高溫下瀝青公路問題探究

章勁

摘 要：公路路面的主要材料為瀝青和混凝土，其中瀝青材料為粘彈塑性材料，對高溫敏感，易變性。三亞地處南方高溫地帶，公路常年在高溫條件下超負(fù)載運(yùn)行，容易發(fā)生路面變形、拱起、破碎等病害，嚴(yán)重影響了公路的運(yùn)輸質(zhì)量，應(yīng)在公路的施工材料、施工工藝以及后期的養(yǎng)護(hù)管理等各方面加以改進(jìn)，以確保瀝青公路在高溫下安全穩(wěn)定的性能。

關(guān)鍵詞：高溫病害；瀝青公路；養(yǎng)護(hù)管理

1 概述

隨著工業(yè)的快速發(fā)展，二氧化碳（CO2）的排放量逐年遞增，引起的溫室效應(yīng)越來越明顯。近幾年，隨著我國的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，公路的需求量也越來越大，瀝青路面的發(fā)展已成必然。瀝青路面與水泥路面相比，其優(yōu)點(diǎn)諸多，比如平整性、耐磨性、噪音小、施工短還有養(yǎng)護(hù)和維修簡便等優(yōu)點(diǎn)；水泥路面重修時(shí)要比瀝青路面麻煩很多，費(fèi)用也高出不少；更重要的一點(diǎn)是在行駛過程中，瀝青路面使乘客感到更加舒適，少有顛簸；因?yàn)闉r青混合料是用具有一定粘度和適當(dāng)用量的瀝青材料與一定級配的礦物集料，在使用過程中要承受行駛車輛荷載的反復(fù)作用，以及環(huán)境因素的長期影響。所以瀝青混合料在具備一定的承受能力的同時(shí)，還必須具備環(huán)境下的穩(wěn)定性。三亞地處我國南部，由于其特殊的地理位置的影響，高溫就成為該地區(qū)公路病害的主要原因之一。高溫下的公路路面容易變形、發(fā)生路面拱起、融化、裂縫、車轍等各種現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了公路的實(shí)用性能。

2 高溫對瀝青公路的影響

瀝青和混凝土是公路路面的主要材料，其中瀝青混合料屬于粘彈塑性物質(zhì)，當(dāng)瀝青材料處于高溫條件下，較小的車輛荷載作用即可對其產(chǎn)生嚴(yán)重的、永久性的傷害，引起路面變形，降低公路的運(yùn)輸質(zhì)量。

2.1 脹縫附近的水泥破碎

脹縫是在施工過程中，為避免溫度過高引起水泥混凝土面板膨脹而在面板上預(yù)置的縫隙，脹縫的預(yù)置可有效緩沖溫度過高對瀝青公路的損害。在施工過程中，應(yīng)對脹縫進(jìn)行精確計(jì)算，若計(jì)算出現(xiàn)誤差，會造成脹縫過少、填充脹縫振搗不足、脹縫填料密實(shí)度不夠等一系列問題，影響脹縫的質(zhì)量及其保護(hù)作用的發(fā)揮。脹縫兩側(cè)的水泥板在高溫條件下會產(chǎn)生季度膨脹，從而產(chǎn)生相互擠壓，當(dāng)擠壓力度超過水泥混凝土自身的強(qiáng)度時(shí)，在車輛荷載作用下就會發(fā)生擠壓破碎的病害。

2.2 水泥面板拱起

水泥面板發(fā)生拱起現(xiàn)象主要與脹縫有關(guān)，當(dāng)脹縫設(shè)置數(shù)目較少、寬度及間距的設(shè)定不符合設(shè)計(jì)要求時(shí)，則可能發(fā)生水泥面板拱起的現(xiàn)象。水泥混凝土板受熱膨脹會發(fā)生頂推現(xiàn)象，當(dāng)膨脹長度超過縫寬或者縫隙內(nèi)有雜物影響其作用時(shí)，水泥土板就會將頂推力作用到上方，從而引起水泥面板拱起；若縫隙內(nèi)填縫料與雜物在受力過程中產(chǎn)生滑動，同樣會造成脹縫處水泥板的拱起；最后，水泥混凝土施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，出現(xiàn)厚度不均勻情況時(shí)，由于膨脹產(chǎn)生的壓力也會造成水泥板薄處發(fā)生破碎。

2.3 車轍引起的路面不平

車轍主要是由于車輛的負(fù)載以及高溫因素引起的。高溫穩(wěn)定性主要表現(xiàn)為車轍。隨著交通量不斷增長以及車輛行駛的渠化，瀝青路面在行車荷載的反復(fù)作用下，會由于永久變形的積累而導(dǎo)致路面出現(xiàn)車轍。車轍致使路表過量的變形，影響了路面的平整度；輪跡處瀝青層厚度減薄，消弱了整體強(qiáng)度，從而易于誘發(fā)其它病害；雨天路表排水不暢，降低了路面的抗滑能力，甚至?xí)捎谲囖H內(nèi)積水而導(dǎo)致車輛飄滑，影響了高速行車的安全；車輛在超車或更換車道時(shí)方向失控，影響了車輛操縱的穩(wěn)定性。由于車轍的產(chǎn)生，嚴(yán)重影響了路面的使用壽命和服務(wù)質(zhì)量。公路多數(shù)為瀝青混合材料，且該材料具有粘彈性效應(yīng)，尤其是高溫下，材料易發(fā)生熔化，從而影響材料的承受力。在低溫條件下，瀝青混合材料主要表現(xiàn)為彈性狀態(tài)，車輛荷載及作用次數(shù)對公路的影響較小，車轍不明顯或根本不產(chǎn)生車轍；當(dāng)材料處于高溫下，則主要表現(xiàn)為粘性狀態(tài)，其流動性增強(qiáng)，在車輛等外界荷載的作用下，極易出現(xiàn)車轍，車轍對公路的運(yùn)輸質(zhì)量具有極大的負(fù)面影響。

