改善瀝青路面使用性能的途徑與方法

陳志斌

（廣東華路交通科技有限公司，廣東 廣州 510420）

1 瀝青路面發(fā)展現(xiàn)狀

1988年，我國實現(xiàn)了高速公路零的突破。截止到2008年底，高速公路通車里程超過了23000km隨后的幾年里每年還將以超過2000km的速度遞增。在已通車的高速公路中，瀝青路面占80%以上。隨著高速公路的迅猛發(fā)展，我國的路面施工技術及路面質量有了極大的提高。在設計方面，隨著計算機技術的廣泛應用，有限元理論也引入了路面結構計算，同時還引入了結構設計可靠度的分析，極大地提高了路面設計的效率和可靠性。在施工方面，大量引進了國外先進的拌和、攤鋪和碾壓設備。拌和設備為了適應連續(xù)攤鋪的需要，有趨于大型化的趨勢，有些項目引進了300T/h的拌和樓。攤鋪機由20世紀90年代初的液壓手動控制發(fā)展成液壓電腦自動化控制。為了保證壓實度，提高路面質量，碾壓設備有重型化的趨勢。如有的工程已使用26T自重的輪胎壓路機。鋼輪壓路機由單鋼輪振動壓路機逐步被雙鋼輪驅動壓路機所取代，自重也趨于重型化。

2 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所能提供的行車條件。路面使用性能可以有路面的評價就高。反之，行駛不舒適，評價就低。瀝青路面的使用性能，除了影響行駛舒適性外，還直接影響行駛的安全性。路面使用性能差，必然增加行駛難度，降低運輸效率，增加油耗，直接影響交通運輸和經(jīng)濟發(fā)展，并帶來嚴重的負面社會影響。目前路面使用性能普遍難以達到理想要求，使用性能的降低不符合正常變化規(guī)律。而國內目前在改善路面使用性能方面的研究缺乏系統(tǒng)性，滿足不了實際需要。因此，結合路面技術的最新發(fā)展狀況，研究如何改善路面使用性能是非常重要的。

3 影響瀝青路面使用性能的因素

路面使用性能評價取決于路面使用者對路面使用條件的綜合感受。美國在對路面使用者進行大量地研究之后，提出了路面服務性能指標。調查結果說明，影響路面使用性能的第一因素是平整度，其次是道路裂縫，最后是車轍。也就是說路面使用者最關心也是影響其感受的第一因素是路面的平坦情況，如果路面出現(xiàn)坑洞、松散、推移、擁包等病害，使用者最容易感受到。路面的平整度是全路的綜合性評價指標，除了道路本身外，還與線內橋梁的橋面鋪裝、伸縮的安裝、過渡段的處理質量有密切的關系，這些問題要處理不好，其服務性能指標就受影響，使用性能就差。

4 瀝青路面使用性能的改善途徑與方法

從以上介紹可知，要提高路面的使用性能，主要應從改善平整度，減少路面裂縫和車轍等方面著手，而要達到這些目的，我們必須從路面設計、材料設計和施工作業(yè)等方面去考慮，而這三個方面的因素又是相互影響和關聯(lián)的。

車輛是行駛在路面表面的，車輪與道路表面直接接觸，路面的綜合質量通過表面層反映出來。例如路基沉陷、不均勻沉降和底層裂縫，最終會反映到路面表面，間接影響路面的使用性能，而表面層的損壞則直接影響路面的使用性能。因此，改善路面路面的使用性能，要從優(yōu)化路面結構體系、提高表面層的品質、合理使用材料和提高施工作業(yè)水平，以及確保橋面鋪筑質量、加強瀝青面層的層間粘結力和提高面層防水能力等幾個方面尋求解決辦法。

4.1 橋面鋪筑

橋面鋪筑質量對橋梁的使用性能影響很大，它影響公路的行駛舒適性。但是，習慣上在現(xiàn)實中，人們對橋梁的結構本身設計非常重視，對橋面鋪筑重視程度不夠，至今尚無專門的前面鋪裝設計和施工規(guī)范，有的只是給予指導性說明。現(xiàn)在許多高速公路上的橋面鋪裝都出現(xiàn)了早期破壞，極大地影響了橋梁的服務品質，造成了巨大的經(jīng)濟損失。

橋面鋪裝早期損壞主要在三個方面：一是表面瀝青混凝土出現(xiàn)松散和空洞；二是粘結不好，表面層出現(xiàn)推移、轍槽；三是梁表面的水泥混凝土鋪裝破壞引起表面鋪裝破壞。從觀察結果看，橋面鋪裝出現(xiàn)的主要問題還是在表面層的破壞方面。

