浅析提高沥青路面使用性能的技术措施

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浅析提高沥青路面使用性能的技术措施摘要:若想提高沥青路面的使用性能,除了要正确贯彻执行现
行的沥青路面设计、施工、养护技术规范以外,根据国内近年来的科研成果,结合笔者以往的研究经验,在高等级沥青路面的大中修、加铺层工程中,应注意采取文中5 项技术措施。

关键词:沥青路面; 使用性能; 提高; 技术措施
abstract: to improve the performance of asphalt pavement, in addition to correctly implement the current asphalt pavement design, construction, maintenance and technical specification, according to the recent research achievements, combining with the previous research experience, in high grade asphalt pavement repairing, overlay engineering, attention should be paid to take the 5 technical measures.
key words: asphalt pavement; performance; improvement; technical measures
中图分类号: u416.217文献标识码:a文章编码:
1.选择合适的沥青混合料级配类型
沥青混合料的级配类型度沥青路面使用性能的影响极大,而各
种沥青混合料级配有着不同的使用性能。

实际上,由于气候条件的不同、路面等级的高低、工程投资的多少、施工能力的大小,各类公路养护工程对路面使用性能的要求是不一样的,而且每一种混合
料不可能所有的使用性能都好。

所以在实际工作中,可根据上述因素,具体选择相应的混合料级配。

在确定沥青混合料级配类型时,还要考虑集料最大公称粒径与结构层厚度的关系。

目前国内沥青面层的集料粒径与压实厚度并不匹配,不利于压实与结构的形成。

在国外,通常认为沥青面层厚度宜为集料最大粒径的 2.5 倍~3倍。

而我国沥青路面上面层普遍采用集料公称最大粒径为16mm,面层厚度 4cm,相当于 2.5 倍,显得稍薄。

如按 3 倍计算,集料公称最大粒径为16mm 的面层厚度最好采用 5cm。

如沥青路面上面层设计厚度为 4cm,集料公称最大粒径应该采用 13mm。

按这个设计厚度推算,在进行沥青路面中修加铺层工程时,若采用 ac-13 型级配,厚度应不小于 4cm,如采用ac-16 型级配,厚度不应小于4.5cm。

2.使用改性沥青
以往研究成果表明,沥青的技术性能如何,对沥青路面的低温抗裂性起到决定性的作用,对高温稳定性起 40%左右作用,对抗疲劳性能起 60%左右的作用。

所以,从沥青改性着手,来提高沥青路面的使用性能,是广大道路科研人员多年来始终在研究的一个技术问题。

实践证明,在沥青路面封层、大修、中修、加铺层等工程中,使用改性沥青,可大大提高养护质量,延长路面使用寿命。

3.提高集料质量
沥青混合料是由沥青、集料和矿粉按一定比例的配合比组成的,集料质量差,沥青混合料的质量必然受到影响。

必须在保证集料质
量的前提下,才能考虑如何控制矿料的级配,如何提高沥青的性能等等。

目前,我们对沥青的质量比较重视,但对集料的认识还远远不够。

从实践上看,近年来我国从国外进口了大量的施工机械,也使用够了进口沥青,施工水平也有了很大的提高,但从总体上看,我国沥青路面建设、养护水平与先进国家还有相当的差距至少还落后十年以上。

这个落后主要体现在沥青路面的使用寿命上。

更进一步地分析就可以发现,我国与先进国家所差的除了管理工作之外,就在于粗、细集料的生产和使用上。

长期以来,我国沥青路面的施工质量和耐久性总不够理想。

国内沥青路面施工所用的搅拌、运输、摊铺和碾压设备,都是国际通用的,高速公路所用的沥青也普遍采用进口的,所以路面质量问题,应主要是在施工工艺,特别是集料加工技术、加工设备和质量控制方面。

正如著名道路专家张登良教授所编《沥青路面工程手册》中所述:“集料质量差是目前公路建设中特别重要的问题”,也是“我国公路建设中最落后的一个领域”。

通过已有研究已查明,要彻底消除这种落后的局面,必须解决下列问题:
(1)制定(或重申)集料加工的规格质量监控指标和验收标准;
(2)混合料级配控制,应落实到几个关键标准筛筛孔通过率的控制;
(3)查明集料加工用筛孔与关键筛孔的关系,从而确定集料加工用的标准化筛孔;
(4)查明集料规格与加工用筛孔的关系;
(5)明确混合料类型与集料规格的关系。

