沥青路面施工技术

【摘要】沥青路面是指将一定级配的矿质集料与适量的沥青结合料在适当的条件下经过充分拌和，然后经过摊铺、压实而形成的路面类型。据考古资料显示，印加帝国在15世纪已采用天然沥青修筑沥青碎石路；英国在1832～1838年之间，用煤沥青在格洛斯特郡修筑了第一段煤沥青碎石路；法国于1858年在巴黎用天然岩沥青修筑了第一条沥青碎石路；中国上海在1920年代开始铺设沥青路面。1949年以后随着中国自产路用沥青材料工业的发展，沥青路面已广泛应用于城市道路和公路干线，成为目前中国铺筑面积最多的一种高级路面。本文初步梳理沥青混合料的分类体系框架，后续展开探讨。

一、按集料最大公称粒径分类

长期以来，在我国道路工程界习惯按混合料中的最大公称粒径将沥青混合料分成粗粒式、中粒式和细粒式。此外，还有特粗式和砂粒式沥青混合料。

注：沥青混合料最大颗粒尺寸是集料100%通过的最小筛孔尺寸。公称最大颗粒尺寸是保留部分集料颗粒尺寸，这部分集料一般约在10%以下。

   二、按矿料级配分类

  （1）密级配沥青混合料：各种粒径的颗粒级配连续，相互嵌挤密实的矿料，与沥青拌和而成，且压实后剩余空隙率小于10%的沥青混合料。代表类型有AC、Superpave、ATB类沥青混合料。

（2）半开级配沥青混合料：由适当比例的粗集料、细集料及少量填料（或不加填料）与沥青拌和而成，压实后剩余空隙率在10%以上的半开式改性沥青混合料。

（3）开级配沥青混合料：矿料级配主要由粗集料组成，细集料和填料较少，矿料相互拨开，胶结料采用高黏度沥青，压实后空隙率大于15%的开式沥青混合料。代表类型有OGFC和ATPB类。

（4）间断级配沥青混合料：矿料级配组成中缺少1个或几个档次而形成的级配间断的沥青混合料。代表类型有SMA沥青碎石玛蹄脂混合料。

三、按沥青混合料的组成结构分类

  （1）悬浮-密实结构：在采用连续密级配矿料配制的沥青混合料中，一方面矿料的颗粒由大到小连续分布，并通过沥青胶结作用形成密实结构。另一方面较大一级的颗粒只有留出充足的空间才能容纳下一级较小的颗粒，这样粒径较大的颗粒就往往被较小一级的颗粒挤开，造成粗颗粒之间不能直接接触，也就不能相互支撑形成嵌挤骨架结构，而是彼此分离悬浮于较小颗粒和沥青胶浆中间，这样就形成密实-悬浮结构的沥青混合料。工程中常用AC型沥青混凝土就是这种结构的典型代表。

（2）骨架-空隙结构：采用连续开级配矿料与胶结料拌和而成的沥青混合料，由于粗颗粒可以相互接触，彼此相互支撑，形成嵌挤的骨架，但因细集料较少，骨架空隙无法填充，从而压实后在混合料中留下较多的空隙，从而形成骨架-空隙结构。排水沥青混合料（OGFC）就是典型的骨架空隙结构。

（3）骨架-密实结构：采用间断级配集料拌制的沥青混合料，由于矿料颗粒集中在级配范围的两端，缺少中间颗粒，粗集料之间的间距较小，基本上能相互接触形成骨架，起到有效支撑车辆荷载的作用，而细集料、矿粉与沥青形成的玛蹄脂填充在粗集料的空隙中，使整个矿料结构呈现密实状态，从而形成骨架-密实结构。沥青碎石玛蹄脂混合料（SMA）是一种典型的骨架-密实结构。

