高性能瀝青混合料路用性能的研究

張群

摘要：瀝青混凝土路面作為高等級公路重要的路面結構形式，應用越來越廣泛，其行車舒適、施工期短、養(yǎng)護簡便等優(yōu)點受到公路工程建設者的認同，高性能瀝青混合料具有較密級配瀝青混合料更好的路用性能，可以改善瀝青路面使用品質，延長使用壽命，具有較好的經(jīng)濟和社會效益，是一種性能優(yōu)良的瀝青混合料。

關鍵詞：瀝青混凝土路面；密級配瀝青混合料；路用性能

1 高性能瀝青混合料的基本情況

瀝青混合料由瀝青、粗集料、細集料、礦粉、外加劑組成，是一種多相體系復合材料。各組分的物理力學性質以及它們的相對數(shù)量多少都對瀝青混合料的強度有很大影響。瀝青混合料的組成成分之間的性質差異較大（粗集料顆粒為固體，所有集料為散體，瀝青則高溫為流體，低溫為固體，常溫為粘彈塑性體），增加了瀝青混合料的復雜性。瀝青混合料與其它均質材料和水硬性膠凝材料相比，結構比較松散，具有明顯的顆粒散體材料力學特征。正是由于這種特征，決定了瀝青混合料的結構特征與強度特征。

1.1 主要材料與性能

1、瀝青

（1）具有較大的稠度；

（2）具有較大的塑性；

（3）具有足夠的溫度穩(wěn)定性；

（4）具有較好的大氣穩(wěn)定性；

（5）具有較好的水穩(wěn)性。

2、粗骨料

（1）粗骨料應潔凈、干燥、表面粗糙；

（2）粗骨料與瀝青有良好的粘附性，具有憎水性；

（3）用于城鎮(zhèn)快速路、主干路的瀝青表面層粗集料的壓碎值不大于26%。

3、細骨料

（1）細骨料應潔凈、干燥、無風化、無雜質；

（2）細骨料應是中砂以上顆粒級配，有足夠的強度和耐磨性能；

（3）熱拌密級配瀝青混合料中天然砂用量不宜超過骨料總量的20%。

4、填充砂

填充砂應用石灰?guī)r或石灰漿中強基性巖石等憎水性石料經(jīng)磨細得到的礦粉，礦粉應干燥、潔凈，細度達到要求。

2 瀝青混合料路用性能研究

2.1 高溫穩(wěn)定性

瀝青是熱塑性材料，瀝青混合料在夏季高溫下，因瀝青粘度降低而軟化，以至在車輪荷載作用下產(chǎn)生永久變形，路面出現(xiàn)泛油、推擠、擁包、車轍，影響行車舒適和安全。瀝青混合料在高溫下能否保持原有性能的能力，即為高溫穩(wěn)定性。這就是說，瀝青混合料必須在高溫下仍具有足夠的強度和剛度。

瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性與多種因素有關，諸如瀝青的品種、標號、含蠟量，集料的巖性、集料的級配組成、混合料中瀝青的用量等。為了提高瀝青混合料高溫穩(wěn)定性，在混合料設計時，可采取各種技術措施，如采用粘度較高的瀝青，必要時可采用改性瀝青；選用顆粒形狀好而富有棱角的集料，并適當增加粗集料用量，細集料少用或不用砂，而使用堅硬石料破碎的機制砂，以增強內摩阻力，混合料結構采用密實骨架結構；適當控制瀝青用量等，都能有效地提高混合料的高溫穩(wěn)定性。

2.2 低溫抗裂性

瀝青路面在冬季氣溫急劇下降時會因收縮而產(chǎn)生橫向裂縫。路面的橫向裂縫雖然不影響車輛行駛，但雨水滲入裂縫將逐漸引起路面破壞。為防止或減少瀝青路面低溫開裂，可選用粘度相對較低的瀝青，或采用橡膠類的改性瀝青，同時適當增加瀝青用量，以降低瀝青混合料的低溫勁度模量，增強柔韌性。

2.3 耐久性

耐久性有兩層意思，一是瀝青路面在反復荷載的作用下，有良好的耐疲勞性能，能夠經(jīng)受車輛千萬次的作用而不過早地出現(xiàn)疲勞裂縫；二是瀝青路面在陽光和大氣自然因素的作用下，有良好的抗老化能力。瀝青路面材料的耐疲勞性能與許多因素有關，瀝青的粘性、瀝青的用量、混合料集料的級配、集料的性狀、混合料的密實度、瀝青路面的結構等都會影響瀝青路面的使用壽命。

2.4 水穩(wěn)性

瀝青路面在雨水冰雪的作用下，尤其是在雨季過后，瀝青路面往往會出現(xiàn)脫粒、松散、進而形成坑洞。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是瀝青混合料在水的侵蝕作用下，瀝青從集料表面發(fā)生剝落，使集料顆粒失去粘結作用，這就是瀝青路面的水損害。在南方多雨地區(qū)和北方的冰雪地區(qū)，瀝青路面的水損害是很普遍的，一些高等級公路在通車不久路面就出現(xiàn)破損，很多是水損害造成的。

2.5 抗滑性

瀝青路面在雨天的滑溜是道路交通事故的主要原因，在高等級公路行車速度高的情況下，保證路面有足夠的粗糙度，增強抗滑性是非常重要的。瀝青路面表面的粗糙度與混合料的表面宏觀構造有關。瀝青混合料中集料的級配和瀝青的用量對宏觀構造有很大的關系，近幾年出現(xiàn)的多孔性路面、開級配抗滑路面以及瀝青瑪蹄脂碎石（SMA）路面都有良好的表面宏觀構造，因而這些瀝青路面都有良好的抗滑性能。

3 結語

1.高性能瀝青混合料在水穩(wěn)定性，高溫穩(wěn)定性、摩擦系數(shù)和構造深度等方面表現(xiàn)出較好的性能。

2.密級配瀝青混合料在馬歇爾穩(wěn)定度、低溫抗裂性和疲勞耐久性方面表現(xiàn)出較好的性能。

3.從綜合性能上分析，高性能瀝青混合料也具有較好的路用性能，適宜做高等級公路瀝青面層。

4.在施工工藝方面，高性能瀝青混合料與密級配瀝青混凝土在機械、設備方面一致，不需增加成本，易于為工程部門接受，具有較好的推廣應用前景。

5.粗集料之間互相嵌擠鎖結，形成空間骨架結構。細集料膠漿只起到填充粗集料窄隙作用，即使細集料膠漿受熱變軟。對高溫抗車轍能力造成的影響也很小，是典型的骨架——密實結構。因此其高溫穩(wěn)定性最好。

參考文獻

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