吳建司 王文奇 田榮燕 王 澤

(1.西華大學西華學院，四川 成都 610039； 2.西南交通大學土木工程學院，四川 成都 610039；3.西華大學建筑與土木工程學院，四川 成都 610039； 4.西藏大學工學院，西藏 拉薩 850000)

青藏高原道路長壽命瀝青路面材料與工程措施★

吳建司1王文奇2,3*田榮燕4王 澤3

(1.西華大學西華學院，四川 成都 610039； 2.西南交通大學土木工程學院，四川 成都 610039；
3.西華大學建筑與土木工程學院，四川 成都 610039； 4.西藏大學工學院，西藏 拉薩 850000)

在青藏高原特殊的自然和氣候條件下，為了解決道路瀝青路面早期病害多的問題，研究了影響道路使用壽命的多種不利因素，并從材料、結構、養(yǎng)護等方面入手，研究了解決瀝青路面使用壽命短的問題，指出采用廢膠粉改性的瀝青材料、增加乳化瀝青封層、及時采取預防性養(yǎng)護等措施可延長道路使用壽命。

青藏高原，道路，瀝青路面，材料

我國很多路面在建成通車后兩年甚至更短的時間內(nèi)就會出現(xiàn)病害[1]。我國西部地區(qū)地形起伏大，廣泛分布著許多地質(zhì)不良的地段，所以道路的工程病害較多。在青藏高原地區(qū)，凍土廣泛分布，晝夜溫差大、強紫外線輻射，道路工作環(huán)境比較惡劣。尤其藏東南高山深谷的地貌形態(tài)，豐富的降水補給[2]，給道路建設和養(yǎng)護提出了嚴峻挑戰(zhàn)。再加上由于條件所限，施工、養(yǎng)護方面存在不足，青藏高原道路瀝青路面的早期破壞格外嚴重。

因此，針對青藏高原地區(qū)特殊的地質(zhì)和氣候條件，研究道路建設所需的材料及其工程措施具有重要意義。

1 青藏高原自然和氣候條件

1.1 凍土

凍土是一種成分、結構、熱物理及物理力學性質(zhì)均特殊的土體，每年活動層發(fā)生季節(jié)性融化和凍結，伴隨各種凍土問題[3]。凍土在青藏高原廣泛分布，對道路建設和養(yǎng)護造成一定問題。

1.2 雨雪

不同海拔低的地區(qū)，青藏高原的降雪多發(fā)于春秋兩季，降溫降雪天氣會導致部分公路路段結冰積雪，對路面瀝青材料的低溫穩(wěn)定性和抗滑性提出了更高的要求。青藏高原東南部降水較多。

1.3 氣溫

青藏高原冬春季特別是冬末春初，冷空氣入侵頻繁，最大降溫幅度可達17 ℃～22.6 ℃。晝夜溫差大、冬季極端氣溫低等問題對路面材料的低溫抗裂性提出了嚴峻考驗。

1.4 輻射

隨著海拔的升高，陽光穿過的大氣層厚度大大減少，太陽輻射被吸收和散射的幅度就大大減少，因此青藏高原是全國紫外線輻射最強且輻射量最大的地區(qū)。

2 瀝青路面早期破壞主要因素

2.1 凍土

在多年凍土地區(qū)修建的道路，每年都要發(fā)生一些破壞[3]。該地區(qū)的地基沉陷病害普遍，不均勻的變形則出現(xiàn)大量路基縱向裂縫，這些裂縫不僅規(guī)模巨大、數(shù)量繁多,而且發(fā)展迅速、難以養(yǎng)護，會對路面使用造成危害，導致路面行駛質(zhì)量每況愈下。

2.2 雨雪

降雪結冰使得交通受阻，同時使得路面抗滑性能受到巨大考驗。尤其是瀝青路面，有必要對其改性，提高其抗滑能力。

藏東南等降水多的地方要注意水損害的問題。如果路面裂縫不及時修補，水滲入基層甚至路基，容易造成坑槽等嚴重病害。

2.3 氣溫

氣溫下降，特別是急驟降溫時，瀝青層受基層的約束，不能迅速收縮產(chǎn)生很大的溫度應力，累計溫度應力超過瀝青混合料的極限抗拉強度時路面就會開裂。每年第一次寒潮來臨時，容易造成瀝青路面裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。氣溫晝夜溫差大，使瀝青路面反復的膨脹和收縮，導致物質(zhì)內(nèi)部的組織結構發(fā)生變化。隨著氣溫的降低，瀝青的粘滯度增高，變形能力降低，易出現(xiàn)脆性破壞。

2.4 紫外線輻射

由于瀝青混合料有一定的空隙,在瀝青路面長期的使用過程中，青藏高原的強紫外線時刻作用瀝青膜，引起瀝青中的輕質(zhì)成分轉化成膠質(zhì)，膠質(zhì)又轉化成瀝青質(zhì)，使瀝青變硬變脆。瀝青老化導致路面龜裂等病害，因此需要對路用瀝青改性，提高其抗老化能力。

3 工程對策

3.1 推廣廢膠粉改性瀝青

用廢膠粉改性瀝青鋪設的公路，與普通路面相比，可延長使用壽命1倍～3倍，提高路面的耐熱性、耐寒性，增強防滑性[4]。對于提高青藏高原的道路材料低溫、抗滑等方面要求非常有幫助。廢舊輪胎是固體廢棄物中最難處理的,采用焚燒的方法處理將帶來新的污染,采用堆放、填埋占用土地資源,而且容易滋生蚊蟲、傳播疾病[4]。高原生態(tài)脆弱，廢膠粉改性瀝青有著顯著的環(huán)保和社會效益。廢膠粉改性瀝青變廢為寶，經(jīng)濟好，適合經(jīng)濟技術發(fā)展水平有限的青藏高原。

