提高瀝青路面使用性能的技術(shù)措施

張　妍

摘要：隨著路面技術(shù)的發(fā)展，我國路面施工工藝水平也普遍提高，有許多竣工路面工程的平整度能達(dá)到0.6以內(nèi)。但是我們也注意到，有許多高速公路路面在通車一年后平整度衰減很快，有的通車時(shí)間不長就出現(xiàn)了橋頭跳車和路面早期破壞，有的通車幾年就不得不進(jìn)行翻修罩面，使用性能也大大降低，達(dá)不到設(shè)計(jì)的要求。這就給我們提出了如何避免或延緩路面破壞，提高路面使用性能的問題。

關(guān)鍵詞：瀝青路面；使用性能；技術(shù)措施

車輛是行駛在路面表面的，車輪與表面直接接觸，路面的綜合質(zhì)量通過表面層反映出來。例如路基沉陷、不均勻沉降和底層裂縫，最終都會(huì)反映到路面表面，間接影響路面的使用性能，表面層則直接造成對使用性能的影響。要提高路面的使用性能，必須從優(yōu)化路面結(jié)構(gòu)體系、合理使用材料和提高施工作業(yè)水平等幾個(gè)方面，以及避免橋頭跳車、確保橋面鋪裝質(zhì)量、處理好伸縮縫等另幾個(gè)方面尋求解決辦法。

1目前瀝青路面設(shè)計(jì)中的問題與技術(shù)改進(jìn)措施

1.1瀝青路面設(shè)計(jì)不宜過于追求理論計(jì)算的精確性

瀝青是一種典型彈-粘性材料。瀝青在低溫（高粘度）及瞬時(shí)荷載作用下，彈性形變占主要地位；而在高溫（低粘度）及長時(shí)間荷載作用下，瀝青的形變主要是粘性的；而在負(fù)溫（-5℃以下）狀態(tài)下，瀝青又表現(xiàn)出一定的脆性，有試驗(yàn)證明，在這種情況下，用子彈射擊瀝青，瀝青脆裂結(jié)果與玻璃破碎的情況很相似。因?yàn)闉r青具有上述特性，所以瀝青混合料的特性與溫度有很大的關(guān)系，其強(qiáng)度和模量都隨溫度升高而急劇下降，它既不是彈性材料，也不是塑性材料。荷載作用時(shí)間和氣候?qū)ζ湫再|(zhì)也有影響。在正溫度狀態(tài)下，瀝青砼表現(xiàn)出一定的粘彈性；在負(fù)溫狀態(tài)下它具有一定的彈性。例如，在50℃時(shí)，瀝青混凝土試件的強(qiáng)度為1MPa～3MPa；而在-35℃時(shí)，其抗壓強(qiáng)度高達(dá)18MPa～23MPa，此時(shí)的強(qiáng)度接近水泥混凝土的強(qiáng)度。而且，溫度變化對瀝青砼的變形性能影響也很大。瀝青砼是最復(fù)雜的建筑材料之一。因此，瀝青砼路面設(shè)計(jì)時(shí)，都要進(jìn)行條件假設(shè)，在這種情況下，運(yùn)用任何理論計(jì)算的結(jié)果都只能做參考，過細(xì)的設(shè)計(jì)和過于重視設(shè)計(jì)是不必要的，重要的是通過實(shí)踐檢驗(yàn)。

1．2半剛性路面有不可忽視的蔽病

半剛性路面具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。但是也有不可忽視的蔽病，就是半剛性材料易產(chǎn)生干縮裂縫。半剛性材料還容易產(chǎn)生溫度裂縫。從已建成的高速公路來看，半剛性材料不產(chǎn)生裂縫是不太可能的，國內(nèi)的研究資料證明了干縮裂縫對其承載能力不會(huì)產(chǎn)生什么影響，但是由于裂縫的存在，給水浸入路基提供了通道，對路面的外觀和耐久性產(chǎn)生很大的影響，路面的使用性能也大大降低。

柔性路面與半剛性路面相比較，最大的優(yōu)勢在于柔性路面的基層和底基層沒有裂縫產(chǎn)生，結(jié)構(gòu)層整體水密性好。缺點(diǎn)是造價(jià)高。其典型結(jié)構(gòu)為：面層為12～17cm的瀝青砼；基層采用瀝青穩(wěn)定碎石，厚度15～20cm；底基層為30～40cm的級(jí)配碎石層，其強(qiáng)度的產(chǎn)生靠粒料之間的嵌鎖原理和密實(shí)原理形成。這種結(jié)構(gòu)我國高速公路還未采用，應(yīng)該在一定范圍內(nèi)先進(jìn)行試用，然后在總結(jié)試驗(yàn)路的基礎(chǔ)上，提出符合我國實(shí)際的柔性路面典型結(jié)構(gòu)體系，為進(jìn)

一步提高我國路面技術(shù)探出新的發(fā)展途徑。

2合理選擇和提高路面建筑材料的性能

2.1提高瀝青結(jié)合料的性能

瀝青面層的低溫裂縫和溫度疲勞裂縫，以及在高溫條件下的車轍深度、推擠、擁包等永久變形都與瀝青有很大的關(guān)系。不同的瀝青，面層的裂縫率有很大的差別，其差別能達(dá)到10倍以上，最大可相差20倍。改善瀝青的溫度敏感性、低溫穩(wěn)定性和流變性對提高混合料的高溫和低溫力學(xué)性質(zhì)效果非常顯著，瀝青性能改善對提高路面長期使用性能有著非常重要的作用。改性瀝青的優(yōu)越性突出表現(xiàn)在使軟化點(diǎn)大幅度提高的同時(shí)，又使低溫延度明顯增加，感溫性得到很大改善，不僅高溫穩(wěn)定性大幅度提高，而且低溫性能也同時(shí)改善，并且彈性恢復(fù)率特別大，所有指標(biāo)都有明顯提高，這是非常難得的。

