瀝青混凝土路面新技術(shù)初探

祁玉成 戴海燕

（江蘇盛元公路工程有限公司中心試驗室，江蘇 泗陽 223700）

隨著交通量不斷增長、軸載的明顯增大以及高等級公路交通車輛的渠化作用，瀝青混凝土路面面臨著新的嚴峻考驗，尤其是傳統(tǒng)的連續(xù)級配瀝青混凝土路面受到了極大的挑戰(zhàn)。有些高速公路在通車一、二年內(nèi)，就出現(xiàn)了不同程度的早期破壞、嚴重影響了路面的使用功能和壽命。

因此，近年來為適應(yīng)日益增長的交通量、軸載和超載車輛的不斷增長，一些新的路面結(jié)構(gòu)類型和新材料、新工藝已經(jīng)出現(xiàn)并得到成功應(yīng)用。研究和總結(jié)這些新型結(jié)構(gòu)和施工工藝，對于加快我國高速公路瀝青混凝土路面的建設(shè)步伐，提高工程質(zhì)量，完善瀝青混凝土路面的使用性能，延長其使用壽命，節(jié)約投資，具有十分重要的現(xiàn)實意義。縱觀這些新型的結(jié)構(gòu)主要是通過改善礦質(zhì)混合料的級配來提高瀝青混合料的路用性能，如大粒徑瀝青混合料（LSAM）結(jié)構(gòu)、瀝青馬蹄脂碎石混合料（SMA）結(jié)構(gòu)以及多碎石瀝青混合料（SAC）結(jié)構(gòu)；通過加入纖維和土工合成材料來改善瀝青混合料的整體物理力學(xué)性能以及抵抗裂縫的加筋瀝青混合料；再生瀝青混凝土以及瀝青路面的施工新技術(shù)等等。下面將對瀝青混凝土幾種路面新技術(shù)進行簡單的分析。

1.瀝青馬蹄脂碎石混合料

瀝青馬蹄脂碎石混合料（SMA）式一種新型的瀝青混合料類型，它起源于20世紀60年代的德國，德文稱Splitrnastixasphalt。20世紀90年代初引入美國，被稱為Stone Matrix Asphalt，縮寫SMA。

1.1 SMA的結(jié)構(gòu)特點

SMA屬于間斷級配的瀝青混合料，是目前通用的兩種結(jié)構(gòu)形式的有機組合，屬于骨架密實結(jié)構(gòu)，它既有一定數(shù)量的粗集料形成骨架結(jié)構(gòu)，又有足夠的細集料填充到粗集料之間的空隙中去。其中4.75mm以上的粗顆粒含量在70%～80%之間，0.075mm篩孔的通過率為10%，粉膠比超過通常1.2的限制值，瀝青結(jié)合料較普通混合料高1%以上，因瀝青用量高而摻加纖維穩(wěn)定劑，配合比設(shè)計時主要由體積指標控制。由于SMA具有粗集料多、礦粉多、瀝青結(jié)合料多、細集料少、摻加纖維增強劑及材料要求高的特點，使得SMA及保持了大孔隙排水性路面表面功能好的優(yōu)點，又克服了其耐久性差的缺點，兼具嵌擠和密實型混合料的長處，即同時具有較高的粘結(jié)力和內(nèi)摩阻力。

1.2 SMA的優(yōu)點

（1）優(yōu)良的溫度穩(wěn)定性

由于粗集料顆粒之間良好的嵌擠作用和骨架結(jié)構(gòu)，增加了混合料的抗剪能力，使之具有較強的抗車轍能力（高溫穩(wěn)定性好）。同時由于SMA的集料之間填充了相當數(shù)量的瀝青馬蹄脂，瀝青膜較厚，在溫度下降時仍具有較好的粘結(jié)作用，低溫時同樣具有良好的抗變形能力。

（2）良好的耐久性

SMA混合料的空隙率小，不透水，對下層具有保護和隔水作用，同時使得其與空氣的接觸少，從而使抗老化、耐疲勞性能都很好。

（3）優(yōu)良的表面特性

由于采用了間斷級配并且粗集料含量高，使得路面壓實后表面構(gòu)造深度大，抗滑性能好，雨天行車不會產(chǎn)生較大的水霧和濺水，增加雨天行車的可見度，同時也減少了夜間行車的路面反光，還具有降低噪音的作用。

（4）投資效益高

盡管SMA初期費用較高，但是其使用壽命比密級配瀝青混合料路面能延長20%～40%，因此維護費用低，整體社會效益高。

2.大粒徑瀝青混合料

所謂大粒徑瀝青混合料(Large-Stone Asphalt Mixes，簡稱LSAM)，一般是指含有礦料的最大粒徑在25～53 mm之間的熱拌熱鋪瀝青混合料，通常鋪筑在表面層的下面，以便最大限度地發(fā)揮其抗車轍能力。

