淺談市政道路瀝青老化問題

李永茂

摘要：我國市政公路建設(shè)過程中，多數(shù)公路的路面已由原來的水泥路面逐漸變成瀝青混凝土路面。在市政瀝青道路中，瀝青老化問題，降低了瀝青的各項性能，從而影響公路的正常使用。文章主要對引起瀝青老化的原因以及瀝青老化導(dǎo)致路面出現(xiàn)各種病害做簡要的闡述。

關(guān)鍵詞：瀝青路面；老化；材料性能；病害

引言

在最近十幾年中，我國的多半公路，尤其是高速公路，逐漸采用瀝青混凝土鋪筑面層，因為瀝青路面有優(yōu)良的使用性能、行車舒適性、耐腐蝕、抗疲勞、防滑、便于施工等優(yōu)點，并且其可以滿足各種車型的輾壓?？墒牵捎跒r青易于老化，很大程度上降低瀝青道路的使用性能。在瀝青路面的使用過程中，往往會出現(xiàn)一些病害，如路面的開裂、大面的泛油、車轍等，影響了公路的正常使用。

1 瀝青的老化的原因

（1）瀝青在運輸以及儲存過程的老化問題。這一階段的老化，主要是瀝青從煉油廠運輸?shù)交旌狭习韬蛷S的途中，必須控制瀝青的溫度在170℃，瀝青在進(jìn)入儲油罐中，其溫度會有一定程度的降低。但因瀝青在油罐封存中，與空氣接觸的面積較小，因此，瀝青在運輸、儲藏過程中，其性能并未受到較大的影響。

（2）瀝青混合料在拌和過程中老化問題。在瀝青混合料的拌和加熱過程中，其老化程度比瀝青原料運輸途中的老化問題嚴(yán)重。研究發(fā)現(xiàn)，在瀝青混合料加熱以后，針入度性能會受到較明顯的影響，其針入度將會降低到原來的85%，因此，在瀝青拌合過程是其老化的初始較嚴(yán)重的過程。

（3）在瀝青拌和以后的施工過程的老化。在瀝青混合料加熱拌和以后，將其運輸?shù)降缆肥┕がF(xiàn)場進(jìn)行拌合物的攤鋪，并進(jìn)行機械碾壓結(jié)束，在拌合物的溫度降低到自然溫度后，在此過程中，石料表面的瀝青薄膜還保持較高的溫度，這過程瀝青的熱老化問題會繼續(xù)的發(fā)展。這一階段的瀝青老化現(xiàn)象，主要是由于瀝青成分中的油分會逐漸的揮發(fā)和吸收，并與空氣中的氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而導(dǎo)致瀝青分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，致使瀝青逐漸硬化。

研究還發(fā)現(xiàn)，瀝青油分的揮發(fā)和吸收變化，主要處于其加熱、拌和與現(xiàn)場攤鋪過程中，這是導(dǎo)致瀝青出現(xiàn)老化的原因。

2 老化對道路瀝青三大指標(biāo)的影響

2.1 軟化點

瀝青的軟化點隨老化的時間增加，其軟化點逐漸增加，具體數(shù)據(jù)如表1所示。

從表1 可獲知，瀝青的軟化點與其老化時間成正比例的關(guān)系，即軟化點隨老化的時間的增加而逐漸增加。瀝青的軟化點與當(dāng)量軟化點都會隨著老化時間的增加不斷的增加，會對瀝青的高溫穩(wěn)定性有一定的提高。

2.2 針入度

根據(jù)對未老化的瀝青試樣以及受到不同程度老化的瀝青試樣，分別進(jìn)行自動針入度儀測定試驗，分別測5℃、15℃、25℃等三個溫度的針入度，再對三個溫度的試驗結(jié)果進(jìn)行對比，得出了瀝青針入度性能與老化的關(guān)系。試驗測得的數(shù)據(jù)結(jié)果如表2所示。

2.3 延度

研究發(fā)現(xiàn)，瀝青的老化時間不同，其殘留物處于不同溫度時的延度也不相同，如表3。

由表3可獲知，瀝青的延度與老化時間成正比，即老化時間越大，其延度則會越小，也就是瀝青的變形能力將會越來越小。

3市政道路瀝青老化的危害

一般市政瀝青混凝土公路的設(shè)計使用壽命為10 ～ 15年，但在實際的的正常使用過程中，由于瀝青的老化問題，導(dǎo)致瀝青道路加速損壞，影響正常的車輛的通行，這種現(xiàn)象可以認(rèn)為路面的早期破壞。瀝青混凝土路面老化引發(fā)的幾種病害的研究發(fā)現(xiàn)，大致有以下幾種：

（1）路面出現(xiàn)較明顯的裂縫

瀝青老化問題，最容易引發(fā)的瀝青混凝土路面早期破損，即是路面發(fā)生較明顯的裂縫，而且條數(shù)較多，影響較為嚴(yán)重。路面的裂縫的主要危害，在于雨水通過裂縫進(jìn)入到公路的基層，雨水的浸泡破壞了公路的路基的力學(xué)性能，使其變得軟化，從而降低路面的豎向承載力，導(dǎo)致路面的早期破壞越來越嚴(yán)重，影響公路的正常使用。

此外，由于未對車轍部位進(jìn)行及時的修補，此處較容易出現(xiàn)橫縫。橫縫主要分為兩大類：荷載性裂縫和非荷載性裂縫。通常會由于設(shè)計不合理，或者施工中的施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，在車輛荷載的重復(fù)作用之下，很容易會發(fā)生荷載性裂縫。非荷載性裂縫是橫縫的主要形式，其是由于瀝青面層的受到溫度熱脹冷縮的作用，出現(xiàn)的橫向裂縫，多發(fā)生在寒冷的北方地區(qū)。

（2）水損壞

在瀝青路面的正常使用以后，瀝青的老化會導(dǎo)致路面會逐漸變得越來越黑，尤其是雨水較多的地區(qū)，在車胎輪跡處的路面逐漸向兩邊推擠，最后起包，并隨著車輛的輾壓，鼓包越嚴(yán)重，最終導(dǎo)致路面松散、剝落等病害發(fā)生。這些情況主要是由于瀝青路面的排水不及時引起的。

（3）大面積的車轍

瀝青老化加上路面在車輛的重復(fù)作用下，其材料性能有一定的降低，致使路面出現(xiàn)累積變性形，路面發(fā)生不均勻沉降。造成這種現(xiàn)象的主要原因是路基的壓實度不滿足要求，或者是混合料的配合比設(shè)計不合理，造成瀝青路面的承載力低，在車輛輪胎的重復(fù)作用下，出現(xiàn)沉降以及橫向位移。

（4）路面龜裂

龜裂，大多是由于瀝青路面老化，而導(dǎo)致路面的抗壓強度不足所形成的。路基的壓實不足，造成路面的整體穩(wěn)定性較差，路面出現(xiàn)大面積網(wǎng)狀的裂縫，又稱網(wǎng)裂。

5 結(jié)論

綜上所述，道路瀝青的老化是逐漸產(chǎn)生的，會隨著時間的增加、加熱拌合程度、雨水的作用等因素影響而逐漸的嚴(yán)重。瀝青老化的問題，很大程度降低了瀝青道路的使用性能。因此在瀝青道路設(shè)計施工過程中要十分注意這個問題。

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