瀝青貫入式路面指的是用瀝青貫入碎（礫）石作基層、聯結層、面層的路面。即在初步壓實的碎石（或破碎礫石）上，分層澆灑瀝青、撒布嵌縫料，或再在上部鋪築熱拌瀝青混合料封層，經壓實而成的瀝青面層。在經碾壓的粒徑均勻的主層集料上,逐層灑鋪瀝青、嵌縫料並碾壓修築而成的路面。厚度一般為4～8cm。當在其上部加鋪拌和的瀝青混合料時,即稱為瀝青上拌下貫路面,此時拌和層的厚度宜為3～4cm,其總厚度為7～10cm。路面的使用年限一般為10年。具體可參考《公路瀝青路面施工技術規範》第七章的施工方法。
基本介紹
- 中文名：瀝青貫入式路面
- 外文名：bituminous penetration pavement
- 實質：瀝青貫碎石作基層、聯結層的路面
- 適用範圍：三及三級以下的公路
- 所屬類別：交通
- 一般厚度：4～8cm
工程施工技術,路面施工工藝,
工程施工技術
概述
瀝青路面主要由瀝青結合料和其他集料組成，工藝簡單、便於維修，施工速度快，且路面的平整度、舒適性和耐磨性能都比一般路面強。按照施工方法和使用特點，通常將瀝青路面分為瀝青貫入式路面、表面處治路面、廠拌瀝青碎石路面等。其中貫入式路面具有諸多優勢，常作為瀝青砼路面的聯結層，在支路和次幹道修建中頗為適用。如何保證其質量是當前需要考慮的重點問題。
1瀝青貫入式路面及其施工流程
貫入式路面，指的是在碎石壓實之後，用瀝青或嵌縫料分層澆灑，再次壓實後最終形成的路面。因為主層集料鋪設在前，瀝青澆灑在後，所以稱為貫入式路面，也可在上面集料上鋪築鋪築瀝青混合料，多用於三級及以下公路。瀝青貫入式路面對材料規格有著嚴格限制，集料以具有良好嵌擠性的堅硬石為佳，且有稜角，粒徑不能與貫入厚度有太大差距。灌入的瀝青混合料有很多，應該根據具體情況而選擇。為保證工程質量，需做好充分準備，材料設備質量、施工技術等都應符合要求。
施工時往往要經歷三次澆灑、四次碾壓，大致流程如下：準備工作完成後，進行放樣，並清理基層，如有必要，需適量噴灑透層油和粘層油；然後鋪設主層集料並開始第一次碾壓，接著是第一次瀝青澆灑或嵌縫料撒布，以及第二次碾壓；壓實後，進行第二次瀝青澆灑或嵌縫料撒布，並第三次碾壓；完成第三次瀝青澆灑工作後，做最後一次碾壓；符合標準之後，還需加以養護。
2實際案例分析
某段高速公路長度為56km，是省與省之間的運輸要道，因建設時間較早，功能日益衰減，質量安全問題頻頻出現。為此，於2010年對此段道路進行重修，其標段為K73+280～K129+280，其中K73+280～K96+625段為大修，其餘為中修。原路面結構中，底基層為水泥穩定砂礫，基層為5cm的中粒式瀝青混凝土，面層是4cm的改性瀝青。工程耗時一年，自通車，未出現任何質量問題，為安全行車做出了良好的榜樣。
3瀝青貫入式路面工程施工技術分析
3.1 準備階段
材料質量和設備性能是需要考慮的兩個重點。材料指的是瀝青混合料和集料礦料，作為基礎材料之一，瀝青的作用不容忽視，出廠前對瀝青進行嚴格質檢，確保其密度、韌性、粘度、針入度、蠟含量等均符合規定標準。產品日期、型號、規格、質檢報告單等資料應準備齊全。若發現有不合格者，應及時予以處理。進入現場後還應合理放置，按照類型或其他標準分別貯存，做好標記，避免使用混亂。通常要搭棚放置，以免被雨水淋濕。礦料同樣要質量合格，尺寸、級配、磨光值、清潔度等因素均要符合標準，且要合理堆放。
準備階段應對各項設備進行質量檢查，保證油泵系統、液壓調整系統、振動器、攤鋪器等重要部件沒有故障。灑油車的油嘴要保持清潔，與撒油管呈20°左右的夾角。拌合設備各元件要牢固相連，輸送機電氣系統正常，且攪拌器內沒有雜物。運輸車輛、攤鋪機和壓路機的也要保持良好的性能。
