3.2.2 沥青路面面层施工
沥青混合料面层是指用沥青作结合料铺筑的路面结构。由于使用了黏结力较强的沥青材料，集料间的黏结力大大增强，因而提高了沥青混合料的强度和稳定性，使面层的行驶质量和耐久性都得到提高。与水泥混合料面层相比，沥青混合料面层具有表面平整、无接缝、行车平稳、振动小、噪声低、施工期短、养护方便等优点。
3.2.2.1 沥青路面概述
1.沥青路面的特点
沥青路面由于使用了黏结力较强的沥青材料，使经嵌挤压实的矿料之间的黏结力大大加强，路面的使用质量和耐久性都大为提高。表面平整、坚实、无接缝、行车平稳舒适、噪声小。
路面强度可根据矿料的粒径、颗粒级配和沥青用量的不同进行调节，以适应不同的需要。面层透水小，特别是密实沥青混凝土面层透水更小，能大大防止地表水进入路面基层和路基，从而使路面强度稳定。同时，土基和基层内水分也难以排出。
在潮湿路段，若路面结构处理不当，易发生土基和基层变软，导致路面破坏。沥青混合料的生产可工厂化，质量易得到保证。面层适宜机械化施工，且施工进度快，摊铺完成后就可开放交通，分期建设和后期修补也较方便。
沥青路面的缺点是抗弯强度低，温度稳定性差，夏季高温暴晒，路面易变形而破坏；冬季低温时，沥青材料变脆而开裂。另外，履带式车辆不能在沥青路面上行驶。
2.沥青路面的分类
（1）按强度构成原理划分。
按强度构成原理划分，沥青路面可分为密实类路面和嵌挤类路面。
①密实类沥青路面要求矿料的级配按最大密实原则设计，其强度和稳定性主要取决于混合料的黏聚力和内摩阻力。
密实类沥青路面按其空隙率的大小可分为闭式和开式两种：闭式混合料中粒径小于0.6mm的矿料颗粒含量较大，空隙率小于6%，混合料致密而耐久，但热稳定性较差；开式混合料中粒径小于0.6mm的矿料颗粒含量较小，空隙率大于6%，其热稳定性较好。
②嵌挤类沥青路面要求采用颗粒尺寸较为均一的矿料，路面的强度和稳定性主要依靠骨料颗粒之间相互嵌挤所产生的内摩阻力，而黏聚力则起着次要的作用。按嵌挤原则修筑的沥青路面，其热稳定性较好，但因空隙率较大、易渗水，且耐久性较差。
（2）按施工工艺划分。
按施工工艺，沥青路面可分为层铺法、路拌法和厂拌法。
①层铺法是用分层撒布沥青、分层撒铺矿料和碾压的方法修筑，其主要优点是工艺和设备简便、功效较高、施工进度快、造价较低；其缺点是路面成型期较长，路面需要经过炎热季节行车碾压之后方能成型。用这种方法修筑的沥青路面有沥青表面处治和沥青贯入式两种。
②路拌法是在道路现场用机械将矿料和沥青材料就地拌和、摊铺和碾压密实形成沥青面层的方法。
此类面层所用的矿料为碎（砾）石，称为路拌沥青碎（砾）石；所用的矿料为土则称为路拌沥青稳定土。路拌沥青面层通过就地拌和，沥青材料在矿料中分布比层铺法均匀，可以缩短路面的成型期。但因所用的矿料为冷料，需使用黏稠度较低的沥青材料，故混合料的强度较低。
③厂拌法是把具有一定级配的矿料和沥青材料在工厂用专用设备加热拌和，然后送到工地摊铺碾压而成的沥青路面。
矿料中细颗粒含量少，不含或含少量矿粉，混合料为开级配的（空隙率达10%～15%），称为厂拌沥青碎石；若矿料中含有矿粉，混合料按最佳密实级配配制的（空隙率10%以下）称为沥青混凝土。厂拌法按混合料铺筑时温度的不同，又可分为热拌热铺和热拌冷铺两种。
（3）按沥青路面材料技术特点划分。
按沥青路面材料技术特点划分，沥青路面可分为沥青混凝土路面、热拌沥青碎石路面、乳化沥青碎石路面。
①沥青混凝土路面。
沥青混凝土路面指按级配原理选配的矿料与适量沥青在严格控制条件下均匀拌和、经摊铺碾压而成型的沥青路面。沥青混凝土是采用经人工选配具有一定级配组成的矿料（碎石或轧碎砾石、石屑或砂、矿粉等）与一定比例的路用沥青材料，在严格控制条件下拌制而成的混合料。