提高瀝青性能，首先要控制瀝青的含蠟量。資料顯示，含蠟量愈小，瀝青的路用性質(zhì)就愈好。

選用普通瀝青采用傳統(tǒng)措施要同時(shí)提高混合料的高溫穩(wěn)定性和低溫抗脆裂性能幾乎是不可能的。這時(shí)，就必須開辟其他途徑，如使用改性瀝青來達(dá)到上述目的。

2.2 提高集料的質(zhì)量

碎石質(zhì)量從料源抓起，注意選擇好軋石機(jī)械，采用二次破碎工藝進(jìn)行碎石加工。先采用鍔式軋石機(jī)進(jìn)行破碎，然后再采用錘式或反擊式軋石機(jī)進(jìn)行第二次破碎以減少針片顆粒。片石要選用無風(fēng)化，無表土的清潔片石，不要將風(fēng)化石和山皮土投入軋石機(jī)內(nèi)。篩孔的尺寸應(yīng)與要求碎石的最大粒徑相匹配。石料如果由多家軋石場供應(yīng)，要保證料源一致，統(tǒng)一軋石機(jī)、篩分設(shè)備和篩孔尺寸，有條件的項(xiàng)目，應(yīng)統(tǒng)一組織加工，避免從社會(huì)上多個(gè)大小軋石場收購碎石。

軋好的碎石要分開堆放，并做好防塵保護(hù)，保持碎石清潔。 進(jìn)場材料要按規(guī)范進(jìn)行檢驗(yàn)，盡可能加大抽檢密度，不合格的材料堅(jiān)決退場。堆場要進(jìn)行場地硬化，避免將堆場的土混入碎石中。不同規(guī)格的料堆間設(shè)置隔離墻，以免不同規(guī)格碎石混雜一起。料堆要有明顯標(biāo)示，防止上料時(shí)裝錯(cuò)料。

2.3提高瀝青混凝土面層的使用性能

瀝青混合料的性能要求往往是矛盾的或相制約的，照顧了某一種性能，很可能會(huì)降低另一方面的性能。這里最突出的有以下兩對矛盾：

第一是高溫穩(wěn)定性和疲勞性能與低溫抗裂性能的矛盾。為了提高高溫抗車轍能力，應(yīng)盡量采用粗級(jí)配，增加集料數(shù)量，減少用油量，采用粘稠度小的瀝青，但這樣的混合料低溫很容易開裂，疲勞性能差；而為了提高耐久性和低溫抗裂性能，則要近可能使用粘稠度大的瀝青，而且要增加用量，用細(xì)集料、密集配混合料，但這樣到了夏天很容易產(chǎn)生泛油和車轍病害。

第二是路面表面特性和耐久性的矛盾。要求抗滑性能好，不濺水，雨霧小，噪音輕，必須提高表面粗糙度，采用構(gòu)造深度大的粗集料、開級(jí)配或半開級(jí)配的瀝青混合料。但是這樣的混合料空隙率必然較大，而孔隙率大的混合料空氣接觸面大，老化快，耐久性差，耐疲勞性能差；為了提高耐久性，就要采用較小空隙率的混合料。

3提高路面使用性能的其他技術(shù)措施

3.1加強(qiáng)路面施工作業(yè)質(zhì)量控制

施工作業(yè)質(zhì)量控制，在提高路面使用性能方面是最為重要的。其原因是結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)、材料的選擇等方面的因素，雖然對路面使用性能的提高有影響，但是設(shè)計(jì)和材料的選擇一旦原則性的問題確定后，實(shí)施起來不容易有大的偏差。而施工作業(yè)既涉及到人的因素，又與機(jī)具的性能有很大的關(guān)系；施工又是露天作業(yè)，受到氣候和環(huán)境的影響；人的因素又與知識(shí)技能水平 ，甚至情緒的變化而有所不同。因此，可變因素多。

在質(zhì)量控制中，平整度和壓實(shí)度的控制是最重要的，也是影響使用性能的兩個(gè)關(guān)鍵?，F(xiàn)場孔隙率應(yīng)不大于6%,壓實(shí)應(yīng)不大于98%。在這種情況下，即使考慮局部偏差，實(shí)際空隙率也不會(huì)超過7%。

3.2避免橋頭跳車

橋頭跳車現(xiàn)象在高等級(jí)公路中非常普遍，有些高速公路橋頭跳車到了影響行車安全和舒適性的嚴(yán)重程度，這也是一直困擾廣大工程技術(shù)人員的難題之一。解決好橋頭跳車問題，對提高路面使用性能的提高起著十分重要的作用。

根據(jù)橋頭跳車產(chǎn)生的原因分析，人們采取了提高土基承載力、修建搭板、充分壓實(shí)填料、保持排水通暢、土方填筑與路面鋪筑間歇充分的時(shí)間間隔等措施。

國內(nèi)的研究表明，回填土中摻入6%的石灰即可大大提高土的抗變形能力。因此，目前高速公路上使用石灰土做為回填材料是可行的。

3.3處理好伸縮縫

伸縮縫是橋梁與路堤引道連接的紐帶，其型式和安裝質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到行車的舒適性和橋梁的耐久性。而在使用過程中，安裝質(zhì)量對行車的影響最直接，最關(guān)鍵。安裝工藝合理，施工控制嚴(yán)格，安裝的伸縮縫平整。顛簸則影響行車舒適性和行車安全，也影響橋梁的使用壽命。