淺析瀝青混合料使用性能及改善措施

郭彥偉

(黑龍江省農墾綏化管理局肇源農場交通科)

1 前 言

瀝青路面是我國目前公路的最主要結構型式，我國高等級公路中有接近90%是瀝青路面，因其有著較好的使用性能，受到廣大建設和使用者青睞，但裂縫、車轍等病害嚴重影響著公路服務水平。SBS 改性瀝青的應用有效解決了高溫車轍及變形、低溫裂縫等路面損害問題，可極大的提高瀝青混合料的使用性能。

2 瀝青混合料的使用性能分析

一般瀝青混合料具有如下性能:

(1)結構性使用性能，包括:車轍、低溫開裂、水損害等

(2)功能性使用性能;(平整度、構造深度、車轍、摩擦系數等)。

瀝青路面大都性能均是由瀝青混合料自身性質決定的，而混合料的使用品質，又直接決定著瀝青混合料乃至路面的使用性能。

2.1 瀝青混合料的特點及影響因素

瀝青混合料是一種典型的粘彈性材料，影響其路用性能的因素可分為材料內在性能與外部環境條件。不同的外部環境條件對瀝青混合料內在性能的要求也不同。瀝青混合料配合比設計是一個科學的而具指導意義的工作，首要充分考慮外部環境條件，使設計的材料內在性能可以適應其所處外部環境的實際需求，主要包括高溫穩定性、低溫抗裂性以及抗水損害性能等指標的要求。

瀝青混合料在溫度過高或受力作用影響較大且時間較長時，瀝青混合料便會產生明顯變形，其中不能恢復的部分成為永久變形，車轍便是其典型代表。日本公路路面破壞的主要形式中有80%以上是車轍病害。在一些發達國家，已經對此項技術開展了相關研究，已經開展了部分研究預測技術，一致認為將動穩定度提上較重要地位進行檢測和研究。

2.2 黑龍江的氣候特點及交通運行狀況

(1)黑龍江的氣候特點

黑龍江省屬于寒溫帶大陸性季風氣候。總的特點是四季分明，寒暑俱烈，早、午、晚溫差較大。部分區域極端最低氣溫低于－37 ℃。最熱月份(7月份)平均氣溫為30 ℃，最熱時路表溫度接近70 ℃，最大氣溫溫差達60 ℃以上，在這種條件下，瀝青路面冬季開裂嚴重，夏季，在重載條件下，瀝青路面易產生車轍。嚴峻的使用狀況考驗著瀝青混合料的合項性能指標。

(2)黑龍江省部分主要道路的交通運行狀況

黑龍江省“公路三年決戰”已經告捷，修建及改擴建了多條高等級公路，其中有80%以上是瀝青路面，如哈同高速公路，哈雙高速公路，哈大高速公路、哈五高速公路、齊泰高速公路、大齊高速公路、北黑高速公路等。公路建設的突飛猛進催生運輸領域中公路運輸業的比重大幅度增長，即交通量急劇增加，重載車、超載車的比重逐漸增大以及日益嚴重的交通渠化。在此情況下，路面使用性能顯得明顯不足，很多路面出現了早期破壞，可見，在寒區氣候以及日益增大的交通量雙重考驗下，以往瀝青路面的混合料急需改善。

2.3 應對傳統瀝青混合料使用性能不足的對策

(1)多年來的生產實踐使我們深深地感到瀝青混合料的級配調整可以取得很好地效果，筆者曾做過AC －16 及AC－20 寒區調整型級配的跟蹤觀測及完善，根據以往施工經驗來看，混合料內部的空隙率在3.9 ～4.2%左右，而表面的構造深度控制在1 ～3 mm 最為適宜，目前在寒冷地區還很少開展關于AC－25 底面層調整的研究。

(2)改善瀝青結合料，使用SBS 改性瀝青可全面提升公路瀝青路面的使用性能和抵抗早期破壞能力。同時，為有效提高瀝青路面的使用性能，表面層瀝青混合料一方面要滿足泌水條件，另一方面，又要防止出現超密現象，必須對瀝青混合料的體積指標進行嚴格控制。

3 改性瀝青在寒冷地區的應用

近年來，由于SBS 的改性應用效果明顯，寒冷地區陸續開始廣泛采用。SBS 改性瀝青在寒冷地區的應用研究始于遼寧省交通運輸廳。他們認為:SBS 改性瀝青的使用，可使針入度指數明顯增加，明顯改善軟化點、溫度敏感性、及抗老化能力等方面的性能。針對于寒冷地區，添加4 －4.2%劑量的SBS 改性劑摻配比例最為經濟、有效，可有效改善高低溫穩定性及耐久性能。

黑龍江省的哈爾濱－同江高速公路、呼蘭－綏化高速公路、哈爾濱機場高速公路等均采用了SBS 改性瀝青，通過SBS 改性瀝青及其混合料的使用效果分析，應用效果明顯優于PE 等其他材料。SBS 改性瀝青在寒區的應用，可有效解決目前常見的病害，不但可以起到預防性養護的作用，同時為我省公路鋪筑積累了寶貴經驗。

寒區瀝青混合料的研發與應用，重點在于選取合適于我省瀝青路面的材料(集料和瀝青)，根據我國現行《公路瀝青路面施工設計規范》中AC －25、AC －20、AC －16 和AC －13 的級配范圍進行調整，因地制宜，找出適合于我省路用性能的級配范圍。根據級配范圍進行瀝青混合料配比設計，并進行室內實驗和試驗路的修筑，最終確定黑龍江省簡單易行的施工指南或技術標準。

4 結 論

改性瀝青在寒冷地區應用起步較晚，目前開展了許多相關研究，但各地區水平不一，積累的經驗也有所不同。SBS改性瀝青在改善瀝青混合料使用性能，應對車輛渠化及災害性氣候所造成的車轍、溫縮裂縫等病害方面有著巨大的應用價值，在已有成形經濟與理論指導基礎上，建議在我國寒區高等級公路建設中積極開展此方面相關研究，并早日應用于工程實踐中，相信通過系統地試驗研究，會提出適合我國及各地域的更合理的級配范圍，通過材料、工藝的完善更好的改善瀝青混合料的使用性能。

［1］沈金安. 改性瀝青與SBS 路面［M］. 人民交通出版社.

［2］沙慶林. 高速公路瀝青路面早期破壞現象預防［M］. 人民交通出版社.

［3］沈金安. 美國的SMA 配合比設計方法［J］. 國外公路，1998，(10).