高寒地區(qū)瀝青路面行為特性

楊國華

青海省西寧市市政工程管理處 810001

高寒地區(qū)瀝青路面行為特性

楊國華

青海省西寧市市政工程管理處 810001

隨著我國道路交通的快速發(fā)展，我國青海以及西藏等寒地地區(qū)的交通建設(shè)取得了可喜的成績，交通事業(yè)的發(fā)展，也從一定程度上緩解了高寒地區(qū)相對閉塞的區(qū)位特征，為其經(jīng)濟的發(fā)展提供了必要的條件。而就路面而言，瀝青路面已經(jīng)廣泛的使用在了高寒地區(qū)的路面上，這也顯著提高了公路的舒適性以及安全性，但由于高寒地區(qū)溫度低，冰凍面積大以及輻射高等不利特點，瀝青路面在高寒地區(qū)的普及度還不高并且使用質(zhì)量也明顯受到影響。

高寒地區(qū)；瀝青；行為特性

瀝青路面現(xiàn)在已經(jīng)在全世界廣泛普及了，因其行車舒適，路表美觀以及路況易修復等特點，瀝青路面已經(jīng)成為世界道路施工的首選。然而對于高寒地區(qū)來說，因為其具有高寒特性對瀝青路面在該區(qū)域的發(fā)展具有極大的阻礙作用，所以瀝青路面在高寒地區(qū)的使用無疑會遇到更多的挑戰(zhàn)。高寒地區(qū)瀝青路面路用性能的保證取決于路面設(shè)計是否能充分考慮高寒氣候特征并在材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計中采取有針對性的措施。由于傳統(tǒng)上瀝青路面設(shè)計規(guī)范所依據(jù)的路面調(diào)查資料無法真實描述高寒地區(qū)的路面狀態(tài),因此極有必要開展高寒地區(qū)新型路面結(jié)構(gòu)行為與適應(yīng)性研究。

1 瀝青路面病害類型

1.1 變形

路面變形是一種較為常見而且非常嚴重的道路病害情況，主要表現(xiàn)為路面呈波浪狀、路面沉陷以及路面車轍印過多等情況。我們平常在常溫下的路面也市場會出現(xiàn)這樣的變形狀況，而高寒地區(qū)由于土壤多年處于冰凍狀態(tài)，因為凍土的路基凍融影響，高寒地區(qū)的瀝青公路更容易發(fā)生變形的影響。

1.2 裂縫

裂縫也是較為常見的路面影響，其主要類型為橫向裂縫、縱向裂縫、塊狀裂縫及道路龜裂，其中橫向裂縫為主要因素，且分布比較規(guī)律。在同一路段內(nèi)基本等間距分布,裂縫間距大多集中在5m～20m之間,且在路面寬度范圍內(nèi)貫通。而縱向裂縫的出現(xiàn)位置筆記具有局限性，一般會出現(xiàn)在路肩邊緣，但縱向裂縫的嚴重程度往往會不斷地增加越來越嚴重，有時甚至會長達數(shù)百米，這就需要我們的道路工作者及時發(fā)現(xiàn)問題，加強對高寒地區(qū)瀝青公路的勘探以及護理，從而盡量避免縱向裂縫對瀝青公路造成過于嚴重的影響。而塊狀裂縫以及道路龜裂相對來說并不常見，但危害性卻極大，這種裂縫通常會在道路承受壓力過大時擴散，造成由點及面的大面積破壞。

1.3 松散

道路的松散現(xiàn)象是不易用肉眼觀察到的，所以往往被人忽略。這種病害的成因是長期受輪胎和路面的壓力較大造成表面材質(zhì)分散情況嚴重，從而導致瀝青路面的核心承受力大大減低，造成集料外露，表面粗糙，路面凹凸不平等。

2 病害成因分析

2.1 自然因素

自然因素是我們最直觀的可感因素。高寒地區(qū)常年持續(xù)低溫，降溫速率快，晝夜溫差極大且輻射率高的特點致使瀝青路面更加容易脆硬化，而瀝青原料勁度模量高，變形能力和松弛力都較差，這就使得瀝青路面在寒冷的天氣下很難具備耐久性，容易老化，同時使得坑裂性降低，更容易出現(xiàn)病害。而強輻射也會會使得瀝青老化加快,變得干澀,粘性降低,使混合料的水穩(wěn)性下降而出現(xiàn)松散、坑槽等病害。