    四、按沥青混合料的功能分类

    常规热拌沥青混合料，主要分为普通沥青混合料和改性沥青混合料两大类。随着科技进步，为了适应各种需求，人们开发出具有各种功能的沥青混凝土材料，以提高沥青路面的路用性能，改善行车条件和道路环境。采用改性沥青作为胶结料的沥青混合料具有较高的路面抗流动性即高温下抗车辙的能力，良好的路面柔性和弹性即低温下抗开裂的能力，较高的耐磨耗能力和延长使用寿命等不同功能优点。下面主要介绍几种具有特殊功能的沥青混合料：

（1）温拌沥青混合料

在基本不改变沥青混合料配合比和施工工艺的前提下，通过物理发泡或化学添加剂等技术手段，使沥青混合料在相对较低的温度下进行拌和及施工,并且具有与传统的热拌沥青混合料相同的路用性能。其主要技术特点是节能减排、易拌和和压实、延长施工季节等，常用于隧道以及特殊场所的沥青摊铺。

（2）排水沥青混合料

    排水沥青路面采用大空隙沥青混合料作表层，将降雨透入到排水功能层，并通过层内将雨水横向排出，从而消除了带来诸多行车不利作用的路表水膜，显著提高雨天行车的安全性、舒适性；同时，由于排水沥青路面的多孔特征可以大幅降低交通噪音，也被称为低噪音沥青路面。其实质为单一粒径碎石按照嵌挤机理形成骨架－空隙结构的开级配沥青混合料。常用于“海绵城市”工程。

（3）薄层罩面混合料

    这里阐述的薄层罩面是一种超薄沥青混凝土磨耗层技术，国际上对其定义为：采用细粒式、断级配沥青混合料，摊铺成型厚度小于3cm的具有良好抗滑功能的沥青罩面层。通过施工过程中利用一体式摊铺机，同步完成粘层喷洒和热沥青混合料摊铺，再经过钢轮压路机的碾压成型的一种施工工艺。主要用于高等级沥青或水泥路面的预防性养护和轻微病害的矫正性养护。市面上常见的有易密实薄层罩面和NovaChip®等。

（4）浇筑式沥青混合料

    浇注式沥青混凝土是采用较高比例细集料、矿粉和沥青，在高温（220℃～260℃）下拌和和熬制，依靠混合料自身的流动性摊铺成型无须碾压成型，成型后空隙率小于1%且内部空隙不连续的一种沥青混和物，冷却后即可形成强度。二十世纪五十年代源于德国，并在日本得到广泛应用。由于防渗能力强，水不会渗透到桥梁主体结构中，有效保护桥梁主体结构不受腐蚀，且优良的变形性能较好地适应桥梁结构的变形，提高铺装层与桥面板的粘结强度和抗剪切性能，常用作桥面铺装。

   （6）彩色沥青混合料

采用石油树脂与SBS改性剂等化工材料共混改性而成的胶结料与集料（或专门烧制的彩色集料）外加颜料拌和而成的混合料，用于铺筑彩色路面。根据其使用功能有排水型、防滑性和抗车辙型。常应用在交通标志性道路、人行道、小区道路、公园、广场、停车场等景观铺装。从制作工艺上有冷铺和热拌彩色路面两大类。

（7）储存式沥青混合料

用适当的沥青结合料与集料拌和而成混合料，将其储存起来，使用时直接在常温下摊铺压实，常作为一种路面修补的养护材料。如冷补料。

（8）再生沥青混合料

是指将旧沥青路面经过铣刨、回收、破碎、筛分后，根据需要添加再生剂、新沥青材料、新集料等按一定比例重新拌和成的混合料，使其恢复性能再用于铺筑路面，这种混合料成为再生沥青混合料。常见的分类方式按照施工方式分为热再生和冷再生；按照施工工艺又分为厂拌和就地再生两种方式。

（9）稀浆封层混合料

利用乳化沥青与适当级配的粗细集料、水、填料（水泥、矿粉、消石灰等）和添加剂按照设计配比拌和成稀浆混合料。如采用专用的乳化剂和改性剂制备的改性乳化沥青按要求拌制稀浆混合料，则称为微表处。施工时需要采用专用的施工机械进行摊铺。