高性能瀝青混合料路用性能的研究

張群

摘要：瀝青混凝土路面作為高等級公路重要的路面結構形式，應用越來越廣泛，其行車舒適、施工期短、養護簡便等優點受到公路工程建設者的認同，高性能瀝青混合料具有較密級配瀝青混合料更好的路用性能，可以改善瀝青路面使用品質，延長使用壽命，具有較好的經濟和社會效益，是一種性能優良的瀝青混合料。

關鍵詞：瀝青混凝土路面；密級配瀝青混合料；路用性能

1 高性能瀝青混合料的基本情況

瀝青混合料由瀝青、粗集料、細集料、礦粉、外加劑組成，是一種多相體系復合材料。各組分的物理力學性質以及它們的相對數量多少都對瀝青混合料的強度有很大影響。瀝青混合料的組成成分之間的性質差異較大（粗集料顆粒為固體，所有集料為散體，瀝青則高溫為流體，低溫為固體，常溫為粘彈塑性體），增加了瀝青混合料的復雜性。瀝青混合料與其它均質材料和水硬性膠凝材料相比，結構比較松散，具有明顯的顆粒散體材料力學特征。正是由于這種特征，決定了瀝青混合料的結構特征與強度特征。

1.1 主要材料與性能

1、瀝青

（1）具有較大的稠度；

（2）具有較大的塑性；

（3）具有足夠的溫度穩定性；

（4）具有較好的大氣穩定性；

（5）具有較好的水穩性。

2、粗骨料

（1）粗骨料應潔凈、干燥、表面粗糙；

（2）粗骨料與瀝青有良好的粘附性，具有憎水性；

（3）用于城鎮快速路、主干路的瀝青表面層粗集料的壓碎值不大于26%。

3、細骨料

（1）細骨料應潔凈、干燥、無風化、無雜質；

（2）細骨料應是中砂以上顆粒級配，有足夠的強度和耐磨性能；

（3）熱拌密級配瀝青混合料中天然砂用量不宜超過骨料總量的20%。

4、填充砂

填充砂應用石灰巖或石灰漿中強基性巖石等憎水性石料經磨細得到的礦粉，礦粉應干燥、潔凈，細度達到要求。

2 瀝青混合料路用性能研究

2.1 高溫穩定性

瀝青是熱塑性材料，瀝青混合料在夏季高溫下，因瀝青粘度降低而軟化，以至在車輪荷載作用下產生永久變形，路面出現泛油、推擠、擁包、車轍，影響行車舒適和安全。瀝青混合料在高溫下能否保持原有性能的能力，即為高溫穩定性。這就是說，瀝青混合料必須在高溫下仍具有足夠的強度和剛度。

瀝青混合料的高溫穩定性與多種因素有關，諸如瀝青的品種、標號、含蠟量，集料的巖性、集料的級配組成、混合料中瀝青的用量等。為了提高瀝青混合料高溫穩定性，在混合料設計時，可采取各種技術措施，如采用粘度較高的瀝青，必要時可采用改性瀝青；選用顆粒形狀好而富有棱角的集料，并適當增加粗集料用量，細集料少用或不用砂，而使用堅硬石料破碎的機制砂，以增強內摩阻力，混合料結構采用密實骨架結構；適當控制瀝青用量等，都能有效地提高混合料的高溫穩定性。

2.2 低溫抗裂性

瀝青路面在冬季氣溫急劇下降時會因收縮而產生橫向裂縫。路面的橫向裂縫雖然不影響車輛行駛，但雨水滲入裂縫將逐漸引起路面破壞。為防止或減少瀝青路面低溫開裂，可選用粘度相對較低的瀝青，或采用橡膠類的改性瀝青，同時適當增加瀝青用量，以降低瀝青混合料的低溫勁度模量，增強柔韌性。

2.3 耐久性

耐久性有兩層意思，一是瀝青路面在反復荷載的作用下，有良好的耐疲勞性能，能夠經受車輛千萬次的作用而不過早地出現疲勞裂縫；二是瀝青路面在陽光和大氣自然因素的作用下，有良好的抗老化能力。瀝青路面材料的耐疲勞性能與許多因素有關，瀝青的粘性、瀝青的用量、混合料集料的級配、集料的性狀、混合料的密實度、瀝青路面的結構等都會影響瀝青路面的使用壽命。

2.4 水穩性

瀝青路面在雨水冰雪的作用下，尤其是在雨季過后，瀝青路面往往會出現脫粒、松散、進而形成坑洞。出現這種現象的原因是瀝青混合料在水的侵蝕作用下，瀝青從集料表面發生剝落，使集料顆粒失去粘結作用，這就是瀝青路面的水損害。在南方多雨地區和北方的冰雪地區，瀝青路面的水損害是很普遍的，一些高等級公路在通車不久路面就出現破損，很多是水損害造成的。

2.5 抗滑性

瀝青路面在雨天的滑溜是道路交通事故的主要原因，在高等級公路行車速度高的情況下，保證路面有足夠的粗糙度，增強抗滑性是非常重要的。瀝青路面表面的粗糙度與混合料的表面宏觀構造有關。瀝青混合料中集料的級配和瀝青的用量對宏觀構造有很大的關系，近幾年出現的多孔性路面、開級配抗滑路面以及瀝青瑪蹄脂碎石（SMA）路面都有良好的表面宏觀構造，因而這些瀝青路面都有良好的抗滑性能。

3 結語

1.高性能瀝青混合料在水穩定性，高溫穩定性、摩擦系數和構造深度等方面表現出較好的性能。

2.密級配瀝青混合料在馬歇爾穩定度、低溫抗裂性和疲勞耐久性方面表現出較好的性能。

3.從綜合性能上分析，高性能瀝青混合料也具有較好的路用性能，適宜做高等級公路瀝青面層。

4.在施工工藝方面，高性能瀝青混合料與密級配瀝青混凝土在機械、設備方面一致，不需增加成本，易于為工程部門接受，具有較好的推廣應用前景。

5.粗集料之間互相嵌擠鎖結，形成空間骨架結構。細集料膠漿只起到填充粗集料窄隙作用，即使細集料膠漿受熱變軟。對高溫抗車轍能力造成的影響也很小，是典型的骨架——密實結構。因此其高溫穩定性最好。

參考文獻

[1]沈金安. 瀝青及瀝青混合料路用性能[M].北京：人民交通出版社，2001.

[2]呂偉民. 瀝青混合料設計原理與方法[M].上海：同濟大學出版社，2001.

[3] 郝培文.瀝青瑪碲脂碎石混合料路用性能的研究[J].西安公路交通大學學報，2001.