一、瀝青路面現(xiàn)狀
　　近年來，瀝青路面的早期破壞現(xiàn)象十分普遍，沙慶林院士在分析瀝青路面早期破壞現(xiàn)象時，認為瀝青混合料施工的質(zhì)量控制和均勻性是造成路面不均勻性的一個重要原因。由于路面的局部離析，造成部分區(qū)域路面的空隙變大，使降落在路表面的部分水，直接通過這些縫隙或面層空隙下滲到路面結(jié)構(gòu)內(nèi)，滲入路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)的地表水和自由水，不能盡快地排到路面外，而滯留在路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)，在行車荷載的作用下，產(chǎn)生較大的毛細水壓力，對路面造沖刷破壞，削弱了瀝青和石料間的粘結(jié)力，由于汽車輪胎動載對路面的擠壓、搓揉作用，進一步加快了瀝青的剝落，直至路面出現(xiàn)水破壞、坑槽等早期破壞現(xiàn)象。或者由于攤鋪機的結(jié)構(gòu)原因，在熨平板的中縫、每個螺旋支撐處和螺旋鏈輪箱(中置驅(qū)動鏈輪箱)下方，填料不夠充分，螺旋支撐阻滯混合料流動，形成帶狀離析，在車輛和自然因素的作用下，很快就發(fā)生縱向裂縫。
　　二、瀝青路面早期破壞成因分析
　　通過對早期破壞現(xiàn)象嚴重的公路進行調(diào)查和試驗分析認為，瀝青路面因混合料的性能而遭到破壞的原因主要是瀝青混合料的施工均勻性差，瀝青混合料的施工均勻性包括壓實溫度的均勻性、混合料的級配均勻性、拌和的均勻性、粗細集料的聚集和分散程度、形成路面的空隙率的一致性和層厚的一致性。瀝青混合料的施工均勻性愈好，其強度就愈均勻，面層表面的薄弱處也就愈少，發(fā)生破壞現(xiàn)象就愈少。瀝青混合料的施工均勻性主要表現(xiàn)在以下方面：
　　1)壓實溫度的影響。通過不同壓實溫度下的室內(nèi)對比試驗表明：當瀝青混合料的壓實溫度在171℃時，車轍為0.35mm，疲勞循環(huán)次數(shù)為30萬次，空隙率為7.4%;當壓實溫度在116℃時，車轍為1.55mm，疲勞循環(huán)次數(shù)約5.2萬次，空隙率為9.8%，溫度相差56℃，后者的疲勞次數(shù)為前者的17.3%，后者的車轍為前者的4.4倍，后者的孔隙率為前者的1.3倍，路面的破壞可能就從施工溫度較低的部位開始。有關(guān)試驗資料表明，在104℃條件下制作的試件，其疲勞壽命大約只相當于在149℃條件下制作的試件的10%~12%。
　　2)混合料離析的影響。在瀝青混合料生產(chǎn)過程中，由于集料堆放、運輸、拌和、儲存、裝卸、攤鋪工藝的影響，造成瀝青混合料離析。粗集料較為集中的地方瀝青路面的空隙率較大、瀝青含量低，導致瀝青路面產(chǎn)生水損害，從而產(chǎn)生疲勞裂縫、坑洞以及剝落等其它病害;細集料較為集中的區(qū)域，瀝青路面的空隙率小、瀝青含量大、容易產(chǎn)生車轍、泛油等病害，形成路面后，構(gòu)造深度小，抗滑性能差。
　　據(jù)有關(guān)資料研究表明，在施工過程中，由于拌和、運輸、攤鋪等原因造成瀝青混合料輕微不均勻，對路面的使用性能影響不太明顯，如果發(fā)生嚴重不均勻，它的使用壽命就大大縮短，使瀝青路面早期病害現(xiàn)象更早地出現(xiàn)。如果混合料發(fā)生嚴重不均勻，在濕潤條件下的抗拉強度僅為均勻的30%，疲勞次數(shù)為均勻的10%左右，這樣的路段易直接導致瀝青路面的早期破壞。