热拌的沥青混合料宜在集中地点用机械拌制。一般选用固定式热拌厂；在线路较长时宜选用移动式热拌机。冷拌的沥青混合料可以集中拌和，也可就地拌和。沥青混凝土适合于各级路面。
②热拌沥青碎石路面。
热拌沥青碎石路面指由一定级配的集料与适量的沥青在要求的控制条件下均匀拌和、经摊铺碾压而成型的沥青路面。热拌沥青碎石适合于三、四级道路。
③乳化沥青碎石路面。
乳化沥青碎石路面指用乳化沥青作结合料与相关集料在要求的控制条件下均匀拌和、经摊铺碾压而成的沥青路面。乳化沥青是将黏稠沥青加热至热熔状态，经机械的强力搅拌作用，使沥青以细微液滴状态分布在含有乳化剂的水溶液中，成为水包油状的沥青乳液。乳化沥青碎石适合于三、四级道路。
此外，还有沥青
脂碎石SMA路面、沥青贯入路面以及沥青表面处治路面等。
3.2.2.2 沥青路面施工
1.沥青材料的选择
（1）沥青路面原材料的选择。
沥青路面原材料包括沥青、粗集料、细集料、填料等。
①沥青材料。
a.石油沥青。道路石油沥青一般采用经过乳化、稀释、调和、改性等工艺加工处理的石油沥青产品作为结合料。我国道路石油沥青以针入度为指标分为7个标号，每一种标号的沥青，都分为A、B、C三个等级，分别适用于不同等级的道路和不同的结构层次。
A级沥青：各个等级的道路，适用于任何场合和层次。
B级沥青：高速道路、一级道路沥青下面层以下的层次，二级及二级以下道路的各个层次；用作改性沥青、乳化沥青、改性乳化沥青、稀释沥青的基质沥青。
C级沥青：三级及三级以下道路的各个层次。
b.乳化沥青。乳化沥青是石油沥青或煤沥青在乳化剂、稳定剂的作用下经乳化加工制得的均匀的沥青产品，也称沥青乳液。按乳化沥青的使用方法分为喷洒型（用P表示）和拌和型（用B表示）乳化沥青两大类。
其主要优点为：冷态施工、节约能源；利便施工、节约沥青；乳化沥青施工不需加热，故不污染环境；避免了操作人员受沥青挥发物的毒害。乳化沥青适用于沥青表面处置路面、沥青贯入式路面、常温沥青混合料路面，以及透层、黏层与封层。乳化沥青的类型应根据使用目的、矿料种类、气候条件选用。
对酸性石料，以及当石料处于潮湿或在低温状态下施工时，宜采用阳离子乳化沥青；对碱性石料，且石料处于干燥状态或与水泥、石灰、粉煤灰共同使用时，宜采用阳离子乳化沥青。
c.改性沥青。改性沥青是掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂（改性剂），或采取对沥青轻度氧化加工等措施，使沥青或沥青混合料的性能得以改善制成的沥青结合料。使用改性沥青通常对改善沥青路面高温及低温稳定性有明显效果。
改性沥青主要用于机场跑道、防水桥面、停车场、运动场、重要交通路面、交叉路口和路面转弯处等特殊场合的铺装应用，也可用于道路网的养护。
②粗集料。
粗集料可以采用碎石、破碎砾石、筛选砾石、矿渣等。粗集料应该洁净、干燥、无风化、不含杂质，力学指标应符合相应道路等级的要求。
粗集料应具有良好的颗粒形状，用于道路沥青面层的碎石不宜采用颚式破碎机加工。筛选砾石仅适用于三级及三级以下道路和次干路以下的城市道路的沥青表面。处置路面和拌和法施工的沥青面层的下面层，不得用于贯入式路面及拌和法施工的沥青面层的中上面层。
对用于抗滑表层沥青混合料中的粗集料，应该选用坚硬、耐磨、韧性好的碎石或碎砾石，矿渣及软质集料不得用于防滑表层。用于高速道路、一级道路、城市快速道路、主干路沥青路面表面层及各类道路抗滑用的粗集料，应符合磨耗值和冲击值的要求。在坚硬石料来源缺乏的情况下，允许掺加一定比例普通集料作为中等或小颗粒的粗集料，但掺加比例不应超过粗集料总质量的40%。
③细集料。
