公路瀝青路面性能的提高途徑及瀝青材料技術發(fā)展

劉縣安

（山東泰華路橋工程有限公司，山東 煙臺 264003）

近年來，由于政府的大力投資，我國高速公路建設得以迅速發(fā)展，特別是高速公路的建設取得了顯著的提升，這些高速公路大多采用密實級配的瀝青混凝土路面。高速公路瀝青路面需要滿足大量高速、安全、舒適的行車通道，因此所采用的瀝青路面必須具有良好的防滑性能，具有良好的平整度。

1 改善瀝青路面使用性能的必要性

瀝青路面的使用性能是指路面提供的行駛條件。路面性能可以通過道路使用者的綜合感受來評價。路面性能良好，駕駛舒適性好，道路使用者對路面的評價較高。相反，駕駛不舒服，評價很低。瀝青路面的性能不僅影響行車舒適性，而且影響行車安全性。路面性能差必然會增加駕駛難度，降低運輸效率，增加油耗，直接影響交通和經(jīng)濟發(fā)展，并帶來嚴重的社會負面影響。高速公路是連接重要政治或經(jīng)濟中心的紐帶。路面性能是路面質(zhì)量的表現(xiàn)。因此，在路面工程的建設應高度重視性能的路面使用壽命，充分了解路面的性能的變化，根據(jù)使用性能在任何時間或交通量的發(fā)展變化規(guī)律，制定合理的維修計劃。但目前，路面性能普遍難以滿足理想的要求，路面性能的下降不符合正常的變化規(guī)律。因此，當下研究如何提高路面性能具有十分重要的意義。

2 影響瀝青路面使用性能的因素與改善途徑

路面性能的評價取決于路面使用者對路面狀況的綜合感受。通過對道路使用者的大量調(diào)查研究，提出了道路服務績效指標。結果表明：影響路面性能的主要因素是路面平整度，其次是路面裂縫，最后是車轍。也就是說，道路使用者最關心的是，影響他們感受的第一個因素即路面的平坦度。路面出現(xiàn)坑洼、松動、移位、抱袋等病害時，用戶最容易感覺到。

路面平整度是整個路面的綜合評價指標。除道路本身外，還與線路內(nèi)橋梁橋面鋪裝、橋梁過渡段（即橋頭、涵洞頂） 伸縮縫安裝、處理質(zhì)量密切相關。如果這些問題處理不好，就會影響其服務性能指標，服務性能就會變差。影響瀝青混合料疲勞特性的因素很多，不僅與材料的性能（類型、組成等）、環(huán)境因素（溫度、濕度等）、加載方式等有關，還與瀝青混合料的剛度有關。因此，任何影響強度的因素（礦石級配、瀝青種類和用量、壓實度和空隙率、試驗溫度、加載速率和應力水平等） 都會對混合料的疲勞特性產(chǎn)生影響。提高路面性能的主要應該改善平面度，減少路面裂縫和車轍以及相關其它方面，實現(xiàn)這些目標，我們必須從路面設計（包括結構和表面設計）、材料設計和施工方面考慮，三個因素的影響和相互關系。車輛行駛在路面上，車輪與路面直接接觸，路面的綜合質(zhì)量通過表層反映出來。如路基沉降、不均勻沉降、底部裂縫等最終會反映在路面上，間接影響路面的性能，而路面損傷則直接影響路面的性能。

3 瀝青材料及其技術發(fā)展

隨著公路等級的不斷提高和交通量的增加，提出了旋轉膜爐除透度、延伸率、軟化點三個常規(guī)指標外，還提出了脆性點、蠟含量、成分分析、附著力、時效等一系列非常規(guī)指標。應用流變學的理論和方法，研究了瀝青的粘彈性、蠕變、應力松弛、溫度和時間對瀝青性能的影響以及剛度和滲透指數(shù)的影響。常見的瀝青生產(chǎn)技術已經(jīng)不能適應一些大型交通道路路面性能要求，因此，公路交通部門在不斷尋求更合理的道路瀝青的相關性能指標的同時，也在不斷尋求改善瀝青性能的材料類型和添加修改過程產(chǎn)生高質(zhì)量的改性瀝青，未來的研究方向將在此方面持續(xù)很長一段時間。今天大量使用的瀝青是粘性石油瀝青（也稱為針狀瀝青），它是在工業(yè)用油中提煉石油后提煉出來的。其中，溶劑瀝青的比例越來越高，因為溶劑脫瀝青過程中，隨著瀝青油的提取溶劑脫瀝青蠟含量大大降低，因此道路瀝青的性能改善。根據(jù)油源和煉油工藝的不同，得到了重交通道路和中、輕交通道路用的兩種粘性石油瀝青。根據(jù)添加溶劑揮發(fā)率的不同，輕液瀝青可分為慢凝液瀝青和快凝液瀝青。輕量化瀝青廣泛應用于路面剝離器。例如，瀝青路面的礫石和基層的配比以及水泥、石灰、粉煤灰等無機復合穩(wěn)定土或顆粒材料的半剛性基層必須覆蓋透水性瀝青。

乳化瀝青需要專用的生產(chǎn)設備，質(zhì)量穩(wěn)定，乳化劑好，生產(chǎn)工藝控制好，滿足這些條件后，乳化瀝青的優(yōu)點就會有更多，適用范圍也會更廣，不僅可以用作油的粘接層，還可以用作油、瀝青混合料的混合。瀝青混凝土混合料是由適當比例的粗骨料、細骨料和填充料按照規(guī)定等級的礦物材料和瀝青拌在一定溫度下按瀝青混合料的技術標準配制而成。瀝青混凝土是一種密實的懸浮結構瀝青混合料，其拌合摩擦角很小。由于這種結構的瀝青混合料的黏聚力受瀝青性質(zhì)的影響較大，瀝青會隨著溫度的升高而逐漸軟化，因此瀝青混凝土高溫下的抗剪強度較低，即高溫下的穩(wěn)定性較低。瀝青混凝土孔隙少，耐久性高。瀝青混凝土在高溫下的低穩(wěn)定性可以通過一些方法來改善。在冬季，溫度不是很低，可以使用更粘的瀝青；在需要高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性的地區(qū)，可以對適當粘度的瀝青進行改性，得到兼具這兩種性能的瀝青，從而提高瀝青混合料的綜合性能。瀝青混凝土適用于各級公路瀝青路面，表層和底層的高速公路、一級公路。

4 結語

緊跟國家發(fā)展的步伐，我國公路瀝青路面性能正在提高且將會不斷提升。