瀝青混凝土類型對路面結構受力的影響研究

韋 營

（昂昂溪區(qū)交通運輸局，黑龍江 齊齊哈爾 161031）

一、概述

我國高速公路不斷建設和發(fā)展，公路交通數(shù)量明顯增多，私家車數(shù)量的快速增長和大型重型機車數(shù)量的不斷增加使得公路負荷越來越大。車輛大型化、載重增加化和車速加快化使得路面破壞加劇。除此之外，重載和超載現(xiàn)象屢禁不止，減少了公路的使用年限。研究瀝青混凝土類型對路面結構受力的影響，能夠判斷出瀝青混凝土中對路面結構特性影響的主要材料因素，并針對這些結構受力變化采取相應的措施，保證公路的質(zhì)量，延長其使用壽命。

二、路面結構層組成

路面結構層指的是路面的每層構成，主要可以分為面層、基層和墊層。面層指的是路面車輛行駛直接接觸的結構層，位于道路的最上層，承受來自車輛荷載的垂直壓力、摩擦力和空氣流動帶來的不利影響。面層是路面結構層中受外界環(huán)境影響最大的一個結構層，所以，對面層的強度和抗滑、抗磨性能要求非常高，這直接關系到道路的使用壽命。本文所研究的瀝青混凝土類型對路面結構力學性能的影響指的就是面層的力學性能變化。

三、瀝青混凝土的類型

混凝土類型分為水泥混凝土和瀝青混凝土兩大類。水泥混凝土常用于高層建筑和辦公樓等的建設，而瀝青混凝土主要用于高速公路建設。其中，瀝青混凝土按照不同的分類標準，又可分為不同的種類。

1 按照所用集合料粒徑的不同，可以分為細粒式瀝青混凝土、中粒式瀝青混凝土、粗粒式瀝青混凝土三大類。

2 按照瀝青混合料壓實后密實度的不同，可以將瀝青混凝土分為一級密級配瀝青混凝土、二級瀝青混凝土和開級配瀝青混凝土三種。

四、不同集合料粒徑瀝青混凝土對于路面結構受力的影響

1 細粒式瀝青混凝土指的是集合料粒徑在9.5mm-13.3mm之間拌制成的瀝青混凝土。細粒式瀝青混凝土的密實度較高，很容易滿足高速公路的防水和防滲性能的要求。并且，由于細粒式瀝青混凝土的密實性良好，在鋪設的過程中，只需要很薄的一層就可以。與此同時，這種混凝土的弱點就暴露了，路面性能尤其是耐久性、抗滑性能和抗高溫變形能力就會出現(xiàn)問題。密實性良好，則抗高溫性能和抗滑能力就會差一些；若路面的抗滑移能力和抗車轍能力較強，則路面孔隙率就會較大，路面結構層抗?jié)B能力就會變差，路面容易滲水，滲水后造成路基膨脹、不平，導致路面破壞。所以，細粒式瀝青混凝土對路面結構的影響主要表現(xiàn)在路面抗滑和抗高溫能力較差。

此外，細粒式瀝青混凝土的孔隙率小，則抗震能力和傳力能力較強，由路面?zhèn)鱽淼淖饔昧υ诼访鏇]有得到很大程度的減少，所以，這種路面對基層和墊層的要求非常高。由于路面面層和基層之間的承受力和變形差別較大，路面面層結構受力均勻，面層和基層、墊層之間很容易形成層面錯移，導致公路破壞。

2 中粒式瀝青混凝土指的是集合料粒徑在16mm-19mm之間拌制成的瀝青混凝土。中粒式瀝青混凝土的密實度相比細粒式較差，但是其集合料粒徑稍大，骨料之間空隙較大，混凝土粗一些，使得其抗高溫變形能力和抗滑能力增大，耐久性更高一點。但是，正是由于骨料粒徑大，其抗?jié)B能力和防水能力較低。一般用只能中粒式瀝青混凝土鋪筑，厚度在3.5cm到6cm，并且為單層鋪筑。一般為了加強路面的防水抗?jié)B能力，會在表面進行處理。

中粒式瀝青混凝土是一種中和狀態(tài)的路面結構，其各種力學性能均衡，路面結構受力較均勻，傳力能力較好，所以，其破壞形式一般為路面碾壓破壞，使用壽命相對較長。

3 粗粒式瀝青混凝土指的是集合料粒徑在26.5mm-31.5mm之間拌制成的瀝青混凝土。粗粒式瀝青混凝土的骨料粒徑最大，其孔隙率較大，則抗?jié)B能力和防水能力較差，相對的，這種路面的抗滑能力和抗高溫能力也最大。

粗粒式瀝青混凝土路面結構最為復雜。首先，由于摩擦水平力大，路面受到的水平力大，應力分散和互相抵消減少路面的破壞程度。鋪裝上層的縱向拉應力比橫向最大拉應力大，下層的應力和應變在一定程度上弧形抵消一部分，所以，路面結構受力破壞最嚴重的部位就是路面上層。粗粒式瀝青混凝土路面屬于柔性結構層，其承擔壓力和傳力性能都比較好，結構受力均勻分散不易產(chǎn)生溫縮和干縮開裂，路面裂縫產(chǎn)生較少，所以這種路面現(xiàn)在應用較廣。

集合料的粒徑大小直接關系混凝土強度的大小，集料的壓碎值、抗壓強度大小和集合料中細長扁平顆粒的含量都會影響路面的穩(wěn)定性。細粒式瀝青混凝土，其顆粒粒徑小，集料的壓碎值小，抗壓強度大，路面的穩(wěn)定性相對較大，路面不易發(fā)生因超載重載發(fā)生變形。但是，細粒式瀝青混凝土路面膨脹后由于空隙小，容易發(fā)生因溫度差異過大而發(fā)生變形的現(xiàn)象。所以，細粒式瀝青混凝土路面多用于溫差較小且常年多雨的南方城市。中粒式瀝青混凝土雖然比細粒式瀝青混凝土的孔隙率大，其抗高溫能力較大，但是，因為集合料粒徑大，其壓碎值和抗壓強度就會下降，繼而路面穩(wěn)定性能下降。這種混凝土常見于中部地區(qū)和北方二級公路中。粗粒式瀝青混凝土最大的優(yōu)點就是抗滑能力好，孔隙率大，在溫度變化大的環(huán)境下變形較小。同時，由于粒徑過大，其抗壓性能和防水能力最差，所以，這種路面常用于缺水且溫度變化較大的西北地區(qū)。

結語

瀝青路面的結構受力很復雜，本文只是對混凝土粒徑的變化產(chǎn)生的路面結構受力的變化進行了分析和總結。其實，路面結構受力受很多因素的影響，如路基土質(zhì)情況、基層施工和墊層施工質(zhì)量的影響，以及外界溫度變化、降水風力和交通狀況等環(huán)境因素的影響。抓好每一個環(huán)節(jié)的施工才能保證路面結構受力的最有益化。

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