瀝青混凝土類型對路面結(jié)構(gòu)受力的影響研究

韋 營

（昂昂溪區(qū)交通運(yùn)輸局，黑龍江 齊齊哈爾 161031）

一、概述

我國高速公路不斷建設(shè)和發(fā)展，公路交通數(shù)量明顯增多，私家車數(shù)量的快速增長和大型重型機(jī)車數(shù)量的不斷增加使得公路負(fù)荷越來越大。車輛大型化、載重增加化和車速加快化使得路面破壞加劇。除此之外，重載和超載現(xiàn)象屢禁不止，減少了公路的使用年限。研究瀝青混凝土類型對路面結(jié)構(gòu)受力的影響，能夠判斷出瀝青混凝土中對路面結(jié)構(gòu)特性影響的主要材料因素，并針對這些結(jié)構(gòu)受力變化采取相應(yīng)的措施，保證公路的質(zhì)量，延長其使用壽命。

二、路面結(jié)構(gòu)層組成

路面結(jié)構(gòu)層指的是路面的每層構(gòu)成，主要可以分為面層、基層和墊層。面層指的是路面車輛行駛直接接觸的結(jié)構(gòu)層，位于道路的最上層，承受來自車輛荷載的垂直壓力、摩擦力和空氣流動(dòng)帶來的不利影響。面層是路面結(jié)構(gòu)層中受外界環(huán)境影響最大的一個(gè)結(jié)構(gòu)層，所以，對面層的強(qiáng)度和抗滑、抗磨性能要求非常高，這直接關(guān)系到道路的使用壽命。本文所研究的瀝青混凝土類型對路面結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的影響指的就是面層的力學(xué)性能變化。

三、瀝青混凝土的類型

混凝土類型分為水泥混凝土和瀝青混凝土兩大類。水泥混凝土常用于高層建筑和辦公樓等的建設(shè)，而瀝青混凝土主要用于高速公路建設(shè)。其中，瀝青混凝土按照不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，又可分為不同的種類。

1 按照所用集合料粒徑的不同，可以分為細(xì)粒式瀝青混凝土、中粒式瀝青混凝土、粗粒式瀝青混凝土三大類。

2 按照瀝青混合料壓實(shí)后密實(shí)度的不同，可以將瀝青混凝土分為一級(jí)密級(jí)配瀝青混凝土、二級(jí)瀝青混凝土和開級(jí)配瀝青混凝土三種。

四、不同集合料粒徑瀝青混凝土對于路面結(jié)構(gòu)受力的影響

1 細(xì)粒式瀝青混凝土指的是集合料粒徑在9.5mm-13.3mm之間拌制成的瀝青混凝土。細(xì)粒式瀝青混凝土的密實(shí)度較高，很容易滿足高速公路的防水和防滲性能的要求。并且，由于細(xì)粒式瀝青混凝土的密實(shí)性良好，在鋪設(shè)的過程中，只需要很薄的一層就可以。與此同時(shí)，這種混凝土的弱點(diǎn)就暴露了，路面性能尤其是耐久性、抗滑性能和抗高溫變形能力就會(huì)出現(xiàn)問題。密實(shí)性良好，則抗高溫性能和抗滑能力就會(huì)差一些；若路面的抗滑移能力和抗車轍能力較強(qiáng)，則路面孔隙率就會(huì)較大，路面結(jié)構(gòu)層抗?jié)B能力就會(huì)變差，路面容易滲水，滲水后造成路基膨脹、不平，導(dǎo)致路面破壞。所以，細(xì)粒式瀝青混凝土對路面結(jié)構(gòu)的影響主要表現(xiàn)在路面抗滑和抗高溫能力較差。

此外，細(xì)粒式瀝青混凝土的孔隙率小，則抗震能力和傳力能力較強(qiáng)，由路面?zhèn)鱽淼淖饔昧υ诼访鏇]有得到很大程度的減少，所以，這種路面對基層和墊層的要求非常高。由于路面面層和基層之間的承受力和變形差別較大，路面面層結(jié)構(gòu)受力均勻，面層和基層、墊層之間很容易形成層面錯(cuò)移，導(dǎo)致公路破壞。