细集料是指集料中粒径小于4.75mm的那部分材料。沥青面层的细集料可采用机制沙、天然沙、石屑。细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，并有适当的颗粒级配。
④填料。
填料的粒径小于0.6mm，沥青与填料混合而成的胶浆是沥青混合料形成强度的重要因素，所以填料必须采用由石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细的矿粉。矿粉要求干燥、洁净、能自由地从矿粉仓流出，其质量应符合技术要求。有时为提高沥青混合料的黏结力，也可掺加部分消石灰或水泥作为填料，其用量一般为矿料总量的1%～3%。
（2）沥青混合料的选择。
沥青混合料是由矿料（粗集料、细集料和填料）与沥青拌和而成的混合料，包括沥青混凝土混合料和沥青碎石混合料。沥青混合料是一种黏弹塑性材，具有优良的物理力学性能（包括抵抗各种荷载的能力、高温稳定性、低温柔韧性、水稳定性等），修筑路面时不需要设置接缝，具有减震吸声的效果，施工方便，能及时开放交通，并可再生利用。因此，沥青混合料是高等级道路修筑的一种主要路面材料。
①沥青混合料的特性。
a.良好的力学性能。沥青混合料是一种黏弹性材料，采用它修筑的路面，夏季具有一定的高温稳定性，冬季具有一定的低温抗裂性。路面平整无接缝且有弹性。
b.良好的抗滑性。沥青混合料路面既平整又具有一定的粗糙度，有利于高速行车的安全。在潮湿状态下，路面仍具有较高的抗滑性。
c.施工方便。采用沥青混合料修筑的路面，施工操作方便，养护期短，能及时开放交通。
d.经济耐久。采用沥青混合料修筑的路面，造价比水泥混凝土路面低得多。高速道路和机场道面使用期可达二十余年。
e.便于维修养护、分期改建和再生利用，当沥青混合料路面出现坑槽可以补修。随着道路交通量的增加可分期改建，在旧路面上拓宽和加厚。对旧有的沥青混合料还可再生利用，节约能源、节约投资，社会和经济效益较高。此外，路面的噪声小，晴天无尘，雨天不泞，易于清洁，黑色无强烈反光，便于汽车高速行驶。
②沥青混合料的选择。
沥青面层集料的最大粒径宜从上至下逐渐增大，并与压实层厚度相匹配；沥青面层一般应采用双层或三层式结构，各层之间应联结成为整体，在沥青层下必须浇洒透层油，沥青层与沥青层之间必须喷洒黏层油；沥青路面应满足耐久性、抗车辙、抗裂、密水、抗滑等多方面性能要求，并应根据施工机械、工程造价等实际情况选择沥青混合料的种类；可对上面层或中面层沥青结合料采取改性措施，或采用SMA等特殊的矿料级配；保证各层的组合不致发生早期破坏，并在此基础上优先或侧重考虑各层的服务功能做出选择。高速道路的紧急停车带（硬路肩）沥青面层应采用与车行道相同的结构，但表面层一般应采用密级配沥青混凝土混合料铺筑；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接成为一个整体。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。
2.沥青混合料路面施工
（1）施工准备。
①材料准备：做好配合比设计，报送监理工程师审批，对各种原材料进行符合性检验。选购经调查试验合格的材料进行备料，矿粉应分类堆放且不得受潮，必要时做好矿粉场地的硬化处理和场地四周排水及搭设库房或储存罐。
②测量放样：沥青混合料路面施工前，应在下承层上重新恢复道路中线，放样边桩根据摊铺机的宽度和摊铺方案控制纵向摊铺条带的划分。
③机械准备：检查、调试沥青混合料路面施工机械的工作状态，确保机械性能正常摊铺机、压路机组合、运料车及其他机械设备各就各位。
