提高公路沥青路面耐久性措施

提高公路沥青路面耐久性措施

摘要：从结构设计、材料及配合比设计和施工过程三方面研究了沥青路面耐久性的因素以及提高耐久性的措施。

关键词：沥青路面；耐久性；结构设计；材料配比；施工

沥青路面具有行车舒适、噪音小、无尘埃的特点，同时沥青路面养护维修方便,使用性能恢复较容易,沥青路面对路基变形的适应性较强,面层可以分期铺筑,以适应交通量增长的需要，沥青路面具有这些优点使得沥青路面在国内国外得到了广泛的应用。

沥青路面在自然因素和车辆荷载反复作用下,常出现车辙、裂缝(纵向裂缝、横向裂缝) 、路面老化、坑槽、沉陷等路面病害，如维修、养护不及时，路面使用寿命很难达到设计年限。因而提出对沥青路面耐久性的要求，耐久性确实是沥青路面使用性能方面一个十分重要的综合性指标,如何提高沥青路面的耐久性、延长沥青路面的使用寿命具有很好的研究意义。沥青路面耐久性主要是指沥青路面长寿命性和长期使用性能。提高沥青路面的耐久性主要从结构设计、材料及配合比设计、施工过程三个方面进行研究。

1.结构设计的影响

1.1结构设计影响因素

1.路面厚度:沥青混凝土层越厚,温度裂缝产生的可能性越小,将沥青层厚度从10 cm增加到25 cm ,当所有其他变量相同时,开裂率只有原来的一半。

2.沥青混凝土和基层的层间接触状态：面层与基层的接触状态越好，路面的结构整体性越强，路面的耐久性越好。

3.路面排水和路基排水: 地表径流或地下水一旦进入路面结构内，会降低路面结构强度，严重影响路面结构的耐久性。

1.2结构设计不合理造成的破坏类型

结构设计主要造成的破坏类型是车辙和半刚性基层的开裂以及由于半刚性基层的开裂而引起的各种破坏类型。

1.反射裂缝

半刚性路面的反射裂缝和对应裂缝主要是非荷载型的,是由温度引起的. 在已经开裂的老沥青路面上加铺沥青面层后,原来的裂缝或接缝会在新铺沥青路面的相同位置产生，下层裂缝引起裂缝上方面层底部先开裂并逐渐向上发展直到表面. 半刚性基层温缩开裂、干缩开裂都可引起反射裂缝和对应裂缝。

2.半刚性基层开裂引起的各种病害

半刚性基层开裂后，水就能够很容易进入基层，水分的进入使得基层体积增大，进而造成路面的鼓包；水在进入基层后，冬季冻胀，春季熔融造成唧泥，破坏基层结构，进而对路面造成坑槽、松散、剥落等损害。

2.材料及组成设计的影响

2.1材料及组成设计的影响因素

1沥青质量

沥青质量直接影响着沥青路面的路用性能。近年来道路交通量剧增, 一般沥青材料的品质已不能满足更重交通的沥青路面结构的需要, 从大量路面结构损坏原因的调查分析来看, 路用沥青品质不良是其主要原因之一。由于国内石油品质及沥青炼制工艺流程的特点, 国产沥青含蜡量高,沥青粘度低, 劲度低, 抗车辙能力弱温度敏感性高,使用这种沥青往往路面表层结构在远小于其使用寿命的年限内便出现损坏。

2集料质量

集料质量差是目前公路建设中特别突出的问题,主要表现是材料脏、粉尘多、针片状颗粒含量高、集料性能不稳定等,经常不能达到规范要求,导致实际级配与配合比设计有很大的差距在使用过程中出现了很多的早期病害。

3混合料配合比

沥青用量: 沥青用量在最佳范围内变化不会对混合料的低温开裂性能有很大影响,增大沥青用量增大了温缩系数,但同时降低了劲度；沥青用量对高温稳定性有明显影响。

2.2因材料和组成设计不合理造成的破坏类型

1车辙

车辙是沥青路面结构的一个主要病害. 导致沥青路面车辙形成的因素很多,产生车辙的主要原因是沥青混合料的强度和高温稳定性能不能满足大交通量、重轴载交通流在高温气候条件下的反复作用，究其原因主要是配合比设计中没有形成骨架密实结构。

