(重慶交通大學(xué)土木建筑學(xué)院 重慶)

瀝青混凝土路面耐久性的影響因素及對(duì)策

楊 林

(重慶交通大學(xué)土木建筑學(xué)院 重慶)

瀝青混凝土路面在使用的過程中，長(zhǎng)期受自然因素和行車荷載的重復(fù)作用,為保證路面具有較長(zhǎng)的使用年限，必須具備較好的耐久性。本文主要對(duì)公路建設(shè)瀝青混凝土路面的耐久性進(jìn)行分析研究,提出了改善瀝青混凝土路面耐久性的措施，以延長(zhǎng)瀝青路面使用壽命。

瀝青混凝土路面；耐久性；改善措施

1 引言

近年來，我國(guó)公路建設(shè)得到了快速的發(fā)展，發(fā)展最為迅速的應(yīng)屬高等級(jí)公路。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前主要使用瀝青混凝土材料作為高等級(jí)公路的路面材料，約占90%，瀝青混凝土路面的設(shè)計(jì)使用年限為12 ～ 15 年，但現(xiàn)在的情況是，在外界不同的環(huán)境情況和日益增長(zhǎng)的交通荷載的影響下，在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)瀝青路面就較為普遍地出現(xiàn)開裂、路面凹凸不平等損壞現(xiàn)象，影響道路的正常通行，道路的使用壽命因此而大幅度縮短。因此，加強(qiáng)道路的日常管理維護(hù)，提高瀝青混凝土路面的耐久性具有重要的意義，本文對(duì)瀝青混凝土路面耐久性的影響因素進(jìn)行了分析研究，提出了相應(yīng)的提高瀝青路面耐久性的措施。

2 瀝青混凝土路面的耐久性定義

瀝青混凝土路面的耐久性就是指路面在自然因素以及行車荷載的多次重復(fù)作用下，材料不致迅速衰變、結(jié)構(gòu)不致因疲勞而破壞的性能。

3 影響瀝青混凝土耐久性的因素分析

影響瀝青路面耐久性的因素有很多，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，其中較為主要的影響因素是車轍、裂縫及半剛性基層的質(zhì)量。車轍的形成受外界環(huán)境、路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和瀝青材料等因素有關(guān)；瀝青的老化也是導(dǎo)致路面加速損壞的重要原因。由此可見，瀝青材料的耐久性對(duì)瀝青路面的耐久性有重要意義。

3.1車轍

車轍是指路面結(jié)構(gòu)層及土基在行車荷載作用下的補(bǔ)充壓實(shí)，以及結(jié)構(gòu)層材料的側(cè)向位移產(chǎn)

生的累積永久變形。瀝青路面車轍通常有三種類型，分別是磨損下的車轍、結(jié)構(gòu)性車轍和失穩(wěn)性車轍。導(dǎo)致瀝青路面車轍形成的因素很多，其內(nèi)因主要是瀝青混合料本身的性能和路面結(jié)構(gòu)形式，外因主要是荷載和環(huán)境條件如降雨、氣溫等。

（1）道路交通條件： 由于高等級(jí)公路的交通管制及修建越來越成熟，交通量愈大，輪載愈重，輪跡集中，交通渠化就愈明顯，則車轍就愈容易產(chǎn)生.，實(shí)驗(yàn)表明：車轍發(fā)展的速度于與荷載作用次數(shù)是相反關(guān)系。荷載作用次數(shù)的增加車轍深度也會(huì)隨著增加，從而導(dǎo)致道路發(fā)生破壞。

（2）氣象條件.：瀝青路面在一定氣溫條件、日照及風(fēng)力作用下，較灰白色或彩色路面易吸收更多熱量，因而路面溫度較高，所以南方地區(qū)的瀝青路面易于產(chǎn)生車轍。

（3）路面結(jié)構(gòu)及材料組成：目前柔性路面絕大多數(shù)是采用瀝青混合料（瀝青混凝土、瀝青碎石等）作為路面材料。瀝青層厚度越大，發(fā)生永久變形的可能性也愈大，其它粒料如土拌碎礫石、級(jí)配碎石土等也會(huì)發(fā)生一定程度的永久變形。路基路面各材料在側(cè)向位移和附加壓實(shí)作用下也可能產(chǎn)生車轍。車輪磨耗層的磨損，會(huì)加速車轍的形成。

3.2裂縫

裂縫會(huì)破壞路面的連續(xù)性和整體性，影響路面的使用質(zhì)量。 裂縫的產(chǎn)生使得路表雨水長(zhǎng)期由裂縫滲入到土基中，從而降低了路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。以下2種情況會(huì)導(dǎo)致瀝青路面的面層出現(xiàn)開裂。

