施工工艺等方面进行严格控制以避免低温施工导致不良现象，提高沥青路面冬季施工质量。

关键词 沥青路面;冬季施工;路面性能;质量控制

中图分类号 U416.217 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）05-0076-04

0 引言

我国北方冬季气温较寒冷，正常施工天数相比南方较少，日照（岚山）至菏泽公路枣庄至菏泽段工程简称枣菏高速，由山东葛洲坝枣菏高速公路有限公司投资建设，枣菏高速主线长177.76 km，微山连接线长10.9 km，横跨枣庄、济宁、菏泽三市八县（区），是山东省高速公路网“九纵五横一环七射多连”中“一环”的重要组成部分，也是山东省重点高速项目。其中微山湖特大桥长9 889 m，跨越北方最大淡水湖南四湖湖区，湖区冬季施工存在气温低、空气湿度大等特点，枣菏高速线路长，跨越多处重要高速及铁路线路，沥青路面铺设量大，施工组织困难。山东省通常11月中旬即进入冬季施工时间，为把握有效施工日期，保证路面施工质量，确保项目建设顺利完工，沥青路面冬季施工变得尤为重要。准确分析影响沥青路面施工的因素，研究沥青路面冬季低温施工技术，优化相关施工工艺对枣菏高速沥青路面冬季施工具有重要意义。

1 冬季低温下施工对沥青路面性能的影响

《公路沥青路面施工技术规范》中要求气温低于10 ℃（高速公路和一级公路）或5 ℃（其他等级公路），以及雨天、路面潮湿的情况下不得进行沥青路面施工。沥青混合料的最低摊铺温度见表1。

冬季低温条件下对沥青路面性能的主要影响：路面压实、平整度的影响、造成温度离析、对沥青路面层间粘结的影响。

1.1 对路面压实的影响

低温条件下沥青的粘度较低，骨料之间难以结合，达不到要求的压实度，导致混合料之间孔隙率偏大，易产生路面渗水，形成早期水损害，油丁发展为坑槽，如图1。在行车荷载压力和雨后冻水双重作用下，沥青路面易造成剥离导致形成松散和坑槽等现象。

沥青路面冬季低温施工时若压实不够将会导致混合料空隙率过大，水分易渗入到路面材料中，从而产生坑槽、唧浆等病害。碎石等原材料针片状含量过大、软落颗粒含量偏大、含泥量过大，碎石形成破坏点，经过压实混合料易从软弱处断开，水分进入后也易导致坑槽病害。沥青与碎石的粘附性，矿粉本身的品质好坏，也与路面透水坑槽有直接的影响关系。压实度、空隙率、原材质量都是控制沥青路面质量的重要参数[1]。

1.2 对路面平整度的影响

沥青混合料颗粒间摩擦阻力在冬季低温条件下变大导致沥青混合料压实不均，路面最终形成松散结构或开裂。混合料施工时未经过充分碾压，不符合设计要求的压实度检测值，在通车运营过程中路面被车辆轮迹带经过碾压，造成轮迹带凹陷，形成车辙现象。

1.3 造成温度离析

气温较低容易导致沥青混合料不同部位的温差过大从而产生温度离析现象，温度离析也是导致沥青路面发生松散、坑槽等病害的原因之一。

1.4 对沥青路面层间粘结的影响

乳化沥青常用来作为粘油层，温度低于10 ℃时乳化沥青的破乳时间将会受到影响，在冬季低温且空气湿度较大的情况下乳化沥青易产生霜冻现象，从而影响乳化沥青的作用导致沥青层之间粘结效果变差，沥青路面各层间不能形成一个有效整体，路面整体受力下降无法承受路面荷载导致路面损坏，如图2所示。

2 沥青路面施工质量特性及常见病害

2.1 影响因素多

施工过程中设计方案、材料来源、机械配置、环境因素、施工工艺、方案、方法以及技术保障措施、管理措施、施工人员经验水平等都会直接和间接地对沥青路面工程施工质量造成影响，原材料拌合、运输、铺料、压实、养护等各环节都会对沥青路面施工质量造成影响。

2.2 质量波动和变异性大

受单一因素影响出现质量问题，均会引起路面整體质量产生变异。如碎石原材料针片状含量过大，碎石含泥量过大，软落颗粒含量偏大，特别是泥块含量过大，都易形成破坏点，混合料从软弱处断开裸露，水分进入混合料内部，导致坑槽病害。沥青与碎石的粘附性不好，行车后出现剥落情况，产生坑槽、透水。矿粉本身的品质好坏，也与路面透水、坑槽有直接的关系。