2 泛油

配合比设计沥青用量过大，在夏季高温太阳直射和行车荷载的揉搓作用下，

会使得沥青胶结料汇聚上浮，最终形成泛油，极大地影响了行车安全性和路面的耐久性。

3 松散剥落

松散剥落一般和沥青的性质有关，沥青的含量低和沥青的粘度低，沥青混凝土在水的侵蚀作用下，很容易造成松散剥落，进而形成坑槽，降低了路面的耐久性。

2.3材料及组成设计的改进措施

1沥青

沥青与集料的粘附性和抗剥离性是防止路面剥离的基本条件。所以选用的沥青应具有较好的粘附性和抗老化性。

采用改性沥青是改善沥青混合料水稳性非常有效的途径。众多室内试验和配合比试验表明,采用普通沥青粘附性不符合要求时,采用改性沥青一般都能够满足要求,而且通常不需要添加抗剥落剂和掺加消石灰,与各种集料的粘附性基本上都能达到4级以上。

2集料

粗集料尽量采用粒径较大、接近立方形、有尖锐棱角和粒糙表面的碎石且碎石含量较多的矿料,以加大沥青混合料的内摩阻力,增强矿料颗粒间的嵌挤作用,阻止颗粒间的相互移动,从而提高沥青混合料的抗变形能力。

3 矿粉

适量的矿粉可以提高沥青混凝土的强度和稳定性，矿粉过多会造成沥青混凝土脆性增加，降低了混凝土的韧性，降低沥青混合料的低温性能，控制合理的矿粉含量可以很显著的提高沥青路面的耐久性。

4配合比设计

(1)采用合理的矿料级配。

沥青混凝土的耐久性(抗水损害、高温稳定性)设计要求混合料的空隙率适宜,密水性强。若沥青混凝土空隙率过小会产生车辙和推挤,过高会让水和空气进入路面,产生水损害、剥落和内部松散。因此,在沥青路面配合比设计时,即要保证沥青路面密实性,又要保证沥青路面的高温稳定性。

(2)严格控制设计空隙率。

沥青混合料配合比设计中,空隙率是影响沥青路面水损坏的主要因素。大量资料证明,当空隙率> 8% ,渗水严重；在空隙率7%后,沥青老化则急剧增大。因此,合理的选取设计空隙率是至关重要的。

3.施工质量的影响

3.1施工质量中的主要影响因素和常见病害

1.拌合

拌合过程中，集料的加热时间短造成的集料温度低、沥青的加热温度低或者过高、拌合时间过短，等都会影响到沥青混合料的性能。集料加热温度过低、拌合时间过短、沥青加热温度过低等会造成“花白料”，降低混凝土强度、稳定性，施工后易造成松散、剥落等病害。拌合温度过高会造成沥青老化，混合料强度降低。

2.摊铺碾压

摊铺碾压温度过低，会造成面层层间结合能力差、路面压实困难、压实度低、摊铺不均匀、结合料成团等病害。严重影响了路面的使用性能和耐久性。摊铺碾压温度过高会造成沥青析漏、混合料离析、混合料压实困难等，严重影响通车后沥青路面的耐久性。

3.2施工过程中的改进措施

1.温度控制

拌合运输摊铺碾压过程中都要加强温度控制，对于温度过高、过低的混合料都应做废料处理，拌合时间要严格控制，在摊铺和碾压过程中要全程控制沥青混合料的温度。

2.摊铺碾压过程中注意事项

摊铺中应密切注意摊铺动向, 对横断面不符合要求、构造物接头部位缺料、摊铺带边缘局部缺料、表面明显不平整、局部混合料明显离析、摊铺后有明显的拖痕等,应及时人工局部找补或更换混合料。

4.结论

路面是个整体结构，影响路面的耐久性有很多因素，有内在的路面材料因素，也有外在的施工过程中的人为因素。良好设计、精心施工、细心养护是保持路面耐久性的前提。

参考文献