沥青路面设计的探讨

[摘要]沥青路面是用各种筑路材料铺筑在路基上供车辆行驶的层状构造物。沥青路面不仅直接承受车辆荷载的作用，而且要经受自然因素（日光、温度和水等）和其它人为因素的作用。因此，针对沥青类路面的不同类型，探讨沥青混合料组成，结构形式材料及沥青表面处治。

关键词： 沥青类路面；混合料组成；结构形式；表面处治

[abstract] the asphalt pavement is to use all kinds of road materials in the completion of the subgrade done.the traffic layer structures. The asphalt pavement not only directly under the role of vehicle load, but also to withstand natural factors (sunlight, temperature and water, etc) and other human factors effect. Therefore, in view of the different types of asphalt pavement, this paper discusses the asphalt mixture composition, structure form and asphalt surface materials treatment.

Keywords: of asphalt pavement; Mixture composition; Structure form; Surface treatment

中图分类号： U416.217 文献标识码： A 文章编号：

沥青路面结构可由面层、基层、底基层、垫层组成。面层是直接承受车轮荷载反复作用和自然因素影响的结构层，可由1～3层组成。表面层应根据使用要求设置抗滑耐磨、密实稳定的沥青层；中面层、下面层应根据公路等级，沥青层厚度、气候条件等选择适当的沥青结构层。基层是设置在面层之下，并与面层一起将车轮荷载的反复作用传布到底基层、垫层、土基，起主要承重作用的层次。基层材料的强度指标应有较高的要求。基层视公路等级或交通量的需要可设置一层或两层。底基层是设置在基层之下，并与面层、基层一起承受车轮荷载反复作用，起次要承重作用的层次。底基层材料的强度指标要求可比基层材料略低。底基层视公路等级或交通量的需要可设置一层可两层。垫层是设置在底基层与土基之间的结构层，起排水、隔水、防冻、防污等作用。

沥青路面面层，为汽车提供安全、经济、舒适的服务，并直接承受汽车荷载的作用和自然因素的影响。因此，铺筑面层所需混合料的组成设计必须考虑：温度稳定性、耐久性、抗滑稳定性、抗疲劳特性等问题。

沥青混合料的强度和抗变形能力随温度的变化而变化。湿度升高时，沥青的粘滞度降低，矿料之间粘结力削弱，导致强度和抗变形能力降低。因此，高温季节，在行车荷载的重复作用下，路面易出现车辙、波浪、推移等病害。为提高高温稳定性，可采用提高粘结力和内摩阻力的方法。此外，在沥青中掺入天然橡胶，合成橡胶，聚异丁烯、聚乙烯等聚合物，也能获得较好的高温稳定性。随着温度的降低，沥青的粘滞度增高，强度增大，但变形能力降低，并出现脆性破坏。气温下降，特别是在急骤下降时，沥青层受基层的约束而不能收缩，产生很大的温度应力，若累计温度应力超过沥青混合料的极限抗拉强度，路面便产生开裂。引起低温开裂的因素很多，主要因素有沥青混合料所用沥青的性质，当地的气温状况，路基原类型和路面结构及层间结合状况等。在混合料组成设计中，应选用稠度较低、温度敏感性低，抗老化能力强的沥青。

在自然因素的长期作用下，要保证沥青路面具有较长的使用年限，必须具备较好的耐久性。耐久性差的沥青混合料常会引起路面过早出现裂缝、沥青膜剥落、松散等病害。影响沥青混合料耐久性的主要因素有：沥青性质，矿料的矿物成分，沥青混合料的组成结构等。我国现行规范用马歇尔试验法来反映耐久性，采用空隙率（或饱水率）饱和度（即沥青真隙率）和残留稳定度等指标来表示耐久性。另确定沥青混合料最佳油石比的方法也是根据马歇尔试验结果最大毛体积密度对应的沥青用量、最大稳定度对应的沥青用量，空隙率中值对应的沥青用量取三个沥青用量的平均值，确定最佳沥青用量的初始值OAC1。根据技术标准要求，确定稳定度、流值、空隙率、饱和度均满足技术要求的沥青用量公共范围，其下限OACmin其上限OACmax其中值OAC2。若OAC1位于公共范围之内，则可根据该项目所处的气候环境与交通环境，炎热地区，重载交通可取下限，寒冷地区可取上限，一般情况下，可取OAC1与OAC2的平均值。若OAC1超出公共范围，则该试验作废。

随着我国高速公路的发展，对沥青混合料的抗滑性提出了更高的要求。沥青混合料路面的抗滑性与矿料的微表面性质，混合料的级配组成以及沥青混合料用量等因素有关。为提高其抗滑性，配料时应特别注意粗矿料的耐磨光性（用磨光值检验），应选择硬质有棱角的矿料。硬质矿料往往属于酸性石料，沥青的粘附性差，为此，在沥青混合料配料时，如采用当地产的软质矿料必须在其中掺加外运的硬质矿料组成复合矿料和掺加抗剥离剂等措施。

抗疲劳性是沥青混合料抵抗荷载重复作用的能力。通常把沥青混合料出现疲劳破坏时的重复应力值称为疲劳强度，相应的重复作次数称为疲劳寿命。而把可以承受无限次重复荷 载循环而不发生疲劳破坏的应力值称为疲劳极限。从设计考虑，影响抗疲劳性能的主要因素有：沥青的质量与含量，混合料的空隙率，矿料的性质级配。研究表明：最佳的疲劳寿命存在一个最佳的沥青含量。这个含量不仅与矿料级配有关，而且与矿料的种类有关，通常它与最大混合料劲度所需的最佳含量相干符，而要比马歇尔稳定度所确定的最佳沥青含量稍大。混合料的疲劳寿命随空隙率的降低而显著增长，密级配混合料比开级配混合料有较长的疲劳寿命。

混合料组成设计的主要任务是选择合格的材料，确定各种粒径矿料和沥青的配比。

高速公路，一级公路铺筑沥青路面时，宜采用符合规范要求的“重交通道路石油沥青，技术要求”规定的沥青。其他等级公路可采用符合规范“交通道路石油沥青技术要求”规定的沥青。沥青面层所用的沥青标号，宜根据地区气候条件，施工季节气温，路面类型等情况选用。各层可采用相同标号沥青，也可采用不同标号不沥青。面层的上层设计宜用较稠的沥青，下层或联接层宜采用较稀的沥青。对渠化交通的道路，宜采用较稠的沥青。当沥青标号不符合使用要求时，可采用几种不同标号掺配的法纪合沥青，其掺配比例由试验决定。掺配时必须混合均匀，掺配后的混合料应符合规范规定的技术要求。

当设计采用乳化石油沥青的时候，其质量应符合“道路用乳化石油沥青技术要求”的规定。乳化沥青适用于沥青表面处治，，沥青贯入式人工路面、常温沥青混合料路面，以及透层、粘层与封层。乳化沥青的类型应根据使用的目的、矿料种类、气候条件选用。对酸性石料，或当石料处于潮湿状态或在低温下施工时，宜采用阴离子乳化沥青。乳化沥青可利用胶体磨或匀油机等乳化机械在沥青拌厂现场制备，乳化剂用量（按有效含量计）宜为沥青质量的0.3%～0.8%。制备现场乳化沥青的温度应通过试验确定，乳化剂溶液的温度宜为40～70℃，石油沥青宜加热至120～160℃，乳化沥青制成后应及时使用，存放期以不离析，不冻结，不破他为度。经较长时间存放的乳化沥青在使用前应抽样检验，质量不符合要求者不得使用。