談道路路面材料發(fā)展趨勢

洪淵 李浩

(1．浙江省交通規(guī)劃設(shè)計研究院勘察設(shè)計事務(wù)所，浙江杭州 310006;2．浙江交工高等級公路養(yǎng)護(hù)有限公司，浙江杭州 310000)

0 引言

道路路面是采用筑路材料鋪設(shè)在路基上供車輛行駛的層狀構(gòu)造物，承受車輛荷載、抵抗車輪摩擦力并保持道路連續(xù)。路面在使用過程中易出現(xiàn)以下問題:

1)反復(fù)的車輪荷載使路面產(chǎn)生較大的變形，甚至導(dǎo)致路面破壞;

2)因溫度、水文等不利的自然因素引起路面強(qiáng)度降低;

3)減速、剎車時車輪對路面的水平摩擦力使路面產(chǎn)生車轍，路面的不平整降低行車的舒適性并易誘導(dǎo)事故發(fā)生;

4)若路面的抗滑性較低，在啟動和制動時汽車易發(fā)生滑移危險;

5)汽車行駛過程中，易發(fā)生揚(yáng)塵現(xiàn)象污染環(huán)境。

故針對這些問題，提出道路路面的要求:路面強(qiáng)度高、穩(wěn)定性高、平整度好及適當(dāng)?shù)目够阅?，同時使車輛行駛時不致產(chǎn)生過大的揚(yáng)塵現(xiàn)象，降低路面和車輛部件的損耗，保證良好的視距，降低環(huán)境污染。

目前國內(nèi)道路路面主要采用土、石路面、水泥混凝土路面及瀝青路面，為適應(yīng)社會的需求，新型路面也層出不窮。本文針對當(dāng)前道路的路面材料進(jìn)行分類歸納，并對新型路面材料的發(fā)展趨勢進(jìn)行展望［1-5］。

1 道路路面材料的發(fā)展現(xiàn)狀

依據(jù)《公路工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，將道路路面按照材料的品質(zhì)分為低級、中級、次高級和高級四種類型。低級路面為采用粒料加固土路面或其他材料加固及改善的土路面，一般采用材料分層鋪筑;中級路面為采用不整齊石塊、碎石或礫石等其他粒料的路面;次高級路面為采用瀝青灌入式碎石、路拌瀝青碎石或礫石、礫石、半整齊石塊及瀝青表面處治的路面;高級路面為采用瀝青混凝土、水泥混凝土、整齊石塊或條石及廠拌瀝青碎石的路面。由于路面材料的特點(diǎn)及施工工藝對路面的使用性能起決定性的作用，針對不同的路面材料(土、石路面、水泥混凝土路面、瀝青路面)闡述其特點(diǎn)及發(fā)展歷程。

1)土、石路面。

土是最早用于筑路的路面材料，在農(nóng)村、落后的山區(qū)或工程的臨時便道地區(qū)仍有不少的土路。土路面可塑性強(qiáng)，但平整度及穩(wěn)定性很差。

石料路面的主要材料是砂礫和石料，一般采用地表層經(jīng)風(fēng)化得到的碎石或拋石，可直接鋪筑路面，20世紀(jì)60年代，泥結(jié)碎石是我國公路的主要路面材料。石料路面相對土路面強(qiáng)度高、平整度好并相對穩(wěn)定，目前也用于行車道路路面。

2)水泥混凝土路面。

水泥混凝土路面是目前常用的路面形式之一，由水泥、粗細(xì)骨料及外加劑拌合成的混凝土混合料，并通過澆筑、碾壓成型，水泥水化并硬化后形成的具有一定強(qiáng)度的混凝土材料。該路面強(qiáng)度高、表面摩擦力小、性能穩(wěn)定，既可在工廠預(yù)制各種需要的路面形狀也可在現(xiàn)場攤鋪，適合用于城市內(nèi)的人行道、停車場及廣場等區(qū)域。若在混合料中摻入彩色水泥或顏料，亦可獲得各種色彩的路面，進(jìn)而調(diào)節(jié)路面色彩，增加道路的美感。

3)瀝青混凝土路面。

瀝青混凝土路面采用瀝青為膠結(jié)材料，通過粗、細(xì)骨料、礦粉采用一定的配比混合拌制并鋪壓后形成。該路面柔韌性強(qiáng)、變形性能良好，且可不設(shè)伸縮縫及工作縫，路面的連續(xù)性和平整度好，同時該路面具有較好的吸聲減震性能，便于車輛快速行駛，目前多適用于高速公路、一級公路等高級路面的道路。

2 道路路面材料的發(fā)展趨勢

伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，道路交通在滿足經(jīng)濟(jì)、出行方便的基本要求外，更安全、更舒適、更環(huán)保也一并提上道路路面的發(fā)展日程。故功能型的路面材料、環(huán)保型的路面材料也應(yīng)運(yùn)而生，不僅提高了路面的使用性能，也明顯改善道路交通的服務(wù)質(zhì)量及水平。

