研究極端持續(xù)高溫影響下瀝青路面設(shè)計(jì)的必要性

李 晉

西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院（712000）

研究極端持續(xù)高溫影響下瀝青路面設(shè)計(jì)的必要性

李 晉

西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院（712000）

2013年夏天，全國(guó)很多地方出現(xiàn)了高溫天氣，這種持續(xù)高溫會(huì)加速瀝青路面結(jié)構(gòu)的老化，影響瀝青路面結(jié)構(gòu)的使用壽命，因此研究極端持續(xù)高溫影響下瀝青路面設(shè)計(jì)就顯得十分必要。

瀝青路面；路面設(shè)計(jì)；持續(xù)高溫

全國(guó)普遍高溫的背景下，浙江省的極端持續(xù)高溫尤其突出。對(duì)7月29日的最高氣溫進(jìn)行排名，在全國(guó)最熱的前十個(gè)城市中，浙江就占了七個(gè)，且浙江多個(gè)地區(qū)氣溫破60年新高。該高溫?zé)崂颂鞖饩哂腥缦绿攸c(diǎn):一是高溫持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。2013年杭州等城市的高溫日數(shù)最多超過(guò)歷史同期紀(jì)錄48 d。二是高溫強(qiáng)度大。以2013年為例，7月初到八月中旬杭州市持續(xù)出現(xiàn)罕見(jiàn)的大范圍38～40℃、局部41～42℃的酷熱天氣，每天高溫持續(xù)時(shí)間達(dá)10～13 h，極端最高氣溫為當(dāng)?shù)赜屑o(jì)錄以來(lái)的最高值。三是高溫范圍廣。7月以來(lái)浙江省除部分海島外均出現(xiàn)了35℃以上的高溫天氣，其中38℃以上覆蓋面積高達(dá)8萬(wàn)km2，40℃以上約4萬(wàn)km2。四是降水少、蒸發(fā)大。這種異常氣壓又是全球范圍內(nèi)的總體因素決定的，氣溫總體持續(xù)上升，破壞了地球氣候的穩(wěn)定，所以近年來(lái)極端氣候越來(lái)越多。

杭州市公路管理局于2014年對(duì)杭州全部普通國(guó)省道進(jìn)行了路面病害調(diào)查。調(diào)查道路包括G104和 G320 兩條國(guó)道，S01、S02、S03、S09、S15 等 16 條省道。G104國(guó)道K1470+050～K1475+000段左幅車(chē)轍病害較為嚴(yán)重，受損面積為27 400 m2；該路段橫向開(kāi)裂也較為明顯，受損面積為855 m2。S03省道道路病害以擁包和車(chē)轍病害為主，K17+570～K50+745路段受損面積為12 800 m2。S15余杭段作為浙江省的干線道路，車(chē)轍病害非常嚴(yán)重，受損面積為9萬(wàn)m2；S09余杭段車(chē)轍病害受損面積為3.6萬(wàn)m2。S02省道K18+155～K22+100左側(cè)路段由于車(chē)轍、擁包等病害較為嚴(yán)重，簡(jiǎn)單修復(fù)無(wú)法滿足要求。G320國(guó)道富衢線和牧松線車(chē)轍、擁包受損面積為7 000 m2；滬瑞段車(chē)轍、擁包和泛油病害面積為8 521 m2。此次浙江省病害調(diào)查顯示，調(diào)查路段受損總面積為342 329.4 m2，道路病害以車(chē)轍、擁包病害為主。日趨增多的車(chē)轍及擁包病害降低了道路的使用性能，使養(yǎng)護(hù)與修護(hù)費(fèi)用劇增。

