研究極端持續高溫影響下瀝青路面設計的必要性

李 晉

西安鐵路職業技術學院（712000）

研究極端持續高溫影響下瀝青路面設計的必要性

李 晉

西安鐵路職業技術學院（712000）

2013年夏天，全國很多地方出現了高溫天氣，這種持續高溫會加速瀝青路面結構的老化，影響瀝青路面結構的使用壽命，因此研究極端持續高溫影響下瀝青路面設計就顯得十分必要。

瀝青路面；路面設計；持續高溫

全國普遍高溫的背景下，浙江省的極端持續高溫尤其突出。對7月29日的最高氣溫進行排名，在全國最熱的前十個城市中，浙江就占了七個，且浙江多個地區氣溫破60年新高。該高溫熱浪天氣具有如下特點:一是高溫持續時間長。2013年杭州等城市的高溫日數最多超過歷史同期紀錄48 d。二是高溫強度大。以2013年為例，7月初到八月中旬杭州市持續出現罕見的大范圍38～40℃、局部41～42℃的酷熱天氣，每天高溫持續時間達10～13 h，極端最高氣溫為當地有紀錄以來的最高值。三是高溫范圍廣。7月以來浙江省除部分海島外均出現了35℃以上的高溫天氣，其中38℃以上覆蓋面積高達8萬km2，40℃以上約4萬km2。四是降水少、蒸發大。這種異常氣壓又是全球范圍內的總體因素決定的，氣溫總體持續上升，破壞了地球氣候的穩定，所以近年來極端氣候越來越多。

杭州市公路管理局于2014年對杭州全部普通國省道進行了路面病害調查。調查道路包括G104和 G320 兩條國道，S01、S02、S03、S09、S15 等 16 條省道。G104國道K1470+050～K1475+000段左幅車轍病害較為嚴重，受損面積為27 400 m2；該路段橫向開裂也較為明顯，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，車轍病害非常嚴重，受損面積為9萬m2；S09余杭段車轍病害受損面積為3.6萬m2。S02省道K18+155～K22+100左側路段由于車轍、擁包等病害較為嚴重，簡單修復無法滿足要求。G320國道富衢線和牧松線車轍、擁包受損面積為7 000 m2；滬瑞段車轍、擁包和泛油病害面積為8 521 m2。此次浙江省病害調查顯示，調查路段受損總面積為342 329.4 m2，道路病害以車轍、擁包病害為主。日趨增多的車轍及擁包病害降低了道路的使用性能，使養護與修護費用劇增。

國內外雖然對于瀝青路面車轍問題進行了大量的研究，但過去的持續極端高溫現象并不突出，尚未見到持續極端高溫對于車轍影響方面的研究。由于以下兩個原因，現有的車轍研究成果不適用于持續極端高溫條件：首先，當氣溫為38℃甚至40℃以上的極端高溫時，路面溫度會非常高。據杭州市新聞網2013年7月29日報道，杭州連續五日氣溫超過40℃，路面溫度在70～72℃，8月10日路面溫度更是高達74℃。極端高溫時的路面溫度遠超目

前進行瀝青混合料永久變形或車轍研究的高溫條件（一般為60℃）。在60～74℃的溫度范圍內，瀝青混合料的永久變形規律與60℃以下時可能顯著不同，可能隨溫度的上升出現類似屈服點的突變。其次,瀝青混合料在高溫時是一種粘彈塑性材料，具有顯著的時間效應，而且時間效應并不是時間的簡單疊加，而是會隨時間的延長加速發展，故持續極端高溫對于瀝青路面車轍的影響遠超分散 （即不連續）的多個極端高溫的影響。可能由于上述的兩個原因，實踐中發現在持續極端高溫條件下瀝青路面車轍快速發展，甚至是突然出現并快速發展。由于目前對持續極端高溫的影響研究不足，目前的瀝青混合料配合比設計方法以及瀝青路面車轍預估方法中均沒有考慮該因素。為應對將來可能的持續極端高溫天氣，需深入研究持續極端高溫對瀝青路面車轍影響的機理，并對于目前的瀝青路面材料組成設計和結構設計進行優化。

為有效應對持續極端高溫天氣給公路帶來的不利影響，消除安全隱患，杭州市交通運輸局專門發布了“認真做好高溫天氣公路養護、路政管理的通知”，其中提出要加強高溫路面的日常養護，采用灑水降溫、利用安全錐引導重載車輛變道等措施減少車轍量。灑水降溫以及引導重載車輛變道是減少高溫天氣瀝青路面車轍的有效措施，但目前尚未見到對灑水養護的溫度條件、灑水的頻率、重載車輛變道的溫度條件、變道的方式、變道的時間等進行的研究。

考慮天氣的變化，優化瀝青路面材料組成設計和結構設計能有效地減少持續極端高溫時瀝青路面的車轍，還能為持續極端高溫時瀝青路面養護與管理提供指導,從而可以延長瀝青路面的使用壽命，有利于行車安全。

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

[2]王海燕,紀小平,王延海,等.車轍預估模型研究[J].公路,2015,60(2):40-45.

課題名稱:高溫多雨地區微納米材料改性瀝青的制備及改性

編號:XTZY17G08