④下承层准备：铺筑沥青层前，应检查基层或下卧沥青层的质量，检查下承层的高程、路拱、平整度等参数，不符合要求的不得铺筑沥青面层。旧沥青路面或下承层已被污染时，必须清洗或经铣创处理后方可铺筑沥青混合料。仔细清扫下承层，待干燥后洒布黏层油。
⑤试验段：各层开工前在监理工程师批准的现场备齐全部机械设备进行试验段铺筑，以确定松铺系数、施工工艺、机械配备、人员组织、压实遍数，并检查压实度，沥青含量、矿粉级配、沥青混合料马歇尔各项技术指标等。注意气象预报，加强工地现场、沥青拌和厂及气象台站之间的联系，待天气条件合适，其他准备工作均已就绪，就可以开始混合料的摊铺作业。
（2）混合料配合比设计。
沥青混合料配合比设计的主要任务就是确定粗集料、细集料、矿粉和沥青材料相互配合的最佳组成比例，使之满足沥青混合料的技术要求，并符合经济性原则。连续级配的沥青混合料配合比设计通常按下列两个步骤进行。
①根据沥青混合料的矿料最佳级配范围，计算各组成矿料的配合比。矿料的最佳级配范围可以通过理论计算的方法并结合生产实践经验予以确定。实际施工时，往往人工轧制的各种矿料的级配很难完全符合某一级配的范围。这就必须采用两种或两种以上符合质量要求的矿料分别进行筛析试验，并测定各种矿料的相对密实度。根据各种矿料的颗粒组成，确定达到级配曲线要求时各种矿料的配比，并按配比配合起来，以满足级配要求。矿料配比确定方法有试算法、正规方程法、图解法等。
②确定最佳沥青用量。现行规范采用马歇尔试验确定沥青混合料的最佳沥青用量，以OAC表示。沥青掺量可以采用油石比或沥青用量两种表达方式。
油石比是指沥青占矿料总量的百分比；沥青用量是指沥青占沥青混合料总量的百分比。实际应用中，可根据当地的实践经验选择适宜的沥青用量，分别制作几组级配的马歇尔试件，初选一组满足或接近设计要求的级配作为设计级配，再进行马歇尔试验确定最佳沥青用量。
（3）沥青混合料的拌制与运输。
沥青混合料必须在拌和厂采用拌和机械拌制。拌和机械分为连续式和间歇式两种，前者的单位时间生产能力大于后者。拌和设备的选型应根据工程量和工期综合考虑，并且拌和设备的生产能力应与摊铺能力相匹配，最好略高于摊铺能力。拌和机可以是固定式的或移动式的。
热拌沥青混合料采用较大吨位的自卸卡车运输到铺筑工地。运输车的运能应略大于拌和能力和摊铺速度。运送路途中，应在混合料上覆盖篷布，防止雨淋或污染环境。混合料运送到摊铺地点的温度应符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40—2004）的规定。车厢内侧板表面应涂薄层掺水柴油（油∶水=1∶3），以此来防止沥青黏结到车厢体上。运送到工地时，已经成团块、温度不符合要求或遭受雨淋的沥青混合料，不得使用。
（4）沥青混合料的摊铺。
热拌沥青的混合料使用沥青摊铺机械进行摊铺工序。摊铺机械的受料斗事先要涂一层薄薄的隔离剂或者防黏结剂。
在高速道路、一级道路、城市快速路或者主干道铺筑沥青混合料的过程中，如果是双车道，那么一台摊铺机进行铺筑的宽度需要在6m以内；如果是3车道或者大于3车道，那么一台摊铺机进行铺筑的宽度需要在7.5m以内。
一般情况下，铺筑作业最少使用两台机械进行作业，摊铺机两两之间错开10～20m的距离同时进行铺筑工作。在两幅之间需要进行搭接，搭接的宽度应该控制在30～60mm。搭接部分需要避开车轮印迹，上下层的搭接位置最少需要错开200mm。在施工前的0.5～1h，摊铺机要进行预热。在施工过程中，熨平板的温度应该在100℃以上。铺筑时，要调整好熨平板的振捣或夯锤压实装置的振动频率和振幅，保证路面初始压实度符合标准需求。熨平板加宽连接应仔细调节至摊铺的混合料没有明显的离析痕迹。摊铺机运行速度不需要过快，但是必须保证摊铺机能够匀速行驶，以确保能够均匀摊铺混合料。摊铺作业是一个连续的过程，尽量避免在摊铺过程中出现停顿。