4.提高沥青面层的施工质量
提高施工质量无疑是保证沥青路面使用性能的最基本措施。

在当前的沥青路面养护中,最关键的一是要保证平整度,二是要保证压实度,三是要保证沥青混合料的均匀性。

平整度对沥青路面的使用性能和使用寿命影响很大。

我们知道,沥青面层是直接与大气层接触的,承受着行车荷载的垂直力、水平力和冲击力,并且受降水和气温变化的影响最大。

若沥青路面平整度很差,不但影响行车的舒适性,路表面也会积滞雨水,水分通过面层进入基层表面,将使基层表面变软,车辆通过时将产生动水压力。

这种力的反复作用将使基层表面冲刷成浆,通过面层唧出。

唧泥的产生使本来强度较低的路面继续下沉,随之会使路面产生网裂、坑槽,导致路面早期损坏。

所以提高沥青路面的平整度是很重要的。

压实度对沥青路面的使用性能和使用寿命影响更大。

通过试验可知,压实度越高,沥青混合料的马歇尔稳定度、抗压强度就越大,实际空隙率越低,疲劳寿命越长,在使用过程中的压缩形变就越小,就能具有较强的承载能力、抗车辙能力、抗水损坏能力和耐久性能。

所以在沥青混合料的碾压过程中,必须重视碾压温度、碾压遍数、碾压层厚度、碾压机械的选择和搭配、碾压程序等因素,以保证沥青路面有足够的压实度。

根据一些单位的科研、施工经验,无论沥
青路面中那个结构层,哪一种级配的混合料,马歇尔试验设计空隙率不要超过 4.0%,施工现场压实度控制标准应提高至 98%。

这样面层沥青混合料压实后的实际空隙率可控制在 6%以下。

也可以按照沥青混合料的理论密度计算压实度,此时的压实度=1-空隙率,所以,压实度标准可定为 93%或 94%,以保证混合料实际空隙率为7%或6%。

采取此项措施的目的就是要保证路面不透水或少透水。

此外,在沥青路面施工时,要先保证压实度,后保平整度,绝不能用牺牲压实度来保证平整度。

沥青混合料的均匀性对路面的整体强度、抗车辙能力、抗裂性能和水稳定性均有较大影响。

所以,在沥青混合料制备、运输、摊铺整个过程中,要进行严格的质量管理和质量控制,严防沥青混合料粗、细集料离析。

产生离析的原因较多,沥青混合料粒径越大,越容易离析;沥青混合料向自卸车内装载时,混合料下落高度越大,粗集料就越容易流到料堆的四周下部,产生离析;卸料车与摊铺机的工作配合不当,也容易产生离析;摊铺机的螺旋分料器和熨平板安装的不协调或发生故障,也会产生离析等等。

沥青混合料一旦产生粗、细集料离析,由于粗集料周围没有足够的细集料包裹,沥青混合料的空隙率就会加大,容易渗水,在快速行车荷载作用下,也容易遭到破坏。

所以,在沥青路面养护工程中,要十分重视消除沥青混合料的离析现象。

5.提高沥青基层的使用性能
路面基层是整个路面结构体系中的主要承重层,其使用性能的好坏,直接关系整个沥青路面的使用性能和使用寿命,在实际工作
中,对这一点要给予高度重视。

根据现行的《公路路面基层施工技术规范》(jtj 034-2000)的要求,为了提高基层的使用性能,在进行沥青路面大修及改善工程时,在路面基层混合料选择方面,应重点考虑以下因素:
一是强度。

根据路面基层在整个路面结构中的作用,强度无疑是选择路面基层混合料的首要因素。

二是抗裂性能和抗冻性能。

抗裂性能和抗冻性能是路面基层混合料很重要的
性能指标。

三是水稳定性能。

在选择路面基层混合料时,一定要注意其水稳定性。

四是路面等级。

不同等级的公路,由于其交通量不同,面层厚度不同,工程造价不同,对基层混合料的承载能力、抗裂性能、水稳定性能等要求也不一样,应该具体情况具体分析,选择相应的合适的路面基层材料,并进行科学的配合比设计。

五是要因地制宜、就地取材。

参考文献:
[1] 刘松,张泽文,代杰等. 汉宜高速公路沥青路面加铺工程设计[j]. 交通科技,2004,(3).
[2] 陈群,刘朝晖,廖济柙. 旧沥青路面上薄层加铺层的实践[j]. 东北公路,2003,(2).
[3] 谢源生,刘朝晖. 广深高速公路沥青路面维修工程方案设计[j]. 中外公路,2003.。

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