2 中粒式瀝青混凝土指的是集合料粒徑在16mm-19mm之間拌制成的瀝青混凝土。中粒式瀝青混凝土的密實(shí)度相比細(xì)粒式較差，但是其集合料粒徑稍大，骨料之間空隙較大，混凝土粗一些，使得其抗高溫變形能力和抗滑能力增大，耐久性更高一點(diǎn)。但是，正是由于骨料粒徑大，其抗?jié)B能力和防水能力較低。一般用只能中粒式瀝青混凝土鋪筑，厚度在3.5cm到6cm，并且為單層鋪筑。一般為了加強(qiáng)路面的防水抗?jié)B能力，會(huì)在表面進(jìn)行處理。

中粒式瀝青混凝土是一種中和狀態(tài)的路面結(jié)構(gòu)，其各種力學(xué)性能均衡，路面結(jié)構(gòu)受力較均勻，傳力能力較好，所以，其破壞形式一般為路面碾壓破壞，使用壽命相對較長。

3 粗粒式瀝青混凝土指的是集合料粒徑在26.5mm-31.5mm之間拌制成的瀝青混凝土。粗粒式瀝青混凝土的骨料粒徑最大，其孔隙率較大，則抗?jié)B能力和防水能力較差，相對的，這種路面的抗滑能力和抗高溫能力也最大。

粗粒式瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜。首先，由于摩擦水平力大，路面受到的水平力大，應(yīng)力分散和互相抵消減少路面的破壞程度。鋪裝上層的縱向拉應(yīng)力比橫向最大拉應(yīng)力大，下層的應(yīng)力和應(yīng)變在一定程度上弧形抵消一部分，所以，路面結(jié)構(gòu)受力破壞最嚴(yán)重的部位就是路面上層。粗粒式瀝青混凝土路面屬于柔性結(jié)構(gòu)層，其承擔(dān)壓力和傳力性能都比較好，結(jié)構(gòu)受力均勻分散不易產(chǎn)生溫縮和干縮開裂，路面裂縫產(chǎn)生較少，所以這種路面現(xiàn)在應(yīng)用較廣。

集合料的粒徑大小直接關(guān)系混凝土強(qiáng)度的大小，集料的壓碎值、抗壓強(qiáng)度大小和集合料中細(xì)長扁平顆粒的含量都會(huì)影響路面的穩(wěn)定性。細(xì)粒式瀝青混凝土，其顆粒粒徑小，集料的壓碎值小，抗壓強(qiáng)度大，路面的穩(wěn)定性相對較大，路面不易發(fā)生因超載重載發(fā)生變形。但是，細(xì)粒式瀝青混凝土路面膨脹后由于空隙小，容易發(fā)生因溫度差異過大而發(fā)生變形的現(xiàn)象。所以，細(xì)粒式瀝青混凝土路面多用于溫差較小且常年多雨的南方城市。中粒式瀝青混凝土雖然比細(xì)粒式瀝青混凝土的孔隙率大，其抗高溫能力較大，但是，因?yàn)榧狭狭酱?，其壓碎值和抗壓?qiáng)度就會(huì)下降，繼而路面穩(wěn)定性能下降。這種混凝土常見于中部地區(qū)和北方二級(jí)公路中。粗粒式瀝青混凝土最大的優(yōu)點(diǎn)就是抗滑能力好，孔隙率大，在溫度變化大的環(huán)境下變形較小。同時(shí)，由于粒徑過大，其抗壓性能和防水能力最差，所以，這種路面常用于缺水且溫度變化較大的西北地區(qū)。

結(jié)語

瀝青路面的結(jié)構(gòu)受力很復(fù)雜，本文只是對混凝土粒徑的變化產(chǎn)生的路面結(jié)構(gòu)受力的變化進(jìn)行了分析和總結(jié)。其實(shí)，路面結(jié)構(gòu)受力受很多因素的影響，如路基土質(zhì)情況、基層施工和墊層施工質(zhì)量的影響，以及外界溫度變化、降水風(fēng)力和交通狀況等環(huán)境因素的影響。抓好每一個(gè)環(huán)節(jié)的施工才能保證路面結(jié)構(gòu)受力的最有益化。

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