3.2 應用改性乳化瀝青稀漿封層

改性乳化瀝青稀漿封層是冷拌冷鋪技術，造價僅為熱拌瀝青的1/2左右[5]。改性乳化瀝青技術具有十分廣闊的推廣應用前景和良好的社會經(jīng)濟效益[6]。對于青藏高原的道路，由于凍土、氣溫和降雪等因素，瀝青路面面層開裂多，僅僅依靠瀝青混合料面層防水不能滿足要求。尤其是藏東南等降水多的地方，乳化瀝青稀漿封層可以減少水損害，推廣應用很有必要。改性乳化瀝青稀漿封層能延長施工季節(jié),改善施工條件,減輕環(huán)境污染。對于夏季短暫、生態(tài)環(huán)境脆弱的青藏高原，非常有意義。

3.3 加強預防性養(yǎng)護

預防性養(yǎng)護是在路面狀況良好的情況下就開展的有計劃的養(yǎng)護，減少大修和重建昂貴費用，延長路面使用時間[7]。青藏高原，道路早期病害多，預防性養(yǎng)護非常有必要。預防性養(yǎng)護把養(yǎng)護工作轉變到在路面出現(xiàn)損壞之前就積極采取措施的主動狀態(tài)[8]。由于我國西部地區(qū)養(yǎng)護資金欠缺，養(yǎng)護往往是疲于應付的被動養(yǎng)護，“哪里壞了修哪里”，往往是“錢也花了，路也壞了”，浪費了有限的養(yǎng)護資金。美國研究結果表明有效的預防養(yǎng)護能延長一倍的道路壽命。如果養(yǎng)護不及時，就會出現(xiàn)路面壽命受損，達不到預期壽命的問題。青藏高原東緣某二級路，2008年剛建好時曾經(jīng)作為災后援建工程的樣板工程，供各省市援建代表參觀。但是由于地處高原加之基層剛度過大出現(xiàn)了反射裂縫，預防性養(yǎng)護要花幾百萬元。由于經(jīng)營權問題，公司不敢投入資金進行預防性養(yǎng)護，錯失了時機?，F(xiàn)在7年的病害積累起來，大修費用需要5億元。因此，要在青藏高原的道路積極推行預防性養(yǎng)護。

4 結語

青藏高原的自然和氣候條件特殊，道路瀝青路面早期病害多，道路使用壽命受到多種不利因素影響。為了實現(xiàn)長壽命瀝青路面，可以從材料、結構、養(yǎng)護等方面入手。采用廢膠粉改性的瀝青路面材料，增加乳化瀝青封層，及時采取預防性養(yǎng)護措施對于延長道路使用壽命很有幫助。

[1] 王莉華，藏芝樹.淺析長壽命瀝青路面的發(fā)展現(xiàn)狀及設計理念[J].山西建筑，2009，35(20):296-297.

[2] 姚令侃，邱燕玲，魏永幸.青藏高原東緣進藏高等級道路面臨的挑戰(zhàn)[J].西南交通大學學報，2012，47(5)：719-734.

[3] 孫雙梅.多年凍土路基病害及防治措施探討[J].交通標準化，2013(20):28-30.

[4] 王 澤，王文奇，班明霞.四川省山區(qū)道路推廣廢膠粉改性瀝青的必要性和可行性研究[J].四川建材，2009(6):147,150.

[5] 謝建立.改性乳化瀝青稀漿封層在公路工程施工中的應用[J].交通科技，2014(2):128-130.

[6] 王文奇，謝遠新，文 龍，等.乳化瀝青稀漿封層混合料路用性能與鋪裝工藝研究[J].施工技術，2014(sup):256-258.

[7] 呂鎮(zhèn)鋒，李金明，何劍星.佛山一環(huán)瀝青路面預防性養(yǎng)護技術實施探索[J].華東公路，2014(4):60- 62.

[8] 阮少萍，黃海明，馮海明.瀝青路面預防性養(yǎng)護規(guī)劃技術研究[J].公路，2010(8):217-220.

Research of the Tibetan Plateau roads long-life asphalt pavement materials and engineering countermeasure★

Wu Jiansi1Wang Wenqi2,3*Tian Rongyan4Wang Ze3

(1.SchoolofXihua,XihuaUniversity,Chengdu610039,China;
2.SchoolofCivilEngineering,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610039,China;
3.SchoolofArchitecturalandCivilEngineering,XihuaUniversity,Chengdu610039,China;
4.SchoolofEngineering,TibetUniversity,Lhasa850000,China)

Under special natural climate conditions of Tibetan Plateau, in order to solve earl asphalt pavement diseases, the paper studies negative factors influencing road service cycle. Starting from aspects of material, structure and maintenance, it discusses ways of solving short asphalt pavement service cycle, such as applying wasted rubber powder modified asphalt material, increasing emulsified asphalt slurry seal, and timely adopting preventive maintenance measures and so on.

Tibetan Plateau, road, asphalt pavement, material

2014-12-13 ★:西華大學重點科研基金項目(項目編號：THJ10-03)；西藏自治區(qū)科技廳重點科技計劃項目(項目編號：Z2014A19G2-11)；西華大學科研項目(項目編號：14206107)

吳建司(1992- )，男，在讀本科生

王文奇(1980- )，男，在讀博士，講師

1009-6825(2015)06-0134-02

TU528.42

A