2.2 交通流量因素

高寒地區(qū)的交通發(fā)展保障了其經(jīng)濟發(fā)展的資源性，而隨著經(jīng)濟的發(fā)展以及公路運輸工具的大型化以及載重比例的增加，高寒地區(qū)本就脆弱的道路條件變得更加弱不禁風也是必然結(jié)果。

2.3 施工因素

高寒地區(qū)公路在設(shè)計和施工中為了適應(yīng)低溫條件,一般均用高標號瀝青。雖然高標號瀝青低溫柔性好，抗裂性強,但其粘性較低,與集料粘附性較差,造成水穩(wěn)定性差和抗凍性能不佳,這是瀝青路面出現(xiàn)松散類病害來自材料方面的一個主要原因。瀝青路面的特殊施工條件主要有施工工期短、施工溫度低、碾壓成型困難和養(yǎng)生條件有限等，高寒地區(qū)的最佳施工期在5月到9月間，但即使是夏天這里的溫度也非常低而且溫差大，夜間的溫度甚至會達到零下，造成有效的施工時間不足，而且低溫會對新路面造成冷凝等破壞性影響，而同時高寒地區(qū)在7月到9月會進入降水季，雨雪無常，使得施工很難連續(xù)。

2.4 養(yǎng)護管理

長期以來,公路的養(yǎng)護和運營成本以及正常的通行之間存在著明顯的相互制約甚至矛盾。預(yù)防性養(yǎng)護就是基于解決上述矛盾而提出的一種全新的路面養(yǎng)護理念。旨在尋求一種更有效的公路瀝青路面養(yǎng)護措施,特別是特殊地區(qū)瀝青路面的養(yǎng)護,保證公路運營質(zhì)量和運輸效率。為了從根本上解決上述矛盾,最大可能的使路面病害在產(chǎn)生的初期就得到控制甚至徹底消滅,從而避免路面病害的蔓延與進一步惡化影響其使用性能,大大降低公路養(yǎng)護費用,使得路面自始至終都處于正常的服務(wù)水平,瀝青路面的預(yù)防性養(yǎng)護作為一種全新的養(yǎng)護新理念已經(jīng)成為公路瀝青路面健康發(fā)展的必然需求。

3 冷補材料的應(yīng)用

冷補材料是一種全天候新型修補材料,優(yōu)良的黏結(jié)性能和松散的施工性能是它不同于普通常溫或低溫修補材料的顯著特點之一。在高寒地區(qū)的道路養(yǎng)護中，溫度的互補是一個重要的概念，冷補材料便是相對于傳統(tǒng)的高溫材料更適合在高寒地區(qū)使用的新型材料，下面就讓我們認識一下冷補材料。

3.1 冷補材料的特點

冷補材料可以適應(yīng)20度到零下20度間的溫度，非常適合在高寒地區(qū)使用。而且其防水性強，具有極佳的抗水損害能力，可以最大程度的避免高寒地區(qū)的雨雪情況，從而大大降低施工難度。應(yīng)用冷補材料修補時無需粘層油,成品混合料可隨取隨用,不需要重型施工機械壓實,可根據(jù)路面的不同修補情況采用壓路機壓實、沖擊夯壓實、人工壓實或汽車輪胎碾壓即可。而且冷補材料的使用周期較長，可以減少道路養(yǎng)護所投入的人力物力。

3.2 冷補材料的路用性能

能夠在低溫下仍保持良好的穩(wěn)定性，最大程度的避免了道路病害的危險。在降水甚至積水的情況下冷補材料能與原路面緊密結(jié)合從而降低影響；在干燥、多塵的坑洞中冷補材料能夠與原有路面黏附。在溫度較好時,冷補材料對輪胎的重復荷載有足夠的抵抗能力。可以說冷補材料幾乎是為高寒地區(qū)的瀝青路面而量身定做的，其自身的特性與高寒地區(qū)溫度低輻射高變化大降水多的特點形成了非常良好的互補并形成了極佳的適應(yīng)性。冷補材料的推出也意味著高寒地區(qū)的道路發(fā)展進入了新的時代。

[1] 仉長勇,趙方振,肖云鵬. 高寒地區(qū)冷補材料的應(yīng)用[J]. 內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟,2008年,第四期

[2] 詹生輝.高寒地區(qū)瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護[J].山西建筑,2009年,第35卷

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.08.033