　　3)技術(shù)和管理水平不良。國內(nèi)公路建設(shè)項目材料絕大多數(shù)取自于社會料場，一個工程的集料往往來自多個料場，質(zhì)量參差不齊，不僅石料質(zhì)量不同，而且破碎和篩分機械規(guī)格不一致，篩孔尺寸混亂，導致集料產(chǎn)品質(zhì)量及規(guī)格各不相同，實際級配與配合比設(shè)計所采用的級配有很大的差距。施工時實際使用的材料與設(shè)計并非完全一致，導致施工配合比發(fā)生較大變化，為路面的不均勻性埋下隱患。
　　瀝青拌和廠的生產(chǎn)和材料堆放場地不規(guī)范，不同材料之間隔擋不嚴，集料存放的場地沒有硬化，料場不設(shè)防雨棚，尤其是砂子、石屑等細集料不同部位的含水量也不一樣，干燥和潮濕狀態(tài)時的流動性差異很大，拌和機的供料控制會有很大的波動，直接影響配合比。
　　另外，拌和廠冷料倉的進料隔板過低，用裝載機向冷料斗裝料時，材料進入相鄰冷料斗中，造成不同規(guī)格集料互相混摻，明顯增大集料的不均勻性。
　　沙慶林院士對瀝青路面的病害進行了深入的研究，認為瀝青路面的一些早期破壞都與瀝青混合料的病害密切相關(guān)，瀝青混合料集料病害和溫度病害是造成路面不均勻性的一個重要原因，是降低路面使用性能的“頑癥”，混合料發(fā)生離析時，粗集料和細集料分別集中在鋪筑層的某些位置，使實際使用級配和瀝青用量與設(shè)計不符，不能達到預期的路用性能。
　　綜上所述，在設(shè)計和施工過程中，由于技術(shù)人員的技術(shù)和管理水平的不同，導致瀝青混合料在施工中產(chǎn)生較大的不均勻性，使瀝青路面的使用性能大大降低。
　　三、預防瀝青路面早期破壞的關(guān)鍵控制技術(shù)
　　1)施工準備
　　a)拌和機要求。目前，國內(nèi)高速和一級公路一般要求4000型以上間歇式拌和機，確保總拌和能力滿足施工進度要求，拌和機除塵設(shè)備完好，能達到環(huán)保要求。冷料倉的數(shù)量滿足配合比需要，通常不宜少于5～6個，各種傳感器必須定期檢定，周期不少于每年一次。冷料供料裝置需經(jīng)標定得出集料供料曲線，并具有添加礦粉和抗剝落劑等材料的設(shè)備。
　　要求必須配備計算機設(shè)備，拌和過程中逐盤采集并打印各個傳感器測定的材料用量和瀝青混合料拌和量、拌和溫度等各種參數(shù)，每個臺班結(jié)束時打印出一個臺班的統(tǒng)計量，按規(guī)范附錄G的方法，進行瀝青混合料生產(chǎn)質(zhì)量及鋪筑厚度的總量檢驗，總量檢驗的數(shù)據(jù)有異常波動時，應(yīng)立即停止生產(chǎn)，分析原因。規(guī)范把高速公路和一級公路機械要求，由原規(guī)范的“宜”改為“必須”，而且要求拌和過程中逐盤“采集并打印"實際使用的材料用量、瀝青混合料數(shù)量等，進行瀝青混合料生產(chǎn)的過程控制和總量檢驗。
　　間隙式拌和機宜備有保溫性能好的成品儲料倉，貯存過程中混合料降溫不得大于10℃、且不能有瀝青滴漏，普通瀝青混合料的貯存時間不得超過72h，改性瀝青混合料的貯存時間不宜超過24h。