2.3 质量隐蔽性大

施工实施中，由于工序繁多、工序间衔接复杂、中间环节多，若不能及时检查并发现施工过程中的质量问题，未及时进行各工序指标的验收质检，表面质量可能很好，但很有可能存在严重的质量隐患，因此做好施工过程中的检查验收对控制质量隐患具有重要防患作用。

2.4 验收局限性大

按照特定的检测频率进行质量抽检，工程存在的隐蔽质量缺陷在质量验收过程中不容易被发现，这就需要在施工过程中严格按照施工工艺及试验段施工数据进行严格的配料、摊铺碾压成型，并定期不定期地进行抽检，将质量隐患降到最低。

2.5 施工具有地域性

混合料组成设计、施工工艺在满足规范原则的基础上，应结合工程所在地环境特性、材料特性、交通量特性等相关特性进行合理组织。如枣菏高速地处鲁西南平原，路基基础多为软土地基上的填方，且鲁西南地区工业运输发达，多为大型运输车辆，对沥青路面的质量要求更高。

2.6 常见病害

若沥青路面未按规范标准施工，且冬季施工受气温条件影响易导致沥青路面施工质量较差，常见病害包括：坑槽、表面松散、侧向推移、拥包、车辙、层间脱离。如图3所示。

3 低温沥青路面施工控制措施

3.1 原材料质量控制

原材料质量是混合料优良质量的基础，从源头控制、日常巡检、专项抽检等方式严格控制原材料的质量及变异性。加强对原材料关键指标的动态持续监管，建立台账并进行统计性分析。如粗粒料的针片状颗粒含量、含泥量、级配及其稳定性、压碎值;细集料的级配及其稳定性、砂当量;矿粉的塑性指数;沥青的三大指标及其稳定性;不同批次外加剂质量的稳定性。充分认识原材料质量与混合料质量及其施工质量的内在联系。

3.2 配合比执行

充分考虑现场施工环境和室内试验环境的不一样，全面系统的验算各种因素（工程所在地的气候环境特征、交通流量、施工单位施工水平、施工机械设备等）对实验室配合比设计结果的影响，严格做好生产配合比验证工作。以目标配合比、生产配合比设计结果作为参考依据，在室内配合比设计结果的允许范围内，通过试拌试铺验证试验，充分结合试验段各项试验结果数据，综合考量确定工程实际用配合比和拌和参数（搅拌温度、搅拌次序、搅拌时间等）[2]。

确保室内试验与现场应用的一致性包括施工实际用原材料必须与配合比设计用原材料完全一致、生产配合比合成级配应依照目标配合比合成级配进行设计，关键材料发生更换，必须重新进行成套配合比设计，配合比设计数据不得随意调整，由技术咨询方或总监办确认。

混合料性能的一致性，施工过程中，若混合料技术指标不符合要求，应及时分析原因。

室内试验对现场施工的指导性和协调性。高度重视生产配合比验证工作（施工用配合比、拌和参数），充分理解生产配合比设计结果的弹性。

一个优化设计的配合比和严格按照设计配合比精细施工的管理队伍，才能发挥配合比的作用，确保优良的路面质量。

3.3 机械设备配置

拌合设备直接决定沥青混合料的拌合生产量。各冷料仓之间必须设置隔板以防止窜仓，配备良好的二级除尘装置，按照规格要求设置振动筛数量、尺寸，检查筛网不得出现破损或变形，实现全机械化自动控制，设置好混合料比例，利用计算机系统精准控制温度和用料，沥青、各种矿料的用量及集料温度等各项参数要逐盘打印记录，原材料计量系统装置由计量部门核正合格，定期自检沥青泵等液压设备，应提前准确标定好生产油石比，生产过程中必须配置充分的试验检测设备和技术管理人员，对沥青混合料的拌合生产及时进行指导。

运输设备运载能力是确保沥青路面施工连续的保障条件，运输车辆保温效果又是保障沥青混合料的摊铺温度及初压温度的基础。根据拌和楼实际出料能力、施工运距、施工现场附近交通运输状况、铺筑工作量、摊铺及碾压速度、施工现场气温及风力等因素进行配置运输设备，必须提前配备充足的大吨位运输车辆（至少应配置20辆以上），混合料运输能力应比拌和能力或摊铺速度要高，摊铺机前方应始终保持有3～6辆料车处于等待卸料状态，务必保证现场摊铺碾压的及时性和连续性，绝对不允许因运输车辆不够而出现摊铺机停机待料现象，运输车辆必须采用有效的保温措施，车厢内壁应刷涂适当的隔离剂（水∶植物油=1∶3），便于卸料。