3.2 施工流程
首先，在正式施工前通常會有一個試驗階段，以觀察鋪築效果及存在的問題。該工程先鋪築了300m長的試驗路段。綜合施工圖紙、機械性能、管理制度等多項因素加以考慮，逐步完成試驗路段的鋪設工作。同時做好相關記錄，並接受質檢部門檢查，得到允許和總結報告後方可開始大面積施工。根據試驗結果，對其中存在的風險進行預測分析。
接著是正式施工，先清掃基層，確保基層的整潔乾淨，若存在凹凸狀，應予以處理。對關鍵的控制點和控制線進行測量放樣後，可澆灑透層瀝青，該工程選用的是乳化瀝青，可增強基層各材料間的粘度，使其充分結合。而後澆灑透層油，待表面乾燥後，使用灑布車澆灑石油瀝青。需注意，瀝青澆灑時的溫度應保持在15℃以上，且要保證其均勻性。瀝青不得出現流淌或形成油膜等情況，且澆灑後不得踩踏或通車。
然後開始鋪築主層集料，松鋪厚度應符合要求。該工程使用8t的壓路機進行第一次碾壓，以2.5km/h的速度從邊緣向中心移動。若有壓實度不能滿足要求的地方，應增加碾壓遍數，直至基層穩定，且沒有明顯的碾壓痕跡。繼而第一次澆灑瀝青，乳化瀝青通常會在適宜的溫度環境中進行澆灑，並且會先鋪設一層嵌縫料。如果溫度過低，可適當加熱乳化瀝青。接著是第二次碾壓，通常來回5次或6次，直至嵌縫料能夠均勻嵌入。夏季施工溫度較高，如遇到蠕動等現象，應暫停碾壓。碾壓後進行第二次的瀝青澆灑，接著是第三次碾壓和瀝青澆灑，然後是最後一次碾壓，質量合格後就可開始通車。最後是封層施工和養護工作，在第二次碾壓之後就開始進行上封層，主要是為了防止基層表面存在空隙，有水分或其他雜物進入。
3.3 施工要求
首先是貫入式路面施工要求，如需在乾燥季節開展，溫度不能過高；有良好的施工秩序，加強各環節及各部門間的聯繫；在基層上澆灑瀝青時，基層要保持乾燥，所以在施工中還應了解天氣情況；及時遮蓋周圍的人行道和其他一些設施，以防形成污染。
其次是對稀漿封層的要求，溫度同樣要適宜，通常會使用專業的稀漿層鋪裝機進行施工，材料用完後，應立即停止鋪築工作，再次裝料後方可繼續。而且機械在鋪築時，同樣要保證表面的均勻性和完整性。
4瀝青貫入式路面施工質量控制
4.1 裂縫防治
早期反射裂縫主要是因為基層開裂或路基不均勻沉降引起的。半剛性基層的施工作業面長且備料數量大，若材料質量不合格，或養護不合理，基層很容易出現乾縮或溫縮型裂縫。半填半挖路基的填挖結合部位因所修台階未挖至堅硬土層或碾壓不到邊，路基完工後往往形成斜狀的沉降滑移帶，而新填土部分的沉降量比原狀土要大，經歷自然沉降期後易形成路床裂縫。
裂縫對路面的危害極大，必須加以有效控制。首先瀝青混合料設計時，適當增加瀝青用量，減少混合料的空隙率，可延緩裂縫的擴展，增加瀝青路面的使用壽命。加強碾壓使瀝青混合料達到較高的密實度，也有利於減少反射裂縫；其次，地質較差的路塹地段應會同設計、業主、監理單位共同現場查看，視具體情況進行換填或加固等處理。並在路基驗收時重點加強對路塹地段的彎沉檢測，地質不良地段的彎沉測試反應較靈敏。
4.2 離析防治
首先，若瀝青攪拌機中振動篩局部發生破裂，會使混合料混有部分超過規格大料徑集料，需經常檢查，必要時更換振動篩；嚴格控制攪拌時間，觀察混合料中是否有明顯的大集料與小集料聚集的現象。
其次，儲料筒向運輸車裝料時，由於重力及高度的原因，大集料滾落在兩邊及前後，形成集料的第一次集中。為改變這種狀況，應分別向運輸車的前、中、後3處堆裝，這樣在向自卸車卸料時，大集料和小集料可以再次混合。
