环境因素对沥青路面的影响分析及防治对策

陈凯明 金晓煜

1. 杭州市萧山区戴村镇人民政府 浙江 杭州 311261 2. 浙江立州交通工程检测有限公司 浙江 杭州 311254

从整体上来进行分析，现代化的沥青路面在应用过程中，有着非常显著的特性以及优势，与传统路面相比较而言具有完善的耐久性以及稳定性，因此被广泛的应用到了道路的施工过程之中。在进行沥青路面工程的发展过程中，降低环境因素对沥青路面的不利影响对整个工程有着十分重要的意义。

1 自然环境因素对沥青路面性能的影响

1.1 高温对沥青路面的影响

在夏季高温环境条件下，由于车轮荷载的反复作用，载荷应力会超过沥青混合料的塑性极限，流动变形会逐步累积从而形成车辙病害。当路面发生车辙破坏时，车轮下方会出现凹陷，车轮两侧会出现凸起；路面材料被以曲线形式向外推，从而使车道线变得扭曲，车辙严重时，影响小汽车的通行和安全，给附近民众带来了较大的不便。

1.2 低温对沥青路面的影响

冬季气温大幅度下降，沥青混合料的应力松弛不及热应力的增长，导致沥青混合料的刚度迅速增加，降温速率越大，温度应力越大，一旦超过混合料的极限抗拉强度，路面将产生开裂病害，即温度裂缝。当沥青面层与基层的附着力不足，产生一定的收缩自由度时，路表混合料就会更加容易产生裂缝。同时在下雪天或路面结冰条件下，沥青路面通行安全大大降低，容易引发交通安全事故，因此在北方或山区道路时，可沥青上面层可设计成抗冻性沥青路面，使该沥青路面在下雪天或冰冻天气条件下，汽车能安全通行，减少交通事故发生概率，提高通行质量[1]。

1.3 温度反复变化对沥青路面的影响

当温度反复升降时，对于沥青混合料而言，其拉伸应变疲劳应力极限变小，同时加上沥青老化沥青劲度增高、应力松弛性能降低等原因，路表混合料更容易在高温下超过极限抗拉强度而开裂。这种类型的温度裂缝包含疲劳因素和温度因素，通常称之为温度疲劳裂缝。

1.4 水对沥青路面的影响

沥青混凝土路面由集料、沥青和矿粉组成，其中集料由沥青黏合而成，这就导致了集料之间未能完全黏结的部分会产生内部孔隙。由于降雨、路面排水不畅等原因，当沥青混合料的空隙充满水时，在车辆循环荷载作用下，沥青混合料的孔隙中产生高孔隙水压力和高流速的水流。沥青粘附性降低并逐渐丧失粘结力，水分逐渐渗入沥青与集料的界面上，集料与沥青胶浆的结合面会被破坏。当沥青膜的黏结性能被破坏到一定程度时，其从集料表面脱落剥离，沥青混合料出现掉粒、松散，由于集料的缺失，路面形成凹坑。而路面坑槽的存在则会进一步积存水分，并产生更为严重的沥青混合料的水损伤，最终导致沥青路面破损呈指数型增长。

2 使用环境因素对于沥青路面的影响

2.1 路基不均匀沉降对沥青路面的影响

当前道路工程建设时，沥青路面的使用范围相对较广，多种因素会直接导致沥青路面出现不平整的问题，而路基不均匀沉降问题便是影响沥青路面平整度的一个重要因素。沥青路面在施工过程中，常会将无机结合料作为施工工序的展开基层，部分情况下也会选择在路床顶面展开相应的施工工序。上述工序中路基填抖选择不当、填筑方法不合理、压实度不足等原因会直接导致沥青路面使用过程中出现各类变形问题，进而影响到路面平整度[2]。

在路基施工过程中，存在的湿土夹层、半填半挖以及路基分层等情况，使得沥青道路路面存在有局部沉陷、开裂以及不均匀沉降等情况。在完成沥青路面施工工作后，上述问题会直接影响到沥青路面的表面，使得沥青路面在承载车辆运行的过程中，极易出现各种情况的凹陷或者断裂，导致沥青路面在使用时出现不平整形、凹陷等问题。

图1 路面凹陷图

因此在推进沥青路面道路的施工工作时，需要重视起路基不均匀沉降的因素影响，针对容易出现不均匀沉降的道路区域以及施工方式展开全面的管控工作，从而更进一步的消除施工展开过程中所存在的各类隐患性问题，严格按照制定的各类工作流程与标准来开展施工，减小路基不均匀沉降对沥青路面的影响[3]。