　　b)拌合樓的調(diào)試和拌合。要對拌合樓的標定，在空轉(zhuǎn)和負荷運轉(zhuǎn)正常后進行混合料級配調(diào)試。首先要調(diào)試冷料倉下料比例，確保冷料在進入滾筒前就符合級配設(shè)計要求，這個步驟最為關(guān)鍵，可保證少溢廢料和配合比準確性。再按規(guī)定方法取樣測試各熱料倉的材料級配，確定各熱料倉的配合比，供拌和機控制室使用。同時選擇適宜的篩孔尺寸和安裝角度，盡量使各熱料倉的供料大體平衡。標準配合比的礦料合成級配中，在關(guān)鍵篩孔的通過率接近優(yōu)選的工程設(shè)計級配范圍的中值，并避免在0.3mm～0.6mm處出現(xiàn)“駝峰"。取目標配合比設(shè)計的最佳瀝青用量OAC、OAC±0.3%等3個瀝青用量進行馬歇爾試驗和試拌，通過室內(nèi)試驗及從拌和機取樣試驗綜合確定生產(chǎn)配合比的最佳瀝青用量，由此確定的最佳瀝青用量與目標配合比設(shè)計的結(jié)果的差值不宜大于±0.2%。瀝青混合料拌和時間根據(jù)具體情況經(jīng)試拌確定，以瀝青均勻裹覆集料為度。間歇式拌和機每盤的生產(chǎn)周期不宜少于45s(其中干拌10s 濕拌35s)。改性瀝青混合料的拌和時間應(yīng)為干拌15s濕拌45s。烘干集料的殘余含水量不得大于1%。每天剛開始幾盤集料應(yīng)提高加熱溫度，并干拌幾鍋集料廢棄，再正式加瀝青拌和混合料。
　　生產(chǎn)配合比驗證階段：拌和機按生產(chǎn)配合比結(jié)果進行試拌、鋪筑試驗段，并取樣進行馬歇爾試驗，同時從路上鉆取芯樣檢測空隙率的大小，由此確定生產(chǎn)用的標準配合比。
　　2)瀝青混合料的拌和。瀝青混凝土拌和時嚴格按照試驗室配合比執(zhí)行，拌和出的混合料要及時做各類試驗，以試驗數(shù)據(jù)指導施工，確保瀝青混合料的質(zhì)量。瀝青混合料出廠時應(yīng)逐車檢測瀝青混合料的重量和溫度，記錄出廠瀝青混合料的運輸時間，簽發(fā)運料單。
　　3)瀝青混合料的運輸。熱拌瀝青混合料宜采用較大噸位的運料車運輸，但不得超載運輸，或急剎車、急彎掉頭，施工過程中攤輔機前方宜待等候的運料車不少于5輛后開始攤鋪。
　　運料車車廂應(yīng)涂一薄層防止瀝青粘結(jié)的隔離劑或防粘劑，但不得有余液積聚在車廂底部。從拌和機向運料車裝料時，應(yīng)多次挪動汽車位置，平衡裝料，以減少混合料離析。運料車運輸混合料宜用苫布覆蓋保溫、防雨、防污染。攤鋪時運料車應(yīng)在攤輔機前100mm～300mm處停住，空擋等候，由攤輔機推動前進開始緩緩卸料，避免撞擊攤輔機。
　　4)瀝青混合料的攤鋪。熱拌瀝青混合料應(yīng)采用瀝青攤鋪機攤鋪，宜使用履帶式攤鋪機。攤輔機的收料斗應(yīng)涂刷薄層隔離劑或防粘結(jié)劑。 規(guī)范規(guī)定鋪筑高速公路、一級公路瀝青混合料時，一臺攤鋪機的鋪筑寬度不宜超過6m(雙車道)～7.5m(3車道以上)，通常宜采用兩臺或更多臺數(shù)的攤鋪機前后錯開10m～20m成梯隊方式同步攤鋪，兩幅之間應(yīng)有30mm～60mm左右寬度的搭接，并躲開車道輪跡帶，上下層的搭接位置宜錯開200mm以上。
　　一些高速公路采用全幅攤鋪作為提高平整度的重要措施，盲目追求平整度成了施工中的一個通病，造成不良后果。在歐美、日本對鋪筑寬度有所限制，如日本通常限制為7m，歐洲一般是6m，不超過9m，美國基本上是一個車道的寬度，即3.5m～4m。
　　采用全幅攤鋪能提高平整度的說法也是一種誤解。全幅攤鋪的缺點主要有：
　　螺旋布料器運送混合料距離過長，不可避免地會造成粗細集料的離析，越往邊上溫度下降多，導致溫度不均勻和壓實度不一樣(邊部不密實易滲水)。