4.2 水泥混凝土鋪裝層破損分析與處治

4.2.1 破損1分析

根據(jù)國內的調查，水泥混凝土橋面鋪裝層破損主要是受力不合理或施工不當引起的。由于受外力引起的鋪裝破損包括：

剪切破壞。由于鋪裝層內部產(chǎn)生較大剪切應力引起不確定破壞面的剪切破壞，或由于鋪裝層與橋面板層之間結合的粘結力差，抗水平剪切能力較弱，在水平方向產(chǎn)生相對移位，從而發(fā)生剪切破壞。表現(xiàn)為空鼓現(xiàn)象或形成鋪裝層與橋面板互相脫離。

撓曲破壞。因溫度變化或外力作用，橋面板或梁蹄結構產(chǎn)生過大撓度和負彎矩，進而因鋪裝層上緣的拉應力超出材料的抗拉極限而產(chǎn)生開裂，在水和車輛荷載作用下，裂縫進一步擴展。

局部沖壓損壞。重車輪荷載對局部沖擊導致橋面鋪筑層薄弱區(qū)域，如縱縫或鉸接處出現(xiàn)局部破碎或網(wǎng)裂。施工原因引起的破損包括：橋面不平整且鋪裝層較薄，質量達不到規(guī)范要求，在車輛作用下容易產(chǎn)生破壞；施工中結構縫處理不當，導致周圍橋面鋪裝層過早破損或開裂；其他還有因養(yǎng)生不好和混凝土質量問題而引起的表面收縮裂縫等。

4.2.2 處理措施

設計方面：要保證鋪裝層有足夠的厚度，國內目前一直沿用的是不管什么情況下鋪裝層厚度都為8厘米。這顯然是不科學的。按照有關研究提出的結果，對于裝配式T梁，高速公路水泥混凝土鋪筑厚度應為17-20厘米；對于箱形橋梁，鋪筑厚度應為11-16厘米。設計時應通過建立力學模型計算確定鋪裝層的厚度。

施工方面：要保證混凝土有足夠的強度。在特殊部位如鉸縫的處理方面要認真對待，同時，梁體與鋪裝層連接的界面要鑿毛并清洗干凈，保證鋪筑層能與梁體共同受力，避免薄弱部位的出現(xiàn)。

4.2.3 瀝青混凝土上鋪裝層

對于一般的橋梁結構，橋面瀝青混凝土鋪筑不做特殊設計，瀝青混凝土結構層一般都采用與其他路段相同的配合比。國內研究提出了鋪裝層的合理厚度，綜合考慮強度、車轍、防水、施工工藝和平整度五個主要方面的影響因素，通過優(yōu)化原理，以橋面鋪裝層的厚度為目標，以強度、車轍、防水、施工工藝和平整度為決策變量建立四個線性規(guī)劃模型，通過對這四個模型求解、比較、取舍，最后得出瀝青混凝土橋面鋪裝層的合理厚度為6-11厘米之間。根據(jù)目前的路面結構典型設計，鋪裝層定位兩層比較合適。為了方便施工，保證平整度和質量，鋪裝層的兩層厚度應與路面設計厚度一致。但是橋面鋪裝層所處的環(huán)境完全暴露在空氣中，與路面結構層相比，夏季溫度更高，冬季溫度更低，而且還受到振動和負彎矩的作用，在相同的氣候條件下鋪裝層用的材料要求更為苛刻。

4.2.4 防水層與粘結層

橋面防水是。避免和減緩鋪裝層損壞的必要途徑。防水首先要從面層設計上予以充分考慮。有些公路橋面上設置防水涂層，即在板面上澆上透油層，然后在噴灑薄膜層，最后在鋪撒粘結層。涂膜目前有聚氨酯、丙烯酸和硅橡膠等。必須注意的是，在涂膜噴灑之前必須對板面進行清洗，否則涂膜與板面粘結不牢固，成為一層隔離層，反而容易引起鋪裝層的推移和脫落。從使用效果看，這種方法容易引發(fā)質量問題。

4.3 瀝青路面的層間粘結

高速公路瀝青路面結構一般由面層、基層、底基層和墊層組成。面層一般由三層組成，是直接承受車輪荷載反復作用和自然因素的結構層，分為表面層、中間層和底面層，配合路面強度同荷載應力隨深度變化的規(guī)律，這三層結構分別選用不同的混合料級配，以使瀝青面層具有較好的承載力和耐久性。為加強路面結構層之間的緊密結合，提高路面結構的整體性，應采取相應的技術措施，避免產(chǎn)生層間滑移。因此，瀝青路面的層間粘結技術是十分重要的。

[1]韓存玉.SBS改性瀝青混合料在路面上的應用及質量控制措施[J].黑龍江交通科 2007年第10期.

[2]妥群.改善瀝青路面使用性能的途徑與方法[J].科技信息（學術版）2007年 第21期.