最後，運輸過程中料堆表面與空氣接觸，溫度下降較快，而料堆中心溫度下降較慢，因此形成溫度離析。所以，在為攪拌場地選址時，要儘量使攪拌場地與攤鋪現場距離不要太遠。
4.3 安全防範
設備的安裝與拆卸要有防護措施；電氣設備和線路絕緣良好；發電機組基座要牢固，有接地保護，並有消防設備；設備安裝完畢後，待檢查符合安全生產要求後，方可作業；所有人員必須嚴格按照規定標準進行操作；高溫或者有毒施工中均要做好安全防範工作；雷電大風天氣不宜開工；若是夜裡施工，應保證有足夠的照明；壓路機作業時，必須在其前後左右無障礙物和人員時才能啟動，靠近路堤邊緣時，根據路堤高度留有必要的安全距離，下坡時嚴禁脫擋滑行；兩台以上壓路機同時作業時，前後間距不得小於3m；整個過程中應配備常用藥品，制定應急方案，儘量安排有醫務人員，將損傷降至最低；同時還要文明施工，重視防洪防爆等工作。
綜上所述瀝青貫入式路面受諸多因素影響，常會出現各種問題，影響到最終質量。這就要求針對出現的問題和潛在的風險，仔細分析原因，並採取相應的解決措施。
路面施工工藝
概述
瀝青路面是在柔性基層、半剛性基層上，鋪築一定厚度的瀝青混合料作面層的路面結構。這種路面與砂石路面相比，其和強度穩定性都大大提高。與水泥混凝土路面相比，瀝青路面表面平整無接縫，行車振動小，噪音低，開放交通快，養護簡便，適宜於路面分期修建，是我國路面的重要結構形式。瀝青路面的缺點是溫度敏感性較高。夏季強度下降，若控制不好會使路面發軟泛油或推移剪裂破壞。低溫時瀝青材料變脆可能引起路面開裂。
貫入式路面的強度與穩定性主要由石料相互嵌擠作用構成。貫入式路面需要2～3周的成型期，在行車碾壓與重力作用下，瀝青逐漸下滲包裹石料，填充空隙，形成整體的穩定結構層，溫度穩定性好，熱天不宜出現推移、擁包，冷天不宜出現低溫裂縫，貫入式路面的最上層應撒布封層料或加鋪拌和層。瀝青貫入式適用於二、三級公路，也可作為瀝青混凝土面層的聯結層。
一 原材料選擇
瀝青結合料將礦質粒料粘結成整體，增加強度和增強路面抵抗行車破壞的能力，並使路面具有抗水性。適合修築路面的瀝青材料主要為石油瀝青和煤瀝青，此外，還有天然瀝青。瀝青的性質和標號要求，隨瀝青路面種類、地區的氣候和路段的交通情況不同而異；熱拌或熱法澆灑以及在炎熱地區和重交通道路上宜選用較稠的瀝青；冷拌或冷法澆灑以及在寒冷地區和輕交通道路上宜選用較稀的瀝青。
（ 一）集料
貫入式瀝青路面的主層集料應選擇有稜角、嵌擠性好的堅硬石料，若使用破碎礫石時，應有一定的破碎面。主層集料的最大粒徑宜為結構層厚的0.8～0.85倍。主集料中大於粒徑範圍中值的數量不得少於50%。當主層集料中細集料含量偏多時，嵌縫料用量宜採用低限值。表面不再加鋪拌和層的貫入式路面，在施工結束後每1000m應另備2～3m石屑或粗砂等供初期養護使用。
（ 二）結合料
貫入式瀝青路面中的結合料可採用石油瀝青、煤瀝青或乳化瀝青。在施工季節氣溫較低的寒冷地區，或瀝青針入度較小時，瀝青用量宜採用表中的高限值。在低溫潮濕氣候下用乳化瀝青時，應按乳化瀝青總量不變的原則進行調整，上層應比正常情況適當增加，下層應比正常情況適當減少。
二 瀝青貫入式路面的施工工藝
（ 一）施工機械
貫入式瀝青路面的主層集料可採用碎石攤鋪機或人工攤鋪。嵌縫料宜採用集料撒布機撤布。瀝青灑布機在灑布時要保持穩定的速度和噴灑量，並應在整個寬度內均勻噴灑。壓路機宜採用6～8t及10～12t進行跟壓，主層集料宜用鋼筒式壓路機碾壓。
（ 二）施工淮備
貫入式瀝青路面施工前，基層應清潔乾淨。當需要安裝路緣石時，應在路緣石安裝完畢後施工。乳化瀝青貫入式路面必須澆灑透層或粘層瀝青。當貫入式路面厚度小於或等於5cm時，也應澆灑透層或粘層瀝青。