　　攤鋪機的重量和馬力是一定的，攤鋪寬度越大，平均振搗力越小，鋪筑后的初始壓實度越小。而初始壓實度越大，混合料鋪筑后的溫度下降越慢，壓實更好。
　　美國瀝青雜志《Compaction Principles for Heavy-duty HMA》中介紹，為提高重載路面的壓實度，首要的因素是利用攤鋪機進行初始壓實。這就要求攤鋪機速度要慢，攤鋪寬度要窄。
　　攤鋪機開工前應(yīng)提前0.5-1.0h預熱熨平板不低于100℃，攤鋪過程中應(yīng)選擇熨平板的振搗或夯錘壓實裝置具有適宜的振動頻率和振幅，以提高路面的初始壓實度。
　　攤鋪機應(yīng)緩慢、均勻、連續(xù)不間斷的攤鋪，不得隨意變換速度或中途停頓，以提高平整度，減少混合料離析。攤鋪機速度宜控制在2-4m/min的范圍內(nèi);對改性瀝青混合料宜放慢至1-3m/min。
　　瀝青路面施工的最低氣溫應(yīng)符合要求，寒冷季節(jié)遇大風降溫，不能保證迅速壓實時不得鋪筑瀝青混合料。熱拌瀝青混合料的最低攤鋪溫度根據(jù)鋪筑層厚度、氣溫、風速及下臥層表面溫度不得低于要求。每天施工開始階段宜采用較高溫度的混合料。
瀝青混合料的最低攤鋪溫度

下臥層的表面溫度 （℃）	相應(yīng)與下列不同攤鋪層厚度的最低攤鋪溫度（℃）
	普通瀝青混合料			改性瀝青混合料或SMA瀝青混合料
	<50mm	50～80mm	>80mm	<50mm	50～80mm	>80mm
<5	不允許	不允許	140	不允許	不允許	不允許
5～10	不允許	140	135	不允許	不允許	不允許
10～15	145	138	132	165	155	150
15～20	140	135	130	158	150	145
20～25	138	132	128	153	147	143
25～30	132	130	126	147	145	141
>30	130	125	124	145	140	139

　　瀝青混合料的松鋪系數(shù)應(yīng)根據(jù)混合料類型由試鋪試壓確定。攤鋪機的螺旋布料器應(yīng)相應(yīng)于攤鋪速度調(diào)整到保持一個穩(wěn)定的速度均衡地轉(zhuǎn)動，兩側(cè)應(yīng)保持有不少于送料器2/3高度的混合料，以減少在攤鋪過程中混合料的離忻。
　　在雨季鋪筑瀝青路面時，應(yīng)加強氣象聯(lián)系，已攤鋪的瀝青層因遇雨未經(jīng)壓實的應(yīng)予鏟除。
　　5)瀝青路面的壓實及成型，我國瀝青路面發(fā)生早期損壞，經(jīng)常是由于壓實不足造成的。改善壓實工藝，保證混合料充分壓實是提高瀝青路面建設(shè)質(zhì)量的關(guān)鍵。壓路機應(yīng)以慢而均勻的速度碾壓，壓路機的碾壓速度應(yīng)符合下表的規(guī)定。
壓路機碾壓速度（km/h）

壓路機類型	初壓		復壓		終壓
鋼筒式壓路機	適宜	最大	適宜	最大	適宜	最大
輪胎壓路機	2～3	4	3～5	6	3～6	6
振動壓路機	2～3	4	3～5	6	4～6	8
	2～3（靜壓或振動）	3（靜壓或振動）	3～4.5 （振動）	5 （振動）	3～6 （靜壓）	6 （靜壓）

　　a、熱拌瀝青混合料壓實層的最大厚度與壓路機的類型及噸位有密切的關(guān)系，對密級配瀝青混合料，美國瀝青協(xié)會規(guī)范MS一8規(guī)定不得大于100mm，日本規(guī)定一般不大于70mm(瀝青穩(wěn)定碎石基層不大于100mm)。但對大粒徑瀝青穩(wěn)定碎石基層，由于瀝青結(jié)合料數(shù)量較少，壓實阻力也小，容許厚一些，工程中可以通過實驗論證，通常以不超過120mm為好。