一般情况下，摊铺机的摊铺速度为2～6m/min。如果在摊铺过程中混合料出现了离析、龟裂或者拖痕等问题，施工人员应该马上分析原因，并且在最短的时间内将问题解决。
摊铺机应采用自动找平方式。下面层或基层宜采用钢丝绳或路缘石、平石引导的高程控制方式。上面层宜采用平衡梁或雪橇式摊铺厚度控制方式。中面层根据情况选用找平方式，直接接触平衡梁的轮子不得黏附沥青。
铺筑改性沥青或SMA路面时宜采用非接触式平衡梁，沥青混合料的松铺系数应根据混合料类型施工，机械和施工工艺等应通过试验段确定，试验段长不宜小于100m。摊铺过程中应随时检查摊铺层厚度及路拱、横坡。
摊铺机的螺旋布料器也需要进行均衡、稳定的转动。一般情况下，摊铺机的螺旋布料器的转动速度与摊铺机的摊铺速度相对应。在摊铺机的两侧有大于或者等于送料器高度2/3的混合料，这是为了避免混合料在摊铺作业中出现离析。
使用摊铺机进行作业时，不要频繁地进行人工修正。如果必须要使用人工进行局部的摊铺或者进行混合料的更换工作，必须小心仔细。
在路面狭窄部分、平曲线半径过小的匝道或加宽部分，以及小规模工程不能采用摊铺机铺筑时可用人工摊铺混合料。人工摊铺沥青混合料应符合下列要求。
半幅施工时，路中一侧宜事先设置挡板；沥青混合料宜卸在铁板上，摊铺时不得扬锹远甩。铁锹等工具宜沾防黏结剂或加热使用；边摊铺边用刮板整平，刮平时应轻重一致，控制次数，严防集料离析；摊铺不得中途停顿，并加快碾压。
如因故不能及时碾压时，应立即停止摊铺，并对已卸下的沥青混合料覆盖苫布保温；低温施工时，每次卸下的混合料应覆盖苫布保温；在雨季铺筑沥青路面时，应注意天气，已摊铺的沥青层因遇雨未行压实的应予以铲除。
（5）碾压成型。
压路机在施工过程中的速度需要与上一阶段摊铺机的工作速度相适应。压路机每次应由两端折回的位置阶梯形的随摊铺机向前推进，使每一次折回的位置不在同一个横断面之上。摊铺机如果一直在正常工作，没有出现停顿，那么压路机也应该持续进行作业，保证碾压温度始终保持在正常的范围内波动。
在实际作业过程中，如果是较为平缓的路段，那么压路机的驱动轮可以适当靠近摊铺机，这样可以减少波纹或者热裂缝的出现。在碾压过程中，压路机的轮子可能会附着沥青混合料，影响路面的平整度和压实度，此时绝对不能向碾压轮喷洒柴油，只需要喷洒少量的水或者洗衣粉溶液。
在碾压的末尾处，如果此时压路机能够稍微转动方向，就可以将摊铺机后面的压痕减至最小。在作业过程中，压路机不允许在没有经过碾压成型的路段上进行停顿、停车以及调头。在已成型的路面上，振动压路机在行驶时必须要将振动装置关闭。
桥梁、挡墙等构造物拐弯死角、加宽以及道路边缘等位置无法使用压路机进行压实，应用振动夯板进行压实处理工序。雨水井或者其他检查井的边缘还应用人工夯锤、热烙铁补充压实。
在完成碾压并且沥青的温度依旧很高的混合料之上，任何车辆以及机械设备都不得停放，矿料、油料等也不得洒于表面。待路面温度在50℃以下时，才能够允许通车。如果有紧急事件需要尽早恢复通车，可以在沥青路面洒水，加快路面的降温速度。
（6）接缝处理。
沥青路面的各种施工缝（包括纵缝及横缝）都必须密实、平顺。
①纵向接缝施工：摊铺时采用梯队作业的纵缝应采用热接缝；半幅施工不能采用热接缝时，宜加设挡板或采用切刀切齐；铺另半幅前必须将缝边缘清扫干净，并涂洒少量黏层沥青，摊铺时应重叠在已铺层上5～10cm。
②横向接缝的施工：对高速道路和一级道路，中、下层的横向接缝时可采用斜接缝，在上面层应采用垂直的平接缝。其他等级道路的各层均可采用斜接缝。平接缝应做到紧密黏结、充分压实、连接平顺。