LSAM的特點可以概括為：顆粒尺寸"大"，瀝青膜"厚"，路面壽命"長"，瀝青含量低、VMA低和造價低；粗集料含量高、粗集料接觸程度高和主骨架穩(wěn)定性高。目前國內(nèi)外研究成果和實踐表明，大粒徑瀝青混凝土具有以下四方面的優(yōu)點：

（1）級配良好的LSAM可以抵抗較大的塑性和剪切變形，承受重載交通的作用，具有較好的抗車轍能力，提高了瀝青路面的高溫穩(wěn)定性，設(shè)計良好的LSAM與傳統(tǒng)的瀝青混凝土相比，顯示出十分明顯的抗永久變形的能力；

（2）大粒徑集料的增多和礦粉用量的減少，使得在不減少瀝青膜厚度的前提下，減少了瀝青總用量，從而降低工程造價；

3.多碎石瀝青混凝土

多碎石瀝青混凝土（SAC)源于老規(guī)范中I型和II型瀝青混凝土。I型瀝青混凝土是傳統(tǒng)連續(xù)級配密實式瀝青混凝土，空隙率為3%～6%，II型瀝青混凝土是空隙率為4%～10%的半開式瀝青混凝土。根據(jù)已有的經(jīng)驗，I型瀝青混凝土的透水性小，當表面構(gòu)造深度也小，接近于光面，顯然不能滿足高速公路表面層抗滑性能的要求。II型瀝青混凝土雖然表面構(gòu)造深度能滿足要求，但是由于去透水性大的特點，容易導(dǎo)致嚴重的水損害，而且由于其表面構(gòu)造深度常與結(jié)構(gòu)層內(nèi)部較大的開口孔隙相連，表面構(gòu)造深度看起來比實測值小的多，因此，在高速公路上不宜用作表面層。由于I型和II型都存在上述缺點，在此基礎(chǔ)上想綜合I型和II型的優(yōu)點于一身同時避免這兩種級配各自的缺點提出了斷級配的多碎石瀝青混凝土。室內(nèi)外的實踐證明，多碎石瀝青混凝土的使用性能達到了預(yù)定目的，它既能提供要求的表面構(gòu)造深度，又能如Ⅰ型密級配瀝青混凝土那樣具有較小的空氣率和較小的透水性，同時又具有較好的抗形變能力。可以說，多碎石瀝青混凝土既具有Ⅰ型瀝青混凝土的優(yōu)點，又具有Ⅱ型瀝青混凝土的優(yōu)點，同時它又避免了兩者各自的缺點。

4.纖維加筋瀝青混凝土

聚脂纖維，簡稱PET纖維，屬高分子材料，是一種彈性體，有一定強度下具有較高延伸率（30%±6%），PET高分子彈性材料，作為添加相，可以提高基體（瀝青混合料）的韌性，尤其是低溫韌性，從而減小基體的溫度收縮系數(shù)，可以在一定范圍內(nèi)限制基體的變形量，PET高分子彈性材料也通常用來提高基體的表面抗磨損性。

（1）纖維－瀝青基體界面結(jié)構(gòu)有助于降低瀝青的溫度敏感性。（2）縱橫交錯的纖維所吸附的瀝青，增大了結(jié)構(gòu)瀝青的比例，減少了自由瀝青，使瀝青膜處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)。同時纖維使瀝青礦粉膠漿粘滯性增強，軟化點升高，從而提高高溫穩(wěn)定性。（3）纖維對基體材料裂紋的擴展其阻滯作用（4）短纖維能明顯改善瀝青混合料的抗疲勞性能

5.其他新型瀝青混凝土

為了適應(yīng)重交通的需要，各國開展了新型高性能瀝青混合料的研究。法國開展了薄瀝青混凝土BBM；一些國家還運用了多孔瀝青混凝土PA；美國開展了新粗骨架高結(jié)合料含量混合料CMHB。這些新型瀝青混和料都有一個共同特點就是粗骨料斷級配，這是解決抗車轍和抗滑要求減少噪音的良好途徑，也是目前面層混合料的發(fā)展方向。

結(jié)束語：總的趨勢看，為了適應(yīng)日趨重型化、大交通量和快速舒適的要求，瀝青混合料的發(fā)展向著粗骨架的方向發(fā)展，而且趨向于粗骨料相互接觸、嵌鎖。骨料空隙一般是用高含量的膠砂填充形成密實結(jié)構(gòu)；或者保留空隙，而在底面層設(shè)置粘層防水層，這樣既可以保證混合料有良好的抗車轍能力，另一方面有很好的耐久性，而且可以降低噪音。以上眾多新型路面結(jié)構(gòu)在實際應(yīng)用中已慢慢推廣驗證，取得了不同的使用效果。各種不同的路面結(jié)構(gòu)形式盡管相對于傳統(tǒng)的路面結(jié)構(gòu)形式都有不少的改善，但仍存在一些不足，需要在實踐中不斷完善。

[1]侯巖峰.高等級公路瀝青混凝土路面抗滑性能技術(shù)分析及檢測新技術(shù)研究.交通標準化，2005年1期.