　　b、其中最重要的是壓路機的數(shù)量和配置。原則上，需要的壓路機臺數(shù)可根據(jù)與鋪筑速度匹配的原則，由壓路機寬度、速度、要求的碾壓遍數(shù)計算確定。規(guī)范首次提出了高速公路鋪筑雙車道瀝青路面的壓路機數(shù)量不宜少于5臺的要求。
　　c、在高溫下緊跟壓路機碾壓是提高碾壓效果的重要手段，錯過了時機將使壓實很難進行。在美國SUPERPAVE的施工指南(SR 180)及一些論文中，提出了一個瀝青混合料施工難于碾壓的“敏感區(qū)tenderzone)"，或稱為“不穩(wěn)定區(qū)"，此溫度范圍約為93℃～115℃。很明顯它是針對非改性瀝青混合料而言的。在溫度下降至不穩(wěn)定區(qū)之前完成碾壓是十分重要的。但是如果在溫度下降至不穩(wěn)定區(qū)以下碾壓，這實際上是利用壓路機的壓力產(chǎn)生的剪切應(yīng)力使集料強制變位，而達到穩(wěn)定和密實的狀態(tài)。很顯然，它對于集料的破碎也是十分不利的，所以應(yīng)該盡量避免，尤其是不要采用振動壓路機在低溫下碾壓。在不產(chǎn)生嚴重推移和裂縫的前提下，初壓、復壓、終壓都應(yīng)在盡可能高的溫度下進行。同時不得在低溫狀況下作反復碾壓，使石料棱角磨損、壓碎，破壞集料嵌擠。
　　復壓是整個壓實過程中的關(guān)鍵，采用什么樣的壓路機十分重要。近年來，國外不斷出現(xiàn)一些較重型的壓路機，甚至有30噸以上的振動壓路機，有的壓路機噸位太大，為防止骨料壓碎，在壓路機上“套靴子”。在法國，要求輪胎壓路機的噸位保證每個輪胎不小于5噸，日本為增加輪胎壓路機的壓強，把輪胎減少為5~7個。近年來，我國開始重視采用大噸位輪胎壓路機，有些采用輪胎壓路機和振動壓路機組合碾壓，對防止水損壞已經(jīng)起到了明顯的效果。但對于粗集料含量多、粒徑大的混合料，尤其是大粒徑瀝青穩(wěn)定碎石基層以及SMA混合料，采用輪胎壓路機碾壓的效果不及振動壓路機。對SMA混合料，由于瀝青含量高，采用輪胎壓路機碾壓可能使瀝青瑪蹄脂膠漿擠出來，通常不能使用輪胎壓路機。
　　6)接縫。由于瀝青路面的縱向接縫不好造成縱向開裂的情況屢見不鮮，嚴重影響了路面壽命。瀝青路面的施工必須接縫緊密、連接平順，不得產(chǎn)生明顯的接縫離析。上下層的縱縫應(yīng)錯開150mm(熱接縫)或300～400mm(冷接縫)以上。相鄰兩幅及上下層的橫向接縫均應(yīng)錯位1m以上。接縫施工應(yīng)用3m直尺檢查，確保平整度符合要求。
　　結(jié)束語
　　我國高速公路沿線地基和所用材料復雜多變，施工機械設(shè)備也是多種多樣，施工工藝不一而足，氣候條件復雜多變，受此不利因素的嚴重影響，高速公路竣工通車后產(chǎn)生少量早期破壞是無法避免的，也可以理解;但只要廣大公路工作者共同努力認真研究解決這些重大技術(shù)問題，必將會減少瀝青路面過多的早期破壞現(xiàn)象，并顯著改善我國瀝青路面使用性能和延長其使用壽命。
　　參考文獻：
　　1、公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(JTG F40-2004)
　　2、高速公路瀝青路面的早期破壞現(xiàn)象及預防/沙慶林著
　　3、陜西省瀝青路面車轍防治指導意見(DBJTJ/T-002-2005)