2.2 基层平整度对沥青路面的影响

从现阶段沥青路面道路建设与发展成效上分析可以得出，基层自身的平整度直接影响到沥青路面在交付使用后所具备的平整度。在具体的施工过程中，前期测量挂线数据不精确、摊铺机器行驶过程中速度相对不均衡、压路机在工作过程中没有根据当前沥青路面道路施工要求来对沥青路面展开碾压等多方面原因，均会导致道路基层在施工过程中出现鼓包或者不平整的情况。若在对沥青路面展开正式的施工时，没有对道路基层存在的鼓包以及不平整问题进行调整以及优化，则会直接导致沥青路面在完成整体的铺设且交付使用后，沥青路面会出现不同程度的鼓包以及不平整等问题，降低车辆行驶过程中舒适度。

2.3 运行环境对沥青路面的影响

沥青路面属于当前沥青路面建设中比较多见的一种路面结构，沥青路面结构养护不当不及时、沥青路面运行时间过长，车流量过大、车辆荷载，长时间高温暴晒、积水渗透等因素都会在不同程度上给沥青路面造成损害或影响，同时在南方地区高温天气下，由于受设置重车专用道、红绿灯交叉口多、高坡度及大转弯、通行速度慢等方面影响，沥青路面容易产生严重车辙，有些沥青路面甚至会发生龟裂、脱落、裂缝等病害问题，这不仅影响沥青路面的使用寿命，还会影响人们的行车安全。

3 沥青路面的施工对于环境的影响

3.1 噪音污染问题

当前沥青路面项目的数量众多，施工现场存在多种噪音，破坏了安静的生活环境。因此，为了降低施工噪音对居民生活的影响，应避免在人们休息的时间段使用有噪声施工设备，结合周围的实际情况合理安排工序，确定影响最小的时间段进行施工[4]。

3.2 粉尘污染问题

粉尘是施工中随处可见的空气污染源之一，施工中使用的石灰、水泥以及沙土等都会造成风尘，特别是在风沙天气，粉尘会随着风蔓延在空气中，不仅会自然环境，一旦吸入人体也会影响人们的健康。

3.3 水土破坏问题

在施工项目的施工中存在施工设计不合理，导致的施工现场的自然景观以及水源。土壤环境的破坏等问题，不仅影响了原有的绿化资源，破坏了自然的水土平衡。

3.4 施工对周边环境影响

由于沥青路面施工，需要对该道路进行封道，便于沥青路面施工和交通安全，但由于封道，减少了通行车道数量，在上下班高峰期时，容易发生堵车现象，对周边交通产生了较多不利影响。

3.5 有害气体影响

由于在拌和沥青混合料时，需对集料和沥青进行加温，因此在生产沥青混合料时，沥青拌合楼会产生各种有毒气体，如该沥青拌合楼环保措施不到位，将有毒气体未经环保处理就直接排放到大气中，将对周边空气产生不利影响[5]。

4 降低环境因素对沥青路面的不利影响的防治对策

4.1 沥青路面设计中添加环境影响指标

在沥青路面设计指标中应提高集料的质量和孔隙率要求。相关研究结果表明，沥青路面的损坏除温度变化和水损伤外，同时还与沥青混合料级配及孔隙率密切相关：沥青混合料中细集料含量过多会影响其高温性能；而当沥青混合料的孔隙率超过8%时，其水损伤会显著增加。然而，在目前的沥青路面设计规范和标准中，没有因地区不同体现集料质量和孔隙率不同的技术要求，设计规范中明确了沥青混合料的力学性能，但在南方高温地区，特别是交通量较大的情况下，这些指标并不合适，要求偏低，这样就造成沥青路面容易出现严重车辙和水损害现象，沥青路面使用寿命远远达不到设计年限，经常进行维修，造成资源浪费，财政费用超支，也影响了周边交通通行，因此在南方高温地区，在交通量较大，红绿灯交叉口，重车较多等特殊路段，在设计时应有针对性的设计方案，提高沥青路面质量和使用寿命，满足民众日常通行需求。

4.2 改进施工控制和验收中的抽样方法

当前沥青路面的施工过程中，沥青混合料级配样品的检测是在拌和后铺装之前，获得的检测指标往往满足其性能指标要求。但在实际摊铺施工中，沥青混合料会产生摊铺离析和温度离析，导致沥青混合料的实际级配与设计产生偏差。因此建议路面的质量控制使用现场钻孔取样，一是测试芯样的常规性能，二是测试芯样的层间黏结性能和孔隙率。同时可对已完成施工的沥青路面上进行切割取样，检测沥青混合料各项技术指标，检验是否符合设计要求[6]。

