瀝青路面性能衰變成因及防治措施

摘要：隨著高速公路建設事業的迅猛發展，各種不同類型的瀝青混合料被廣泛應用于公路路面，使得路面使用品質有了較大提高。但由于路面結構設計、瀝青材料等本身某些性能的天然缺陷以及以及施工質量問題，路面所產生的病害在一些路段上時有發生，其中很大部分是由于瀝青混合料的耐疲勞性能及抗老化性能不足以及裂縫的產生繼而引起一系列的破壞的。

關鍵詞：瀝青混合料 疲勞性能 抗老化性能 裂縫

1.瀝青老化

瀝青老化是指瀝青生產出來后在貯存、運輸、施工及使用過程中由于長時間暴露于空氣中，在環境因素如熱、氧、陽光和水的作用下發生的揮發、氧化、分解、聚合等物理化學作用，導致瀝青內部分子結構和化學組分發生變化，進而促使瀝青物理化學性質劣化的過程。

1.1瀝青老化影響因素

瀝青老化的影響因素主要是自然因素、交通荷載和溫度變化，而溫度變化是引起瀝青老化的主要原因。

1.2瀝青老化的預防措施

1）在保證瀝青混合料拌和、攤鋪、碾壓技術性能的前提下，盡可能采用比較低的拌合溫度，并嚴格控制不得超過規范規定的最高拌合溫度。同時，應盡可能避兔在低溫季節施上。2）盡量縮短瀝青混合料的高溫保存時間。3 ）在運距時間長或等料時間長的情況下，要提高拌合溫度，另外在運輸過程中應加蓋蓬布，減少與空氣的接觸。

2.瀝青混合料疲勞

疲勞破壞是瀝青混凝土路面在重復荷載作用下產生的，其原因為：一是施加

的荷載超過了結構設計標準；二是實際交通量超過了設計交通量；三是各結構層承載能力的降低；四是環境因素引起的附加應力，一般采用“勁度”表示瀝青混合料

的疲勞性能指標。

2.1瀝青疲勞壽命的影響因素

1）荷載

瀝青混合料的疲勞壽命隨荷載作用峰值的增加而顯著降低。荷載越繁重混合料產生疲勞破壞的時間越短。

2）材料性質

混合料勁度是一個很重要的材料參數。任何影響混合料勁度的變化，諸如集料與瀝青的性質、瀝青用量、混合料的壓實度與空隙率，以及反映車輛行駛速度的加載時間與所處的環境條件都會影響瀝青混合料的疲勞壽命。

3）環境

溫度、濕度以及路面在使用過程中使混合料發生根本改變的大氣因素對疲勞性能都可產生極為重要的影響。另外瀝青混合料的老化也對其疲勞壽命有影響。研究表明老化瀝青混合料的疲勞壽命比未老化的差。

3.裂縫

3.1裂縫的形式及成因

由于環境溫度、交通荷載等因素的影響，瀝青路面初期產生的裂縫對瀝青路面使用性能常無明顯影響，但由于半剛性基層自身干縮和溫縮應變脹縮產生的拉應力超過半剛性基層自身的極限抗拉強度，使其從強度薄弱處產生斷裂，隨著路面使用時間的延長。已有的裂縫逐漸向上擴展到路表，橫向裂縫不斷增加。縫寬不斷增大，橫向裂縫再不斷附生縱向裂縫，最終形成大小不等獨立板塊，從而形成裂縫。瀝青路面出現裂縫的主要形式為：縱向裂縫、橫向裂縫以及網裂、龜裂等不規則裂縫。

3.2 瀝青路面裂縫的預防和處理措施

延緩和減輕半剛性基層瀝青混凝土面層的荷載型裂縫和非荷載型裂縫，要從路面結構和路面材料兩面綜合入手。

3.2.1提高路基工作區的強度和穩定性

路基是路面的基礎，路基工作區又是路基經受行車荷載影響較大的深度區域，該深度區域需要具有足夠的強度和整體穩定性來保證路面結構的強度和穩定性。

1）必須嚴格控制路基的填筑工藝，確保路基強度。填筑材料首選石、礫、砂類土，其次選用含礫、砂低液限粘土，再次選用低液限粘土。粉質土和有機土不能用于填筑路基。

2）壓實度是反映路基強度的重要指標，也是提高路基強度和穩定性的最經濟、最有效的技術措施，施工中必須嚴格檢測控制，使其達到規定值。

3.2.2基層應有合理厚度

當基層厚度增加時，其承載能力也迅速增加。

3.2.3修筑防裂路面

研究表明，面層反射裂縫明顯地受瀝青面層厚度的影響，厚度超過15cm的面層可以有效的防止受拉疲勞所產生的裂縫，還可以降低車輛荷載引起的剪應力。

3.2.4設置應力吸收層

1）在基層與面層之間鋪橡膠瀝青中間層、預制織物膜帶條、土工織物或土工格柵中間層、低粘度瀝青混凝土層等均勻應力吸收層。

2）采用應力吸收薄膜，對減緩反射裂縫的產生與擴展有明顯的效果。而吸收薄膜的彈性模量越低，防裂效果越好。應力薄膜應選用低模量高韌性、大變形率的材料為好。

3）用土工格柵加筋瀝青路面可以控制車轍、反射裂縫和疲勞裂縫，不同類型的格柵性能顯著不同。

4）面層中間鋪筑橡膠瀝青吸收膜，可有效減少反射裂縫。

3.2.5施工時控制裂縫發生的措施

1）在施工方面，控制半剛性基層碾壓時的含水量，壓實度達到規范要求，碾壓完成后要及時保濕養護，防止基層干曬，養護結束后，立即噴灑瀝青乳液，做成透層或粘層，然后盡快鋪瀝青面層。

2）制備瀝青混合料時控制好加熱時間和加熱溫度，不使瀝青老化、加強碾壓，使瀝青混合料達到規定的壓實度，也可減少反射裂縫。

4.總結

瀝青混合料的疲勞、老化、裂縫既是病害形式又是引起其他破壞的原因。因此做好瀝青路面的抗疲勞、老化以及抗裂性能對延長道路使用壽命具有非常重要的意義。

許多國產瀝青路而的使用壽命較短，與瀝青混合料的性質，特別是它們的耐老化疲勞抗裂縫性能關系密切。我國瀝青路而發展的歷史證明，為了保證路而的質量，除了合理的路而結構和良好的瀝青材料以外，瀝青混合料的性能也是至關重要的。因此，為了瀝青道路的使用壽命要根據交通荷載等條件從路面材料選擇、結構合理設計兩方面綜合入手，同時做好施工控制，尤其是施工的溫度和壓實。

參考文獻：

[1]焦中忠.瀝青路面養護常見病害及防治辦法[J].工程技術學報，2003（239）

[2]王煥.瀝青路面破損原因及修補技術分析與研究 [J].中國水運，2007（5）

[3]馬迪.道路瀝青老化機理及預防[J].山西建筑，2006（32）

[4]李寧利等.瀝青抗老化研究現狀[J].材料導報，2007（21）