瀝青路面均勻性對路面性能的影響

孫賢東

(重慶交通大學 重慶 400074)

一、引言

瀝青路面的材料組成以及施工人員、施工機械等因素會對瀝青路面的路用性能產生影響。從瀝青集料的角度講，混合料級配組成對其路面使用性能有重要影響，骨架懸浮連續級配密實型混合料的組成中粗集料懸浮在瀝青膠砂中，承載力能力較低，瀝青路面在溫度較高的情況下，粗細集料宜發生嚴重的分離，從而導致擁包和車轍現象的發生。其優點是設計孔隙率3%～6%，不透水，水損害少。對于瀝青碎石混合料(AM)，粗集料占較細集料的比重較大，路面穩定性較高，形成骨架嵌擠結構，抗變形能力較強，具有良好的力學性能。該路面也存在一定的缺點，因為該類型路面瀝青、礦粉含量較少，施工完成后瀝青路面的孔隙率8%～12%，因為孔隙率較大，會為路面的積水構成一個良好的水通道，水分進入路面后不能夠及時的排除路面結構以外，易造成水損害。對于連續級配骨架嵌擠密實結構(SUPERAVE)，該路面以粗集料作為路面的抗載骨架，具有較強抗車轍能力，同時相比于AM路面又添加了適量的細集料和礦粉，路面的孔隙率在4%～7%之間，路面孔隙率較低，減少了水損害的發生。由此可見，集配對路面性能的影響具有決定性的影響。

二、瀝青路面離析表現形式

瀝青路面離析的三種不同的表現形式主要有：

(1)瀝青路面粗細集料集合不緊密，導致粗細集料的分布不均勻，表現形式為粗集料集中或者細集料過多，瀝青路面的力學結構不穩定，從而發生離析、瀝青含量發生變化。

(2)混合料不同部位產生溫度差異，原因是在拌和、儲存、運輸、攤鋪和碾壓過程中由于熱交換的損失不同而造成了不同區域內溫度的不同。

(3)對位于不同位置的混合料施加了不同的壓實功，從而影響了孔隙率的大小。

瀝青混合料包含瀝青膠質、集料顆粒和空氣空隙等部分組成，理論上講，在路面的施工過程中，在同等的施工條件下形成瀝青路面的瀝青混合料中的各組成部分應當均勻分布。為實現優良的服務水平和長久的使用壽命，量路面內部各組成材料也應該分布均勻。但是，由于影響路面施工過程的影響因素較為復雜同時具有眾多不可預見性，如日照、溫度等，在路面的施工過程中不存在絕對的均勻，這就意味著瀝青路面的非均勻現象是不可避免的。因此，基于保證路面使用壽命的必然要求，同時也是對路面行車安全的維護措施，對瀝青路面的施工均勻性必須加以重視。

三、瀝青路面均勻性研究現狀

針對瀝青路面評價方面，唐嫻等人[1]以顆粒力學為理論基礎分析了瀝青混合料的運動規律，以瀝青混合料堆積模型為基礎開發了瀝青混合料離析測定儀，提出采用離析勢能指數作為評價瀝青混合料離析程度的指標，并建立了混合料離析的標準。張肖寧等[2]從統計學角度出發，通過分析瀝青混合料組成、混合料結構和孔隙率結構存在的變異性，提出采用粒徑分散系數差作為指標評價瀝青混合料的變異性指標。麻旭榮等[3]通過分析探討孔隙率、理論最大密度和孔隙率，從而發現瀝青混合料級配組成同體積參數之間的關系，提出以級配偏差值、瀝青用量及最大理論密度的差值作為混合料離析程度的評價指標可以更全面的評價瀝青路面的離析情況。以上研究主要以瀝青集料的物質特性為切入點，瀝青混合料的材料特性為研究對象，通過分析瀝青混合料在施工過程中的離析原因，提出反應瀝青混合料集料可可麗動態行為規律的離析評價指標。

四、溫度與壓實對路面性能的影響

(一)路面性能隨溫度、壓實變化而變化的機理

當壓實的過程中，瀝青集料溫度較低且碾壓機械的壓實功率較小時，混合料內部結構壓實程度較低從而導致抗車轍的能力較低。當壓實條件不良時，瀝青混合料的密度較低，相對應的時間孔隙率較大，試件內部混合料中粗集料顆粒間的接觸較差，未能形成良好的骨架結構，使得瀝青混合料在高溫和荷載作用下易差生較大的密度壓實變形，抗車轍性能較差。隨著壓實溫度或壓實次數的增加，在一定范圍內，試件孔隙率較小，混合料內部粗集料接觸緊密，高溫穩定性得到相應提升。

(二)提升路面均勻性的措施

扈惠敏等[4]人提出干擾瀝青混合料出場溫度變異性的因素有：瀝青集料的濕度，當瀝青集料的濕度較大，干燥程度不達標的情況下，瀝青與集料的混合會較干燥的集料與瀝青混合時的溫度低，從而導致其出廠溫度更加不均勻，溫度變異性更大；其次，另一個影響因素是瀝青混合料出廠溫度的設定值，瀝青集料的出廠溫度設定值越高，溫度變異性越大；最后，攪拌樓與施工場地的距離也會影響集料的溫度均勻性，若瀝青集料運輸距離較遠會使集料在運輸過程中集料的熱損失較大，不利于路面的壓實工作。

根據施工現場的路基的實際情況選擇合理的機械組合及足夠的碾壓遍數，復壓階段既要保證路面有足夠的壓實度，同時也要保證路面具有較高的均勻性。因此，應遵循鋼輪壓路機與膠輪壓路機相互配合的施工方式。根據兩者的不同特性，鋼輪壓路機壓實功較大，使用鋼輪壓路機能夠保證路面具有良好的壓實度，膠輪壓路機壓實功較小，但壓實變異性較小，并且碾壓的路面外觀顆粒更加均勻和完整，對路面施工過程中路面中、上面層在復壓階段宜采用膠輪壓路機為主。在施工下面層時，在復壓階段可較中、上面層鋼輪震動次數增多，鋼輪振壓以2—3遍為主。

五、總結

導致瀝青路面離析及路面非均勻的影響因素較多，其中影響因素包含人力、物力、管理、施工機械等多方原因，要保證路面的使用性能優秀必須要根據實際的施工情況靈活的管理施工人員配置，優化施工組織結構，只有考慮多方因素，才能保證施工這個有機整體的高效率產出。