1、沥青混凝土路面耐久性研究摘要：近年来，我国公路建设得到了快速的发展，公路工程中沥青混凝土路面使用的耐久性，受到广大技术人员的普遍关注，重视路基、路面和排水的综合设计和施工质量对于提高路面的使用质量是十分重要的。沥青混凝土路面在使用的过程中，长期受自然因素和行车荷载的重复作用，为保证路面具有较长的使用年限，必须具备较好的耐久性。本文主要对公路建设沥青混凝土路面的耐久性进行分析研究。 关键词：公路工程；沥青混凝土路面；耐久性 中图分类号：TU375 文献标识码：A 引言 路面是公路设计的重要组成部分，它是评价公路优劣的重要指标，如何提高路面的路用性能和耐久性，是有关领导和技术人员共同关注的问题。沥
2、青混凝土路面有着表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪声低、施工工期短、养护维修简便、适用分期修建等优点，因而获得越来越多广泛的应用，然而，沥青混凝土路面在使用过程中往往会出现因疲劳耐久性降低而产生的破坏，为防止这些破坏形式对沥青路面的损害，提高公路行车的安全、舒适和经济，我们有必要对沥青混凝土路面的耐久性进行分析和研究。 一、沥青混凝土路面的耐久性定义 沥青混凝土路面的耐久性就是指路面在自然因素和行车荷载的多次重复作用下，材料不致迅速衰变、结构不致因疲劳而破坏的性能。 二、影响沥青混凝土耐久性的因素分析 影响沥青混凝土路面耐久性的因素很多，诸如：沥青的化学性质、结构设计、矿料的矿物成分
3、、沥青混合料、施工质量等因素，都会影响到沥青混凝土的耐久性。 （一）沥青的化学性质 沥青材料是由一些极其复杂的高分子的碳氢化合物和这些碳氢化合物的非金属（氧、硫、氮） 的衍生物所组成的混合物。沥青按其在自然界中的获取方式，可分为地沥青和焦油沥青两大类，地沥青又可分为天然沥青和石油沥青。沥青混凝土路面主要使用的是石油沥青，石油沥青的化学组分我国主要按四组分分析法来分。另外，沥青中的含蜡量对沥青的路用性能也有影响，现有研究认为：沥青中蜡的存在，在高温时会使沥青容易发软，导致沥青路面高温稳定性降低，出现车辙。同样，在低温时会使沥青变得脆硬，导致路面低温抗裂性降低，出现裂缝；此外，蜡会使沥青与石料的粘
4、附性降低，在有水的条件下，会使路面石子产生剥落现象，影响耐久性，造成路面破坏；更严重的是，含蜡沥青会使沥青路面的抗滑性降低，影响路面行车安全。沥青与集料的粘附性直接影响沥青路面的使用质量和耐久性，所以粘附性是评价沥青技术性能的一个重要指标。沥青包裹集料后的抗水性（也可说是抗剥性） 不仅与沥青的性质有密切关系，而且亦与集料性质有关 （后文分析集料的憎水性和亲水性） 。沥青与集料的粘附作用，是一个复杂的物理化学过程。 （二）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 1 /2。
5、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。 （三）矿料的矿物成分 矿料的技术性质中对耐久性的影响主要是矿料的化学性质。 矿料的技术性质中对耐久性的影响主要是矿料的化学性质。在沥青路面道路的建筑中，各种矿质集料是与结合料 （沥青） 组成混合料而使用与路面中的。随着近代物化、力学研究的发展，认为矿质集料在混合料中与结合料起着复杂的物理、化学作用，矿质集料的化学性质很大程度地影响着混合料的物理、力学性质。 在沥青混合料中，由于矿质集料
6、的化学性质变化，对沥青混合料的物理、化学性质起着极为重要的作用。例如，在其他条件完全相同的情况下，采用三种典型石料（石灰岩、花岗岩、石英岩） 与同一中沥青组成的沥青混合料，它们的强度和浸水后强度就有差异，具体比较如下表。试验表明，从碱性、中性直至酸性石料，随着 SiO2 含量的增加，粘附性愈差。为保证沥青混合料的强度和耐久性，在选择石料时应优先考虑采用碱性石料，当缺乏碱性石料而必须采用酸性石料时，可以掺进各种抗剥剂以提高沥青与石料的粘附性。 （四）沥青混合料配合比 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
7、温稳定性有明显影响。 空隙率：空隙率对结构水稳定性和抗老化能力影响较大，空隙率越大，路面结构的水稳定性和抗老化能力降低。 集料的级配：集料类型和质量以及矿料级配对沥青混凝土的物理力学性质有重要影响。集料的级配影响混合料的空隙率、密实度和路面整体的强度和稳定性。 （五）施工质量影响 1)拌和。拌和过程中，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
8、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。 三、如何改善沥青混凝土的耐久性 （一）引起沥青混凝土路面材料迅速衰变、结构疲劳破坏的原因不外乎水、日光、氧等自然因素作用以及组成原材料自身性质。为改善沥青混凝土路面的耐久性，针对上述原因，采取从路面综合设计、避免水对路面的破坏、运营期养护注意事项四个方面来进行。 沥青混凝土路面结构综合设计：所谓沥青路面结构综合设计就是在沥青路面结构组合设计保证了行车荷载要求、稳定性要求、结构层特
9、点要求之外要进行综合的路面结构层防水、排水设计。路面结构层防排水设计是设计中一个不太被重视的问题，下面我就着重阐述一下这个问题。通常情况下，由于水的影响，沥青路面很容易产生早期破坏。典型的破坏是坑洞，或出现唧浆、网裂和形变。造成路面早期破坏的主要原因之一是水的破坏。路面浸水直接导致路面的早期破坏；路面出现其它病害破坏以后，遇水浸入会加剧、加速路面的破坏。 （二）改善路面结构内部排水设施和路面排水，采用透水层排水，也可以通过集水沟、出水管，利用过滤织物和透水性填料形成内部排水体系，使停滞的自由水尽快排出各结构层，减少结构层的损坏。加强路面排水设施的维修养护，保持良好的排水功能，减少路面病害，延长
10、路面使用寿命。及时养护，当发现路面发生开裂、坑槽等病害时，要及时地进行养护，裂缝修补、稀浆封层等都可以很好的提高路面的使用性能和耐久性。 （三）施工过程中改善措施 1、温度控制。拌和运输、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。 结束语 提高沥青路面耐久性，延长公路使用寿命。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。我们只有开发出新材料和新工艺，减少和预防沥青路面病害的发生，才能提高沥青路面的耐久性，延长路面的使用寿命。 参考文献 1车守忠.沥青路面耐久性分析J.山西建筑,2011. 2吴灿华.沥青路面早期破坏成因浅探J.山西建筑,2008,34(1). 3王大桅. 论高等级公路沥青混凝土路面耐久性J. 民营科技,2012,01
