提高沥青路面使用性能的方法探析

　　摘要：本文介绍了影响沥青路面使用寿命的因素，探讨了提高沥青路面使用性能的方法。

　　Abstract：this article describes the factors that affect the service life of asphalt pavement to explore a way to improve asphalt pavement performance.

　　关键词：沥青路面;使用寿命;影响因素;改善途径。

　　Keywords: asphalt pavement; life; influencing factors; to improve the way.

　　路面使用性能好，行驶舒适，路面使用者对路面的评价就高。随着我国经济建设的不断发展，人们期待着质量更好、环保程度更高的道路的出现。同时日益增大的交通流量，车辆大型化及重载车比例的不断增加，许多高速公路路面在通车一年后平整度衰减很快，有的通车时间不长就出现了桥头跳车和路面早期破坏，有的通车几年就不得不进行翻修罩面，使用性能也大大降低，达不到设计要求。如何提高沥青路面的使用性能巳成为一个重要课题。

　　1影响沥青路面使用寿命的因素

　　1.1高温影响

　　高温对沥青耐久性的影响是由于热能加速沥青分子的运动，施工加热引起沥青中轻质油分挥发外，还能促进沥青化学反应的加速，导致沥青技术性能降低，甚至产生严重劣化。沥青混合料的强度和抗变形能力与温度的升降成反比。温度升高时沥青的粘滞度降低，矿料之间的粘结力削弱，导致强度降低。

　　影响沥青混合料高温稳定性的因素主要是：沥青和矿料的性质、其相互作用的特性、矿料的级配组成等。为了提高沥青混合料的高温定性，可采用提高粘结力和内摩阻力的方法。在混合料中增加粗矿料含量，或降低剩余空隙率，使粗矿料形成空间骨架结构，就能提高混合料的内摩阻力。适当提高沥青材料的粘稠度，控制沥青与矿粉的比值，严格控制沥青用量，采用具有活性的矿粉，以改善沥青与矿粉的相互作用，就能提高混合料的粘结力。

　　1.2低温影响

　　当沥青路面温度降低时，沥青粘滞度增高，因而强度增大，强度随温度而变化的幅度很大，相差几倍甚至几十倍。气温下降，特别是在急骤降温时，会在路面结构上产生温度梯度，路面面层遇降温而收缩的趋势会受到其下部层次的约束，在面层产生拉应力。当拉应力超过沥青混凝土的强度时，就会造成面层开裂。沥青路面的低温缩裂，大致可分为两类：一类是温度下降造成路面开裂，它与沥青混合料的体积收缩有关。这种裂缝是由表面开始发裂而逐渐发展成为裂缝;另一类是属于路基或基层收缩与冰冻共同作用而产生的裂缝，这类裂缝是从基层开始逐渐到沥青面层开裂。裂缝的出现，往往就是沥青路面损坏的开始，随着低温循环的影响，裂缝会进一步扩展，随后雨水由裂缝渗入路面结构，逐渐导致路面工作状况恶化。另外，路面所在地区的气温愈低，开裂愈严重。

　　1.3温度升降的综合影响

　　沥青材料在较高温度条件下，具有良好的应力松弛性能，温度升降产生的变形不致产生过高的温度应力。但在冬季气温骤降时，沥青混合料的应力松弛赶不上温度应力的增长，同时劲度急剧增长，超过混合料的极限强度或极限拉伸应变，使会其产生开裂。这种情况在沥青面层与基层的附着力不够好，可允许有一定的自由伸缩时，更易发生。这是一次性降温造成的温度收缩裂缝。另一种情况是温度反复升降导致温度应力疲劳，使混合料的极限拉伸应变(或劲度，模量)变小，又加上沥青的老化使沥青刚度增高，应力松弛性能降低，故可能在比一次性降温开裂温度更高的温度下开裂，同时裂缝是随着透水路龄的增加而不断增加。

　　1.4沥青路面的透水性对路面寿命的影响

　　沥青材料是由一些及其复杂的高分子的碳氢化合物的非金属(氧、硫、氮)的衍生物所组成的混合物。由于其本身的技术特性很复杂，因此透水性与其许多技术特性有关。

　　水分的来源有两种情况：一种是常见的雨季降雨，从路表面逐渐向下渗入混合料内部，路面空隙率大充满水分，这就成为松散、坑槽破坏的主要原因;另一种是雪水从路面裂缝渗入到基层，也可从基层上升进入到沥青混合料中，或冬季基层下的水分通过毛细作用向上聚积形成聚冰。沥青面层修筑后，由于它的透水率小，待到春融季节，融化的过分水量一下子蒸发不出去，滞留在面层混合料中，以水膜或水气的形式影响着沥青与集料的粘附性，使石料与沥青的粘附性降低。在长期的交通荷载反复搓揉作用下，由下而上渗入混合料内部，使沥青膜与集料开始剥离，渐渐地集料开始松散、掉粒，行车时，易发生颗粒推移，产生体积膨胀以及出现力学强度显著降低等现象，引起路面早期破坏。因此，为了提高耐久性，减轻沥青地老化，增加沥青与集料地粘附性，这就要求沥青混合料地空隙率尽量减小，并要求基层和土层有较好的水稳性。

