高溫下瀝青公路問題探究

章勁

摘 要：公路路面的主要材料為瀝青和混凝土，其中瀝青材料為粘彈塑性材料，對高溫敏感，易變性。三亞地處南方高溫地帶，公路常年在高溫條件下超負載運行，容易發生路面變形、拱起、破碎等病害，嚴重影響了公路的運輸質量，應在公路的施工材料、施工工藝以及后期的養護管理等各方面加以改進，以確保瀝青公路在高溫下安全穩定的性能。

關鍵詞：高溫病害；瀝青公路；養護管理

1 概述

隨著工業的快速發展，二氧化碳（CO2）的排放量逐年遞增，引起的溫室效應越來越明顯。近幾年，隨著我國的經濟快速發展，公路的需求量也越來越大，瀝青路面的發展已成必然。瀝青路面與水泥路面相比，其優點諸多，比如平整性、耐磨性、噪音小、施工短還有養護和維修簡便等優點；水泥路面重修時要比瀝青路面麻煩很多，費用也高出不少；更重要的一點是在行駛過程中，瀝青路面使乘客感到更加舒適，少有顛簸；因為瀝青混合料是用具有一定粘度和適當用量的瀝青材料與一定級配的礦物集料，在使用過程中要承受行駛車輛荷載的反復作用，以及環境因素的長期影響。所以瀝青混合料在具備一定的承受能力的同時，還必須具備環境下的穩定性。三亞地處我國南部，由于其特殊的地理位置的影響，高溫就成為該地區公路病害的主要原因之一。高溫下的公路路面容易變形、發生路面拱起、融化、裂縫、車轍等各種現象，嚴重影響了公路的實用性能。

2 高溫對瀝青公路的影響

瀝青和混凝土是公路路面的主要材料，其中瀝青混合料屬于粘彈塑性物質，當瀝青材料處于高溫條件下，較小的車輛荷載作用即可對其產生嚴重的、永久性的傷害，引起路面變形，降低公路的運輸質量。

2.1 脹縫附近的水泥破碎

脹縫是在施工過程中，為避免溫度過高引起水泥混凝土面板膨脹而在面板上預置的縫隙，脹縫的預置可有效緩沖溫度過高對瀝青公路的損害。在施工過程中，應對脹縫進行精確計算，若計算出現誤差，會造成脹縫過少、填充脹縫振搗不足、脹縫填料密實度不夠等一系列問題，影響脹縫的質量及其保護作用的發揮。脹縫兩側的水泥板在高溫條件下會產生季度膨脹，從而產生相互擠壓，當擠壓力度超過水泥混凝土自身的強度時，在車輛荷載作用下就會發生擠壓破碎的病害。

2.2 水泥面板拱起

水泥面板發生拱起現象主要與脹縫有關，當脹縫設置數目較少、寬度及間距的設定不符合設計要求時，則可能發生水泥面板拱起的現象。水泥混凝土板受熱膨脹會發生頂推現象，當膨脹長度超過縫寬或者縫隙內有雜物影響其作用時，水泥土板就會將頂推力作用到上方，從而引起水泥面板拱起；若縫隙內填縫料與雜物在受力過程中產生滑動，同樣會造成脹縫處水泥板的拱起；最后，水泥混凝土施工質量不達標，出現厚度不均勻情況時，由于膨脹產生的壓力也會造成水泥板薄處發生破碎。

2.3 車轍引起的路面不平

車轍主要是由于車輛的負載以及高溫因素引起的。高溫穩定性主要表現為車轍。隨著交通量不斷增長以及車輛行駛的渠化，瀝青路面在行車荷載的反復作用下，會由于永久變形的積累而導致路面出現車轍。車轍致使路表過量的變形，影響了路面的平整度；輪跡處瀝青層厚度減薄，消弱了整體強度，從而易于誘發其它病害；雨天路表排水不暢，降低了路面的抗滑能力，甚至會由于車轍內積水而導致車輛飄滑，影響了高速行車的安全；車輛在超車或更換車道時方向失控，影響了車輛操縱的穩定性。由于車轍的產生，嚴重影響了路面的使用壽命和服務質量。公路多數為瀝青混合材料，且該材料具有粘彈性效應，尤其是高溫下，材料易發生熔化，從而影響材料的承受力。在低溫條件下，瀝青混合材料主要表現為彈性狀態，車輛荷載及作用次數對公路的影響較小，車轍不明顯或根本不產生車轍；當材料處于高溫下，則主要表現為粘性狀態，其流動性增強，在車輛等外界荷載的作用下，極易出現車轍，車轍對公路的運輸質量具有極大的負面影響。