1)功能型路面材料。

這是在路面材料的基本功能之上加以其他功能的多用途路面材料，可以為駕駛員提供更安全更舒適的路面。功能型路面如:高模量抗車轍瀝青路面、多孔性排水降噪瀝青路面。

a．高模量抗車轍瀝青混凝土路面。

據(jù)統(tǒng)計表明，在瀝青路面的維修養(yǎng)護(hù)中80%是因?yàn)檐囖H變形，與開裂、水損相比，車轍的危害最大，直接威脅到交通安全。故合理選用級配類型和石料性質(zhì)或采用粘度高的硬質(zhì)瀝青，通過提高瀝青混凝土的模量來提高路面的抗車轍能力。高模量的瀝青混凝土具有較高的勁度模量，故具有優(yōu)越的高溫抗變形能力。

b．多孔排水降噪瀝青混凝土路面。

多孔瀝青混凝土不僅空隙率大，且內(nèi)部有較高的連通空隙率，排水性能好，具有良好的高溫穩(wěn)定性、耐磨性及抗滑性能。近年來，該路面在美國和日本等發(fā)達(dá)國家已開始使用，與普通的水泥混凝土路面相比，排水性強(qiáng)的路面能使地表水迅速滲入地下，補(bǔ)充地下水并保持土壤濕度，改善城市地表植物的生存條件;該路面較大的空隙率，能蓄積能量，調(diào)節(jié)城市的溫度及濕度，降低城市的熱現(xiàn)象，同時路面的空隙率越大，越能吸收車輛行駛時產(chǎn)生的噪聲，改善行車環(huán)境。

c．防凍型路面。

防凍型路面是通過瀝青中含有的鹽化物降低冰雪的冰點(diǎn)，從而達(dá)到防凍的目的，或者利用路面表面嵌入材料的大變形特點(diǎn)促使冰雪剝離，主要用于路面防凍、剝離路面的積冰或積雪。該路面主要適用于寒冷地區(qū)的高速公路、一級公路等，防止車輛發(fā)生危險，提高行駛的安全性。

d．高粘附性路面。

這是由芬蘭研制的含有0．3%紙漿的道路路面材料，可以提高道路的牢固度及路面的粘附力。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果得出，含有紙漿的路面材料的路面牢固度大約能提高30%，且大大地提高了路面與輪胎之間的粘附性，減小了雨天和雪天行車的危險性。在提高路面使用性能的同時，也實(shí)現(xiàn)了廢紙資源的回收利用。

e．彈性路面。

根據(jù)路面的力學(xué)特性，將瀝青混凝土路面劃分為柔性路面，但其柔性是相對剛性路面——水泥混凝土路面而言的。而彈性路面是指在行走時腳下能明顯地感覺到彈性，從而減輕作用于腳部的沖擊力的道路路面，這一路面是從提高行走舒適性、增強(qiáng)運(yùn)動者彈跳力的方面考慮發(fā)展的，彈性路面的材料多采用聚氨酸脂、橡膠微粒或硬泡沫類物質(zhì)，當(dāng)混入軟木順粒鋪裝時，能起到協(xié)調(diào)景觀的效果。

f．磁性導(dǎo)向路面。

這種路面采用將磁粉混入瀝青混凝土中并按照一定的形狀鋪設(shè)在道路中，從而給手持磁感應(yīng)杖的盲人進(jìn)行導(dǎo)向，這一路面可適用于殘疾人群、高齡人群的道路，同時也可用于積雪地區(qū)的除雪車、路面清掃車的導(dǎo)向道路。

2)環(huán)保型路面材料。

a．低噪聲的柔性路面。

低噪聲的柔性路面是將直徑3 mm的橡膠顆粒添加至瀝青混凝土材料中的道路路面，橡膠顆粒的加入防止了混凝土材料中的粗骨料石子因相互摩擦而發(fā)出的噪聲。該橡膠顆粒取自廢棄的輪胎，在路面材料中其含量僅占3%，但其不僅能減少近70%的路面噪聲，還能吸收太陽光的照射光線，增加車輛行駛的舒適性及安全性。該路面的造價比傳統(tǒng)的瀝青混凝土路面高10%，但其能大大地減小路面噪聲，且能對廢舊輪胎進(jìn)行回收再利用，故這一種環(huán)保型的路面具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

b．辨識型的路面。

該路面是指通過將發(fā)光材料散布至普通的路面材料中，具有增強(qiáng)駕駛員的夜間識別效果并協(xié)調(diào)街道的景觀的道路路面。一種是在普通的路面材料中添加樹脂，凝固后形成的粒狀材料在吸收紫外線能量后發(fā)出熒光的熒光材料，可作為夜間識別性能很高的路面鋪裝材料;另一種是利用玻璃晶體材料的反射特性來提高路面在夜間的識別性能，目前各國正在進(jìn)行廢舊玻璃的再生利用實(shí)驗(yàn)。還有一種是利用半導(dǎo)體中的電流相互沖突撞擊時發(fā)生的能量進(jìn)行發(fā)光的二極管，將其埋設(shè)在混凝土鋪裝層中，可用于夜間視線的誘導(dǎo)。具有辨識性的路面材料均能夠協(xié)調(diào)周圍景觀，并提高車輛夜間的行車安全性能。

c．合成樹脂彩色路面。

目前的彩色路面多采用無機(jī)材料，著色困難且色彩貧乏，合成樹脂的彩色路面是采用表面涂層法、環(huán)氧樹脂法或樹脂砂漿法鋪設(shè)的彩色道路路面，該路面防滑性能好，適用于休閑場所、高速公路防滑帶及公共汽車專用道等，但由于樹脂易老化、褪色，故該路面的耐久性也亟待解決。

3 結(jié)語

本文概述了傳統(tǒng)路面材料的分類、作用及其特點(diǎn)，介紹了道路路面材料研究的新趨勢:功能型路面材料和環(huán)保型路面材料。新型路面材料賦予了傳統(tǒng)路面材料不同的功能和作用，被用于不同需求的場合與環(huán)境，為道路路面的安全性、舒適性及更高的服務(wù)質(zhì)量做出更顯著的貢獻(xiàn)，因而日益得到人們廣泛的關(guān)注及應(yīng)用。

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