　　2提高沥青路面使用性能的方法

　　2.1优化沥青路面结构体系

　　沥青是一种典型弹—粘性材料。沥青在低温(高粘度)及瞬时荷载作用下，弹性形变占主要地位;而在高温(低粘度)及长时间荷载作用下，沥青的形变主要是粘性的;而在负温(-5℃以下)状态下，沥青又表现出一定的脆性，有试验证明，在这种情况下，用子弹射击沥青，沥青脆裂结果与玻璃破碎的情况很相似。因为沥青具有上述特性，所以沥青混合料的特性与温度有很大的关系，其强度和模量都随温度升高而急剧下降，它既不是弹性材料，也不是塑性材料。荷载作用时间和气候对其性质也有影响。在正温度状态下，沥青砼表现出一定的粘弹性;在负温状态下它具有一定的弹性。沥青砼路面设计时，都要进行条件假设，在这种情况下，运用任何理论计算的结果都只能做参考，过细的设计和过于重视设计是不必要的，重要的是通过实践检验。

　　2.2改善沥青结合料的性能

　　沥青面层的低温裂缝和温度疲劳裂缝，以及在高温条件下的车辙深度、推挤、拥包等永久变形都与沥青有很大的关系。不同的沥青，面层的裂缝率有很大的差别，其差别能达到10倍以上，最大可相差20倍。改善沥青的温度敏感性、低温稳定性和流变性对提高混合料的高温和低温力学性质效果非常显著，沥青性能改善对提高路面长期使用性能有着非常重要的作用。

　　2.3提高集料的质量

　　在考虑材料对沥青混合料的影响时，往往比较重视沥青的影响，而对集料的影响都重视不够。然而，集料质量差，必然结果是混合料的质量也差，要提高沥青混合料的性能，必要条件是保证集料的质量，然后再考虑矿料级配的控制。要提高路面抗车辙的能力，集料要符合下面两项要求：一是碎石表面微观粗糙度大，且形状接近立方体，质地坚硬;二是使用人工砂，限制使用圆形颗粒的天然砂。但是，我国生产的碎石针片状偏多，形状难以接近立方体;人工砂没有专门生产供应，所谓的人工砂一般只是轧石厂筛余的下脚料。碎石的粒径组成比例也不稳定，筛分结果有较大偏差。从某高速公路其中一个合同段连续6天从拌和机4个热料仑中分别取样筛分的研究分析结果可以看到，矿料颗粒的组成变化很大，有一半筛孔的变化甚至超过了一倍以上。这种变化在同一天中也可能出现。这样势必引起混合料级配的改变，对路面的质量和使用寿命产生很大影响。为此，我们应该采取有效措施，提高矿料质量，保证颗粒组成的稳定性。

　　2.4加强路面施工作业质量控制

　　施工作业质量控制，在提高路面使用性能方面是最为重要的。施工作业既涉及到人的因素，又与机具的性能有很大的关系;施工又是露天作业，受到气候和环境的影响;人的因素又与知识技能水平 ，甚至情绪的变化而有所不同。因此，可变因素多。例如，要使路面平整度达到较高的要求，既要求配备性能良好的摊铺碾压设备，又要求施工人员有较高的摊铺碾压工艺控制水平。而且拌和、运输等工序环节必须按照规范操作，否则平整度控制就达不到理想水平，也不可能铺筑出使用性能良好的路面。

　　3结语

　　总之，我国沥青路面的问题主要来源于沥青面层，提高沥青面层的质量还有许多深层次问题值得研究探讨。我国幅员广阔，从南到北，从东到西，施工的材料、施工的季节、施工的设备差异很大，应根据不同的条件提出不同的施工技术要求和工艺流程。施工技术规范作为指导性规范，不宜统的过多过死，应充分发挥各个工程项目单位的积极性，有有效地延长路面的使用寿命。

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文章名称： 提高沥青路面使用性能的方法探析

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