（ 三）施工方法
1．撤布主層集料與碾壓。在準備好的基層上，用攤鋪機、平地機或人工撒布主層集料，應避免主層集料的離析，在撤布集料的同時注意檢查路拱和平整度。主層集料的松鋪厚度壓實係數約為1.25～1.30，可經試鋪確定。主層集料撤布後，嚴禁車輛通行。主層集料撤布後，採用6～8t的鋼筒式壓路機進行初壓，速度宜為2km/h。碾壓時應從路邊緣逐漸移至路中心，每次輪跡應重疊約30cm，接著應從另一側以同樣方法移至路中心，以此為碾壓一遍。檢查路拱和橫向坡度，當不符合要求時，應進行調正和找平，再行碾壓直至集料無顯著推移為止。然後改用10～12t壓路機進行碾壓，每次輪跡重迭1/2左右，宜碾壓4～6遍，直至主層石料嵌擠穩定，無顯著輪跡為止。
2．灑布第一遍瀝青和嵌縫料。主層集料碾壓完畢後，應立即灑布第一遍瀝青，灑布方法及要求同瀝青表面處治，灑布溫度取決於瀝青標號；然後立即用集料撒布機均勻撤布第一遍嵌縫料，嵌縫料的撤布應均勻，不足處應找平；嵌縫料掃勻後立即用8～12t鋼筒式壓路機進行碾壓，輪跡應重疊1/2左右，碾壓4～6遍，直至穩定為止。碾壓時應隨壓隨掃，並應使嵌縫料均勻嵌入。若施工氣溫較高，碾壓過程中可能會發生較大的推移，此時應立即停止碾壓，待氣溫稍低時再繼續碾壓。當採用乳化瀝青作為結合料時，應防止乳化瀝青下漏過多。當主層集料碾壓穩定後，應先撤布一部分嵌縫料，再灑布乳化瀝青。當施工氣溫較低時，為加快乳化瀝青的破乳速度、可將乳化瀝青加溫後再灑布，但乳化瀝青溫度不得超過60 。
3．灑布其餘層次的瀝青和嵌縫料。灑布第二遍瀝青，撒布第二遍嵌縫料並進行碾壓，依次重複灑布瀝青和撤布嵌縫料，並碾壓，直至撤布封層料。最後宜用6～8t壓路機碾壓2～4遍，然後開放交通。當瀝青貫入式層表面上直接加鋪拌和瀝青混合料層時，應緊跟著貫入層施工，使上下成為整體。若貫入層用乳化瀝青時，應待其破乳，水分蒸發且成型後方可鋪築拌和層。
4．初期養護。瀝青貫入式路面開放交通後的初期養護、交通控制等，與瀝青表面處治相同。
三 瀝青貫入式路面使用效果及存在問題
（ 一）裂縫出現的原因
瀝青混凝土路面裂縫問題一直是學術界研究討論的課題，對裂縫原因也已經形成了比較統一的認識。通常原因有四個方面：施工縫未處理好，接縫不緊密，結合不良；瀝青未達到適合於本地區氣候條件和使用要求的質量標準，致使瀝青面層溫度收縮或溫度疲勞應力（應變）大於瀝青混合料的抗拉強度（應變）；半剛性基層收縮裂縫的反射縫；橋樑、涵洞或通道兩側的填土產生固結或地基沉降。
（ 二）裂縫處理需注意的方面
通過對裂縫出現原因的分析，我們可分別從瀝青混凝土路面瀝青選擇及基層施工控制兩個方面採取措施適當地減少裂縫的出現。按地區氣候條件和道路等級選取適用的瀝青類型，以減少或消除瀝青面層溫度收縮裂縫和提高材料抵抗反射裂縫產生的能力。採用優質瀝青、改性瀝青更為有效。其次，在基層施工中，應控制基層混合料在接近含水量的狀態下碾壓，防止碾壓時含水量過小，壓實度和強度不足，造成強度裂縫或含水量較大容易出現乾縮裂縫；對分段施工的基層，做好接頭處理，分層碾壓的基層，上下基層的接頭應錯開3～5米，以減少出現裂縫的機會；合理選擇混合料的配比，控制細料數量；重視結構層的養護，並及早鋪築上層或進封層以利於減少乾縮裂縫。
四 結語
貫入式瀝青路面施工難度大，與常規瀝青路面施工工藝雖存在較大差異。但施工實踐表明，只要嚴格控制混合料的材料、配合比、拌和、攤鋪和碾壓等關鍵工序的質量，改性瀝青路面的路用性能可以得到充分的保障。