3 瀝青公路高溫病害的預防

3.1 施工材料的改進

為減少高溫對瀝青公路的損壞，可使用符合原理的SMA、Superpave等瀝青混合物料。SMA為瀝青馬蹄脂混合料，該物質具有的耐用、耐磨、抗疲勞等優點，可有效降低高溫對瀝青公路的危害，減少高溫下車轍的產生，保障公路路面的平整性。SMA成本較高，不適于大范圍使用，只能在重點交通地段采用。

3.2 施工工藝的改進

稀漿封層工藝方法對于抵抗高溫病害具有一定優勢。該工藝是在常溫條件下，將乳化狀態下的瀝青與優質的礦料、填料、添加劑和水按照既定比例混合成稀漿，然后將其均勻的鋪在路面上，一般鋪設厚度為3-10mm，以達到對路面細小縫隙密封的目的。通過稀漿封層工藝，可有效減緩公路松散、老化病害的發生，并對路面泛油具有良好的控制效果。

3.3 加強對脹縫的檢查和維護

定期對公路水泥路面的脹縫進行檢查，對于脹縫設置數目不合格、脹縫間距不達標、脹縫填充物密實程度不足的路段應進行及時修正及改善。

首先要適當增加脹縫的設置數目，減少路面高溫膨脹病害的發生。三亞地區溫度較高，脹縫的寬度設置除考慮水泥板的承受能力之外，還應考慮高溫的影響。施工時，要嚴格按照設計要求進行脹縫的施工；填充拌料時，應對拌料進行充分攪拌，待均勻后一次性填滿，以保證脹縫的密實度，最大限度的減少施工時間對脹縫質量的影響；做好脹縫的清理工作，對于脹縫已經出現破碎的情況，應用切縫機在破碎周邊進行深度縱切，將破碎處的混凝土殘渣進行徹底清除，再用柔性的瀝青混合料進行填充，減少水泥面板受熱應力作用的影響。

3.4 選擇性能較高的原料

為降低高溫對瀝青公路的影響，應選擇良好的瀝青原料。公路主要原料為瀝青和混凝土，其中瀝青主要起提供粘結強度和抵抗溫度變形的作用。瀝青混凝土材料的成分不同，其對高溫和荷載的承受力不同。在高溫地段的南方地區，應選擇耐高溫的瀝青材料，傳統瀝青材料不足以抵抗南方高溫病害。改性后的瀝青材料不僅能增強其對高溫的抵抗，還能有效減少車轍的發生。高溫階段，應對部分交通路段實施管控，通過分時段、分車型等交通管制手段，減少車輛荷載對路面的影響，保障公路的運輸質量。

3.5 加強公路養護管理

公路的運輸質量很大程度上取決于工程建設后的養護管理。科學的養護管理方式，不僅可以保障公路的運輸質量，還能延長公路的使用壽命，為社會創造更大的經濟效益。各級部門應設立專門的公路養護隊伍，加強公路的日常養護工作。通過對公路的實時檢查，及時了解公路的運行情況，做到及時發現病害，及時處理，防止病害的加深和擴大，影響公路的運輸質量。另一方面，設立專業化的維修隊伍，對于高溫引起的脹縫病害及時進行切割或修補等養護處理。維修人員的專業性，是影響公路養護管理事業的主要原因。當前公路維修人員缺乏專業的維修技術，影響公路的維修質量，應不斷完善人才引進機制和管理機制，提高公路維修隊伍的整體水平。公路運輸事業的發展，一靠建設，二靠養護管理，而且養護管理對于公路的使用壽命具有重要的影響。

4 結語

瀝青公路由于其施工材料的特殊性能，對高溫敏感，易產生高溫病害，影響公路的正常使用。為避免病害的發生，保障運輸安全，應從施工材料、施工工藝、施工質量、后期的養護及管理等各個方面加以改進，利用改良的新型材料和科學的管理方法，提高公路抵抗高溫病害的能力，保障公路運輸質量，促進社會經濟的發展。

參考文獻：

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