沥青路面结构设计是基于层间完全连续理论，即假定结构层之间的接触是完全黏结在一起。而工程实际中路面层间黏结状态是否处于完全黏结，在验收时没有相应的检验和评价指标。因此，建议增加沥青路面的层间黏结状态评价指标，以确保施工时及竣工验收时沥青路面的质量。

4.3 提升沥青路面设计的科学性与合理性

现代化的路面设计在沥青路面道路工程发展过程中，能够更有效的服务现场施工，提供高质量的数据以及技术应用方式参考，明确各类重点关注方向。因此在道路建设推进过程中，只有确保沥青路面道路的沥青路面前期设计效果符合国家所制定的相应标准，才确保实际现场施工现场依照在现代化的施工方式来推进沥青路面道路的建设工作，有效保证沥青路面的施工质量与平整程度能够达到前期预估的标准。

负责进行工程设计的相关人员，在推进沥青路面道路施工工作的前期设计方案完善与审核时，需要全面分析当前施工区域内部所具备的各方面地质条件以及社会群众在出行过程中所存在的道路质量需求。这类因素在应用过程中，均会对沥青路面的平整程度造成负面影响。因此需要在完成沥青路面道路的前期设计工作后，对当前施工区域的各类数据进行详细勘察。例如，在对不同区域内部的沥青路面道路工程展开施工工作时，相关人员需要对当前施工地区所具备的地址条件与地址状况来展开调研以及研究工作，全面明确地表岩石层的实际分布状况与土层之中的土质问题，强化各方面的审核工作内容。运用这种方式，可以最大限度的降低外界环境对于沥青路面道路工程的负面影响，规避沥青路面再施工过程中出现的不平整问题。同时，设计工作者需全面统计与分析沥青路面道路区域内部的车辆行驶情况，分析道路正式交付使用后所需要承载的交通压力，明确道路在投入使用后的一定时间内的各方面使用频率以及承载工作所需要达到的水平，计算道路在使用过程中的最大负载量。在科学数据的基础上，整合国家所制定的各方面沥青路面道路沥青路面施工方式与施工标准，提高沥青路面设计的合理性和科学性，确保沥青路面使用环境与设计要求相匹配，大大提高沥青路面的平整性和舒适性[7]。

4.4 优化施工工序，提高施工质量

路基的不均匀沉降、基层的平整度等使用环境因素会直接影响到沥青路面的质量。因此，施工时应严把施工质量，优化施工工序。一是要严格控制路面原材料质量，原材料的质量直接关系到沥青路面的铺筑质量；二是要严格控制路基压实度、标高、横坡、平整度等重要指标；三是要严格控制沥青混合料摊铺质量及施工工艺，按设计要求进行施工；四是要严格控制施工机械设备施工质量，确保设备性能与施工工艺相匹配。

4.5 加强政策扶持，加大资金投入

目前我国的沥青路面环保系统已经得到了较大的进步，并且也不断采用新的技术，取得了一定的成果。可是随着时代的不断变化，环保的标准也需要不断提高，如果依然采取传统的管理模式，那么就会适得其反。需要沥青路面建设施工设计等相关部门打破传统的管理理念和管理模式，创新新的环保系统，加强政策扶持，加大资金投入，不断更新高效的设备和设施，采用新的施工工艺，以合理的服务效果和客观的经济回报，并为经济的发展提供一种新的增长模式。

4.6 加强施工中环境保护管理

在施工的过程中，不仅要加强施工现场管理人员对环境管理的重视程度，还要构建完善的环境保护工作机制，最大限度减小沥青路面施工对环境的影响。例如，采用通过掺入外加剂并对其进行优化配比设计且危害更小的抑烟沥青；利用沥青路面再生技术进行沥青路面施工，节约资源、投入成本低；建设工厂式沥青拌合站，减小污染气体、粉尘以及噪音对周边环境的影响；优化沥青混合料运输模式，在运输时做好密闭覆盖等。

4.7 采用新技术提高沥青路面使用寿命

随着沥青路面技术的不断深入研究，近几年不断涌现新材料、新技术、新工艺应用于沥青路面施工中，如就地冷再生、超薄磨耗层、排水式路面、雾封层、橡胶沥青、高粘度特种沥青、抗车辙剂、抗冰冻路面等新材料、新工艺、新技术逐渐开始大规模应用，较大提高了沥青路面的使用性能和寿命。

5 结语

综上所述，笔者分析了环境因素对沥青路面的影响，指出了目前沥青路面设计措施应对环境不利影响方面的不足之处，并相应的提出了一系列的解决措施，提高施工质量，优化施工技术，提升社会效益，期望能够促进沥青路面工程事业与环境保护的共同发展。