瀝青混凝土類型對于路面結構受力的影響

周凱

摘要：隨著我國國民經濟的發展和科學技術的不斷進步，公路建設作為經濟建設的樞紐，在經濟進步中起到的作用越來越重要。尤其是高速公路的發展和建設，對經濟建設的貢獻更是不言而喻。所以，高速公路的建設和其技術發展也被重視起來，尤其是公路的壽命問題，更是人們和建設者所關注的最重要的指標之一。本文主要介紹了瀝青混凝土的類型，闡述了影響混凝土力學性能的因素，分析了瀝青混凝土類型對路面結構受力的影響，希望對公路建設的發展和進步提供有力的科學依據。

關鍵詞：瀝青混凝土；結構受力；路面面層

近幾年，我國高速公路不斷建設和發展，公路交通數量明顯增多，私家車數量的快速增長和大型重型機車數量的不斷增加使得公路負荷越來越大。車輛大型化、載重增加化和車速加快化使得路面破壞加劇。除此之外，重載和超載現象屢禁不止，這就更加加快了公路的破壞，減少了公路的使用年限。研究瀝青混凝土類型對路面結構受力的影響，能夠判斷出瀝青混凝土中對路面結構特性影響的主要材料因素，并針對這些結構受力變化采取相應的措施，保證公路的質量，延長其使用壽命。

一、路面結構層組成

路面結構層指的是路面的每層構成，主要可以分為面層、基層和墊層。面層指的是路面車輛行駛直接接觸的結構層，位于道路的最上層，承受來自車輛荷載的垂直壓力、摩擦力和空氣流動帶來的不利影響。面層是路面結構層中受外界環境影響最大的一個結構層，所以，對面層的強度和抗滑、抗磨性能要求非常高，這直接關系到道路的使用壽命。我們常見到的路面破壞往往都是面層的破壞。基層和墊層在這里就不介紹了。本文所研究的瀝青混凝土類型對路面結構力學性能的影響指的就是面層的力學性能變化。

二、瀝青混凝土的類型

混凝土類型分為水泥混凝土和瀝青混凝土兩大類。水泥混凝土常用于高層建筑和辦公樓等的建設，而瀝青混凝土主要用于高速公路建設。其中，瀝青混凝土按照不同的分類標準，又可分為不同的種類。

（一）按照所用集合料粒徑的不同，可以分為細粒式瀝青混凝土、中粒式瀝青混凝土、粗粒式瀝青混凝土三大類。

（二）按照瀝青混合料壓實后密實度的不同，可以將瀝青混凝土分為一級密級配瀝青混凝土、二級瀝青混凝土和開級配瀝青混凝土三種。

三、不同集合料粒徑瀝青混凝土對于路面結構受力的影響

（一）細粒式瀝青混凝土指的是集合料粒徑在9.5mm-13.3mm之間拌制成的瀝青混凝土。細粒式瀝青混凝土的密實度較高，很容易滿足高速公路的防水和防滲性能的要求。并且，由于細粒式瀝青混凝土的密實性良好，在鋪設的過程中，只需要很薄的一層就可以。與此同時，這種混凝土的弱點就暴露了，路面性能尤其是耐久性、抗滑性能和抗高溫變形能力就會出現問題。密實性良好，則抗高溫性能和抗滑能力就會差一些；若路面的抗滑移能力和抗車轍能力較強，則路面孔隙率就會較大，路面結構層抗滲能力就會變差，路面容易滲水，滲水后造成路基膨脹、不平，導致路面破壞。所以，細粒式瀝青混凝土對路面結構的影響主要表現在路面抗滑和抗高溫能力較差。

此外，細粒式瀝青混凝土的孔隙率小，則抗震能力和傳力能力較強，由路面傳來的作用力在路面沒有得到很大程度的減少，所以，這種路面對基層和墊層的要求非常高。由于路面面層和基層之間的承受力和變形差別較大，路面面層結構受力均勻，面層和基層、墊層之間很容易形成層面錯移，導致公路破壞。