3 瀝青公路高溫病害的預(yù)防

3.1 施工材料的改進(jìn)

為減少高溫對瀝青公路的損壞，可使用符合原理的SMA、Superpave等瀝青混合物料。SMA為瀝青馬蹄脂混合料，該物質(zhì)具有的耐用、耐磨、抗疲勞等優(yōu)點(diǎn)，可有效降低高溫對瀝青公路的危害，減少高溫下車轍的產(chǎn)生，保障公路路面的平整性。SMA成本較高，不適于大范圍使用，只能在重點(diǎn)交通地段采用。

3.2 施工工藝的改進(jìn)

稀漿封層工藝方法對于抵抗高溫病害具有一定優(yōu)勢。該工藝是在常溫條件下，將乳化狀態(tài)下的瀝青與優(yōu)質(zhì)的礦料、填料、添加劑和水按照既定比例混合成稀漿，然后將其均勻的鋪在路面上，一般鋪設(shè)厚度為3-10mm，以達(dá)到對路面細(xì)小縫隙密封的目的。通過稀漿封層工藝，可有效減緩公路松散、老化病害的發(fā)生，并對路面泛油具有良好的控制效果。

3.3 加強(qiáng)對脹縫的檢查和維護(hù)

定期對公路水泥路面的脹縫進(jìn)行檢查，對于脹縫設(shè)置數(shù)目不合格、脹縫間距不達(dá)標(biāo)、脹縫填充物密實(shí)程度不足的路段應(yīng)進(jìn)行及時(shí)修正及改善。

首先要適當(dāng)增加脹縫的設(shè)置數(shù)目，減少路面高溫膨脹病害的發(fā)生。三亞地區(qū)溫度較高，脹縫的寬度設(shè)置除考慮水泥板的承受能力之外，還應(yīng)考慮高溫的影響。施工時(shí)，要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行脹縫的施工；填充拌料時(shí)，應(yīng)對拌料進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁鶆蚝笠淮涡蕴顫M，以保證脹縫的密實(shí)度，最大限度的減少施工時(shí)間對脹縫質(zhì)量的影響；做好脹縫的清理工作，對于脹縫已經(jīng)出現(xiàn)破碎的情況，應(yīng)用切縫機(jī)在破碎周邊進(jìn)行深度縱切，將破碎處的混凝土殘?jiān)M(jìn)行徹底清除，再用柔性的瀝青混合料進(jìn)行填充，減少水泥面板受熱應(yīng)力作用的影響。

3.4 選擇性能較高的原料

為降低高溫對瀝青公路的影響，應(yīng)選擇良好的瀝青原料。公路主要原料為瀝青和混凝土，其中瀝青主要起提供粘結(jié)強(qiáng)度和抵抗溫度變形的作用。瀝青混凝土材料的成分不同，其對高溫和荷載的承受力不同。在高溫地段的南方地區(qū)，應(yīng)選擇耐高溫的瀝青材料，傳統(tǒng)瀝青材料不足以抵抗南方高溫病害。改性后的瀝青材料不僅能增強(qiáng)其對高溫的抵抗，還能有效減少車轍的發(fā)生。高溫階段，應(yīng)對部分交通路段實(shí)施管控，通過分時(shí)段、分車型等交通管制手段，減少車輛荷載對路面的影響，保障公路的運(yùn)輸質(zhì)量。

3.5 加強(qiáng)公路養(yǎng)護(hù)管理

公路的運(yùn)輸質(zhì)量很大程度上取決于工程建設(shè)后的養(yǎng)護(hù)管理?？茖W(xué)的養(yǎng)護(hù)管理方式，不僅可以保障公路的運(yùn)輸質(zhì)量，還能延長公路的使用壽命，為社會創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。各級部門應(yīng)設(shè)立專門的公路養(yǎng)護(hù)隊(duì)伍，加強(qiáng)公路的日常養(yǎng)護(hù)工作。通過對公路的實(shí)時(shí)檢查，及時(shí)了解公路的運(yùn)行情況，做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)病害，及時(shí)處理，防止病害的加深和擴(kuò)大，影響公路的運(yùn)輸質(zhì)量。另一方面，設(shè)立專業(yè)化的維修隊(duì)伍，對于高溫引起的脹縫病害及時(shí)進(jìn)行切割或修補(bǔ)等養(yǎng)護(hù)處理。維修人員的專業(yè)性，是影響公路養(yǎng)護(hù)管理事業(yè)的主要原因。當(dāng)前公路維修人員缺乏專業(yè)的維修技術(shù)，影響公路的維修質(zhì)量，應(yīng)不斷完善人才引進(jìn)機(jī)制和管理機(jī)制，提高公路維修隊(duì)伍的整體水平。公路運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展，一靠建設(shè)，二靠養(yǎng)護(hù)管理，而且養(yǎng)護(hù)管理對于公路的使用壽命具有重要的影響。

4 結(jié)語

瀝青公路由于其施工材料的特殊性能，對高溫敏感，易產(chǎn)生高溫病害，影響公路的正常使用。為避免病害的發(fā)生，保障運(yùn)輸安全，應(yīng)從施工材料、施工工藝、施工質(zhì)量、后期的養(yǎng)護(hù)及管理等各個(gè)方面加以改進(jìn)，利用改良的新型材料和科學(xué)的管理方法，提高公路抵抗高溫病害的能力，保障公路運(yùn)輸質(zhì)量，促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

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