國(guó)內(nèi)外雖然對(duì)于瀝青路面車(chē)轍問(wèn)題進(jìn)行了大量的研究，但過(guò)去的持續(xù)極端高溫現(xiàn)象并不突出，尚未見(jiàn)到持續(xù)極端高溫對(duì)于車(chē)轍影響方面的研究。由于以下兩個(gè)原因，現(xiàn)有的車(chē)轍研究成果不適用于持續(xù)極端高溫條件：首先，當(dāng)氣溫為38℃甚至40℃以上的極端高溫時(shí)，路面溫度會(huì)非常高。據(jù)杭州市新聞網(wǎng)2013年7月29日?qǐng)?bào)道，杭州連續(xù)五日氣溫超過(guò)40℃，路面溫度在70～72℃，8月10日路面溫度更是高達(dá)74℃。極端高溫時(shí)的路面溫度遠(yuǎn)超目

前進(jìn)行瀝青混合料永久變形或車(chē)轍研究的高溫條件（一般為60℃）。在60～74℃的溫度范圍內(nèi)，瀝青混合料的永久變形規(guī)律與60℃以下時(shí)可能顯著不同，可能隨溫度的上升出現(xiàn)類(lèi)似屈服點(diǎn)的突變。其次,瀝青混合料在高溫時(shí)是一種粘彈塑性材料，具有顯著的時(shí)間效應(yīng)，而且時(shí)間效應(yīng)并不是時(shí)間的簡(jiǎn)單疊加，而是會(huì)隨時(shí)間的延長(zhǎng)加速發(fā)展，故持續(xù)極端高溫對(duì)于瀝青路面車(chē)轍的影響遠(yuǎn)超分散 （即不連續(xù)）的多個(gè)極端高溫的影響?？赡苡捎谏鲜龅膬蓚€(gè)原因，實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)在持續(xù)極端高溫條件下瀝青路面車(chē)轍快速發(fā)展，甚至是突然出現(xiàn)并快速發(fā)展。由于目前對(duì)持續(xù)極端高溫的影響研究不足，目前的瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)方法以及瀝青路面車(chē)轍預(yù)估方法中均沒(méi)有考慮該因素。為應(yīng)對(duì)將來(lái)可能的持續(xù)極端高溫天氣，需深入研究持續(xù)極端高溫對(duì)瀝青路面車(chē)轍影響的機(jī)理，并對(duì)于目前的瀝青路面材料組成設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。

為有效應(yīng)對(duì)持續(xù)極端高溫天氣給公路帶來(lái)的不利影響，消除安全隱患，杭州市交通運(yùn)輸局專(zhuān)門(mén)發(fā)布了“認(rèn)真做好高溫天氣公路養(yǎng)護(hù)、路政管理的通知”，其中提出要加強(qiáng)高溫路面的日常養(yǎng)護(hù)，采用灑水降溫、利用安全錐引導(dǎo)重載車(chē)輛變道等措施減少車(chē)轍量。灑水降溫以及引導(dǎo)重載車(chē)輛變道是減少高溫天氣瀝青路面車(chē)轍的有效措施，但目前尚未見(jiàn)到對(duì)灑水養(yǎng)護(hù)的溫度條件、灑水的頻率、重載車(chē)輛變道的溫度條件、變道的方式、變道的時(shí)間等進(jìn)行的研究。

考慮天氣的變化，優(yōu)化瀝青路面材料組成設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能有效地減少持續(xù)極端高溫時(shí)瀝青路面的車(chē)轍，還能為持續(xù)極端高溫時(shí)瀝青路面養(yǎng)護(hù)與管理提供指導(dǎo),從而可以延長(zhǎng)瀝青路面的使用壽命，有利于行車(chē)安全。

[1]單景松,杜貝貝.瀝青混合料永久變形模型研究[J].山東科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2013,32(4):91-96.

[2]王海燕,紀(jì)小平,王延海,等.車(chē)轍預(yù)估模型研究[J].公路,2015,60(2):40-45.

課題名稱(chēng):高溫多雨地區(qū)微納米材料改性瀝青的制備及改性

編號(hào):XTZY17G08