摊铺设备是沥青路面铺筑均匀性和初始压实度达标的决定条件。按照施工工艺采用梯队作业时，多台摊铺机必须要求功能齐全一致，且尽量为功效相近的同一种机型（购置时间相差在2年以内，性能等同或不低于VOGELE2100型或ABG423型以上），能够保证沥青混合料摊铺均匀，实现厚度一致，完整无缝，平整度较好的效果[3]，其中中上面层施工时，应配备找平装置如非接触式平衡梁装置，在摊铺机滚轴与料仓接触处添加胶皮挡板，避免因摊铺机收料斗内的混合料遗洒在下承层而对施工平整度及摊铺机运行的稳定性产生影响。

碾压设备决定了沥青路面的压实质量。每个摊铺工作面应至少配备性能良好的自重12 t以上的双钢轮压路机4台和自重30 t以上的胶轮压路机2台，双钢轮振动压路机配置应不低于BM202、DD130、HM130、CC622等型号，各种碾压设备必须配置良好的能够控制的雾化设备，压路机尽量为3年内的设备（维修问题、振实效果、胶轮封面效果等），应配备小型振动压实机具1台用于压路机不便压实的地方，试验段所确定的碾压机械在后续施工中不得随意更改或调整，必须更换时，吨位不得低于原设备，且必须经监理及技术咨询方批准。钢轮不能喷水太多，可采取间歇式或加设刮板。

3.4 施工工艺优化

拌合过程中采取适当提高沥青混合料的拌合出仓温度、延长拌和时间、增加沥青混合料细集料含量、坚决废弃回收粉等优化措施[4]。

运输过程严格保障车辆运输能力，严禁出现等料待料现象，严格做好保温覆盖措施，加强组织调度，确保运输、卸料机械，充分考虑前后工序的紧凑性、连续性，确保混合料卸料时温度符合设计规范要求。

摊铺工艺按照试验段参考数据，适当缩短前后摊铺机的距离，确保摊铺连续进行，做好摊铺速度与其他工序的协调性，适当提高摊铺机振捣夯锤等级，严格确保压实度、厚度、平整度。

碾压施工过程合理配置碾压设备，严格按照试验参数控制碾压速度、距离，严格按照规范要求满足碾压各阶段的最低温度要求，采取有效措施降低碾压过程中的温度下降，做好现场防风保温工作，設置专人对碾压全过程进行管理和记录。低温环境下建议采用平行式模糊碾压，严格控制最前排压路机组的碾压速度[5]。

沥青混合料作为颗粒性散体材料，其整体密实性对混合料的各种性能起决定作用。须将碾压作为施工质量控制的重中之重，温度必须保证有效碾压才能有效提高碾压效果;同时，严格控制摊铺机夯锤振级，有效提高初始压实度;低温环境下应高度重视胶轮压路机的揉搓作用和封热作用。碾压过程看得见、摸得着，控制碾压最务实、最有效，施工单位和监理单位必须有专人紧盯碾压工序，关键是碾压设备的数量、吨位、组合方式、碾压遍数、碾压温度（尤其是终压温度）、碾压连续性。

4 总结

沥青路面施工质量的影响因素繁多，施工过程中应从原材料、配合比、机械设备、施工工艺等方面进行严格控制，结合现场实际生产有效配置拌合、运输、摊铺、碾压设备，并优化相关工艺，才能保证路面工程质量。施工过程中应重视事前控制、事中监督、防患于未然。做好充分的准备工作，严格进行试验检测，将碾压和温度控制作为核心要素，将设备配置作为最基本的保障。施工质量的提高在于质量意识的贯彻落实，质量意识是基础，措施落实是关键。

参考文献

[1]席文春， 崔世萍， 彭利红. 低温条件下沥青路面施工技术[J]. 山东交通科技， 2013（4）： 24-26.

[2]张润蓉. 公路工程沥青混凝土路面冬季施工质量控制[J]. 交通世界， 2018（17）： 106-107.

[3]徐天予. 沥青混凝土路面低温季节施工措施探讨[J]. 北方交通， 2017（12）： 56-58.

[4]张勇， 王福祥， 杨国强， 等. 沥青混凝土路面低温季节施工措施探讨[J]. 市政技术， 2017（B06）： 31-22.

[5]李竹英， 孟召娣. 城市道路沥青混凝土路面冬季施工的质量控制措施[J]. 建筑知识：学术刊， 2013（5）： 331+339.