（二）中粒式瀝青混凝土指的是集合料粒徑在16mm-19mm之間拌制成的瀝青混凝土。中粒式瀝青混凝土的密實度相比細粒式較差，但是其集合料粒徑稍大，骨料之間空隙較大，混凝土粗一些，使得其抗高溫變形能力和抗滑能力增大，耐久性更高一點。但是，正是由于骨料粒徑大，其抗滲能力和防水能力較低。一般用只能中粒式瀝青混凝土鋪筑的連，厚度在3.5cm到6cm，并且為單層鋪筑。一般為了加強路面的防水抗滲能力，會在表面進行處理防治。

中粒式瀝青混凝土是一種中和狀態的路面結構，其各種力學性能均衡，路面結構受力較均勻，傳力能力較好，所以，其破壞形式一般為路面碾壓破壞，使用壽命相對較長。

（三）粗粒式瀝青混凝土指的是集合料粒徑在26.5mm-31.5mm之間拌制成的瀝青混凝土。粗粒式瀝青混凝土的骨料粒徑最大，其孔隙率較大，則抗滲能力和防水能力較差，相對的，這種路面的抗滑能力和抗高溫能力也最大。

粗粒式瀝青混凝土路面結構最為復雜。首先，由于摩擦水平力大，路面受到的水平力大，好在這種路面的孔隙率較大，應力分散和互相抵消減少路面的破壞程度。鋪裝上層的縱向拉應力比橫向最大拉應力大，下層的應力和應變在一定程度上弧形抵消一部分，所以，路面結構受力破壞最嚴重的部位就是路面上層。粗粒式瀝青混凝土路面屬于柔性結構層，其承擔壓力和傳力的性能都比較好，結構受力均勻分散不易產生溫縮和干縮開裂，路面裂縫產生較少。除此之外，這種結構層具有較高的抗剪強度、抗彎拉強度和耐疲勞特性，這種路面現在應用較廣。

集合料的粒徑大小直接關系混凝土強度的大小，集料的壓碎值、抗壓強度大小和集合料中細長扁平顆粒的含量都會影響路面的穩定性。細粒式瀝青混凝土，其顆粒粒徑小，集料的壓碎值小，抗壓強度大，路面的穩定性相對較大，路面不易發生因超載重載發生變形。但是，細粒式瀝青混凝土路面膨脹后由于空隙小，容易發生因溫度差異過大而發生變形的現象。所以，細粒式瀝青混凝土路面多用于溫差較小且常年多雨的南方城市。中粒式瀝青混凝土雖然比細粒式瀝青混凝土的孔隙率大，其抗高溫能力較大，但是，因為集合料粒徑大，其壓碎值和抗壓強度就會下降，繼而路面穩定性能下降。這種混凝土常見于中部地區和北方二級公路中。粗粒式瀝青混凝土最大的優點就是抗滑能力好，孔隙率大，在溫度變化大的環境下變形較小。同時，由于粒徑過大，其抗壓性能和防水能力最差，所以，這種路面常用于缺水且溫度變化較大的西北地區。

四、結語

瀝青路面的結構受力很復雜，本文只是對混凝土粒徑的變化產生的路面結構受力的變化進行了分析和總結。其實，路面結構受力受很多因素的影響，如路基土質情況、基層施工和墊層施工質量的影響，以及外界溫度變化、降水風力和交通狀況等環境因素的影響。抓好每一個環節的施工才能保證路面結構受力的最有益化。

參考文獻：

[1]賈敬鵬，孫鵬程，畢佳，陳啟亮，周早生.雙橋門立交橋施工對原城東干道橋影響的監測與分析[J].解放軍理工大學學報（自然科學版），2005（02）.

[2]管立東，彭大文，袁燕，江見虹.廈門海滄大橋西航道橋的動力特性研究[J].福州大學學報（自然科學版），1999（03）.

[3]史國剛，王文達，顧興宇.瀝青路面裂縫修補結構及受力特征研究[J].公路交通科技（應用技術版），2010年10期.

[4]程祥俊，王琪，翟娜，李強生，白浩.板式橋梁拼寬設計在西商高速公路的應用[J].公路交通科技（應用技術版），2012（03）.

[5]程曄，龔維明，張喜剛，戴國亮.超長大直徑鉆孔灌注樁樁端后壓漿試驗研究[J].巖石力學與工程學報，2010（S2）.