一、沥青路面的使用性能要求

  1. 我国高速公路建设起步晚,设计施工的技术力量储备少、经济基础较薄弱,再加上气候和交通荷载条件恶劣、优质的道路石油沥青等原料缺乏、车辆超载严重等原因,铺筑的高速公路路面结构仍然存在种种问题。如何提高沥青路面的使用性能,延长道路的使用寿命,已经成为广大道路工作者的重要研究课题。沥青路面的质量控制过程,实际上就是减少病害、延长使用寿命的过程。要想从根本上提高工程质量,就必须了解破坏产生的原因及其形成的机理。

概括地讲,沥青路面的使用性能主要是指:

(1)高温抗车辙性能,即路面在高温条件下抵抗流动变形的能力。
(2)低温抗裂性能,即路面在低温条件下抵抗低温收缩的能力
(3)水稳定性,即抵抗沥青混合料受水的侵蚀逐渐产生沥青膜脱落、掉粒、松散、坑槽而被破坏的能力。
(4)耐疲劳性能,即抵抗路面沥青混合料在反复荷载(包括交通和温度荷载)作用下被破坏的能力。
(5)抗老化性能,即抵抗沥青混合料受气候影响发脆逐渐丧失黏结力等各种良好性能的能力。
(6)表面服务功能,包括低噪声及潮湿情况下的 抗滑性能、防止雨天溅水及在车后产生水雾等性能,这些性能直接影响交通安全及环境保护。
(7)形成舒适性能,主要是指平整度不良产生的行车颠簸,还包括横向平整度。
以上性能中,除平整度与沥青混合料本身关系较小外,其余都是由沥青混合料自身性质决定的。其水稳定性、耐疲劳性能、抗老化性能常称为耐久性。严格来讲,沥青混合料性能应包括路用性能和施工性能两部分。

表1-1汇总了沥青路面的路用性能与路面结构、沥青混合料及施工质量的关系。

沥青路面的路用性能与路面结构、沥青混合料及施工质量的关系 表1-1
沥青路面 路面结构设计 沥青混合料设计 施工质量控制 备注
沥青 矿料 混合料
高温抗车辙性能 ★★ ★★★ ★★★ ★★★ 对压实度影响极大
低温抗裂性能 ★★ ★★★ ★★★ ★★
耐久性 抗疲劳性能 ★★★ ★★ ★★★ ★★★ 与空隙率关系极大
水稳定性 ★★ ★★★ ★★★
抗老化性能 ★★★ ★★★ ★★★
抗滑、降噪 ★★★ ★★ ★★ 与空隙率关系极大
行车舒适性能 ★★★ 取决于施工水平
注:表中★★★表示关系非常密切;★★表示关系比较密切;★表示有一定关系;☆表示几乎无关

二、我国沥青路面的病害特点

  1. 沥青路面在车辆荷载与自然因素(如雨、雪、温度变化以及路基土质、水文状况差异等)反复作用下,将产生塑性变形积累、剪力弯拉应变和弹性疲劳等现象。随着交通量的增长,行车荷载的加大,使用期限的延长,或基于设计施工不妥,维护不当或不及时,会发生这样或那样的损坏或破坏。常见的沥青路面损坏形式有:车辙、裂缝、松散与坑槽、脱皮、沉陷、油包、泛油、翻浆、啃边等。<br />我国高速公路的病害通常分早期病害和长期病害两种形式。其中早期病害在我国高速公路中占相当的比例,其破坏形式主要包括:<br />(1)沥青路面的纵向或横向的永久性变形,夏季高温期在重载车作用下造成流动性车辙,纵向平整度下降。<br />(2)冬季沥青路面的横向开裂,包括温缩裂缝及半刚性基层开裂或水泥混凝土路面接缝引起的反射裂缝,水从裂缝中进入路面内部,引起承载能力下降的破坏(龟裂)<br />(3)雨季或春融季节出现的坑槽,即水损害破坏。<br />(4)沥青路面由于泛油,石料磨光引起的表面功能降低或丧失,尤其是抗滑性能不足。<br />在高等级公路沥青路面的破坏形式中,位于第一位的,即最普遍的、最严重的破坏是水损坏。它造成路面在很短时间(通车后的第一个雨季)内出现松散、坑槽,甚至导致全面崩溃,期破坏形式的直观性会造成很大的社会影响。从地区来看,水损坏导致的路面破坏不仅仅是南方的多雨地区,在少雨的西北地区,水损坏的现象有时也非常严重。对此类问题的矫枉过正而使设计施工中过度追求小空隙、密集配、小粒径等,从而影响到路面的高温性能和抗滑性能等路用性能。<br />位于第二位的破坏形式是高温车辙。高温车辙是国外高等级公路沥青路面主要解决和克服的破坏形式,在我国不是说其不重要,而是因为我国沥青路面的水损坏相当严重而使其退居其次。高等级公路在通车之后的不长时间内由于车辙而对行车道挖除重铺的现象也屡见不鲜。<br />对于抗滑不足类的病害,过去重视程度不够,其主要原因是我国的交通安全意识浅薄。随着现阶段经济的发展,法律意识的提高,交通安全的主要指标——路面抗滑性越来越受到重视。<br />另一种类型的早期损坏是沥青路面的耐久性差。我国的沥青路面其使用寿命一般达不到规范规定的设计年限15年,与国际上的设计年限30-40年、甚至50年的“永久性路面”更不能相比。