（1）溫度導(dǎo)致裂縫：瀝青路面的溫度裂縫主要由環(huán)境溫度變化引起，其特點(diǎn)是面層每隔一定路段出現(xiàn)橫向蔓延的開裂。

（2）疲勞荷載導(dǎo)致裂縫：如車轍相同，瀝青路面的疲勞開裂也是在反復(fù)荷載的作用下而在行車道出現(xiàn)的一種破壞。

3.3路面老化

在潮濕條件下，路面集料和瀝青膠結(jié)料之間的粘結(jié)力會(huì)逐漸削弱或破壞；大噸位行車荷載和外界水的侵蝕也會(huì)加速路面老化。

3.4材料耐久性影響因素分析

（l）不同材料具有不同的疲勞特性。材料不同，其所體現(xiàn)的物理和化學(xué)特征也存在著較大的差別，總體上來說，路面材料的疲勞特性主要存在著以下幾種關(guān)系，剪力疲勞和水泥穩(wěn)定碎石大于熱拌瀝青混合料，熱拌瀝青混合料大于冷拌瀝青混合料，其又大于級(jí)配碎石，對(duì)于彎拉疲勞來說是熱拌瀝青混合料要大于冷拌瀝青混合料，而冷拌瀝青混合料又要大于級(jí)配碎石。而對(duì)于水疲勞來說是熱拌瀝青混合料大于冷拌瀝青混合料，大于水泥穩(wěn)定碎石，級(jí)配碎石排在最后。

（2）環(huán)境因素對(duì)材料疲勞壽命的影響。瀝青混合料在不同溫度的情況下表現(xiàn)出不同的疲勞破壞模式。當(dāng)溫度較高時(shí)，瀝青混合料回彈模量下降，60℃時(shí)模量下降到200～400 Mpa 的水平，這時(shí)混合料彎拉破壞極限應(yīng)變大，混合料不容易出現(xiàn)彎拉疲勞破壞，易出現(xiàn)剪切疲勞破壞；當(dāng)溫度降低時(shí)，如l5℃時(shí)，瀝青混合料彈性模量已經(jīng)超過了2500 Mpa，混合料回彈模量較高、材料脆，容易產(chǎn)生拉彎疲勞破壞。而半剛性基層材料回彈模量受溫度變化影響較小。

4 提高瀝青路面耐久性的措施

要提高瀝青路面的耐久性，不僅要選用質(zhì)量好的瀝青和改進(jìn)瀝青混合料的性能，還要從預(yù)防控制車轍、防裂和提高道路基層的質(zhì)量等方面著手。

車轍預(yù)防

混合料配合比設(shè)計(jì)和路面結(jié)構(gòu)層次要合理、規(guī)范的施工程序和有效的養(yǎng)護(hù)都能夠較好地預(yù)防車轍的產(chǎn)生。半剛性基層上的瀝青路面不但要抗裂，而且要抗車轍，因此在對(duì)瀝青混合料進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)綜合考慮這兩方面的需求：集料級(jí)配稍細(xì)有利于抗裂，但對(duì)于抗車轍不利；集料級(jí)配稍粗，對(duì)抗裂不利，但對(duì)于抗車轍有效。 因此，面層最好采用連續(xù)性級(jí)配的中粒式或者粗粒式瀝青混凝土（用k法計(jì)算）來有效應(yīng)對(duì)疲勞、耐久、防滲的要求；防滑耐磨層選用折斷型級(jí)配瀝青混凝土（用變k 法計(jì)算）。路基土及路面各層都需達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度等指標(biāo)，可減小車轍形成的可能性。

加強(qiáng)半剛性基層施工質(zhì)量

基層強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求就無法滿足路面承載力的使用要求，半剛性路面基層與瀝青面層的層問粘結(jié)狀態(tài)就會(huì)降低，不能提高路面的耐久性，在大修工程中發(fā)現(xiàn)局部路段半剛性基層破碎、松散，是由于基層強(qiáng)度不足和基層施工不均勻所致。半剛性基層的質(zhì)量由半剛性材料強(qiáng)度和抗沖刷能力組成。施工質(zhì)量決定半剛性基層質(zhì)量，在強(qiáng)度滿足的半剛性材料的前提下下，采用現(xiàn)代化拌合、攤鋪和碾壓機(jī)械，確保水穩(wěn)混合料的均勻和無離析現(xiàn)象。通過跟蹤檢測(cè)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)來保證基層強(qiáng)度和施工質(zhì)量，延長(zhǎng)基層使用壽命，保證瀝青路面的耐久性。

5 結(jié)束語

提高瀝青路面耐久性，延長(zhǎng)公路使用年限。路面是個(gè)整體結(jié)構(gòu)，影響路面的耐久性有很多因素，有內(nèi)在的路面材料因素，也有外在的施工過程中的人為因素。除了優(yōu)先采用好的瀝青和改進(jìn)瀝青混合料性能之外，還應(yīng)當(dāng)從正確設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)層次以及采用合適的混合料配合比，運(yùn)用正確的施工和養(yǎng)護(hù)方法，采用抗沖刷性好、干縮系數(shù)小、溫縮系數(shù)小、擁有較高抗拉強(qiáng)度的半剛性材料，提高基層質(zhì)量等一系列措施來提高瀝青路面的耐久性。

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1007-6344（2017）04-0057-01