沥青路面
摘要 随着国民经济的腾飞,人们对出行质量的要求原来越高。我国的道路交通也飞速发展了起来,同时多道路的质量的要求也原来越高。路面作为道路的重要部分之一,备受大家的关注。不论从国内还是国外来看,沥青路面被大多数道路建设者所青睐。与传统的水泥混凝土路面相比,沥青路面具有表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、噪声低,施工期短、养护维修简单、适于分期修建等优点,随着我国交通事业的快速发展,沥青路面也成为我国道路的主要路面形式。
关键词 沥青路面 沥青混合料 稳定性 耐久性
一, 沥青路面的基本特性
沥青路面是用沥青材料做结合料修筑面层与各类基层和垫层所组成的路面结构。沥青增强了矿料间的粘结力,提高了混合料的强度和稳定性,从而使路面的质量和耐久度都得到提高。沥青路面属于柔性路面,它的强度与稳定性很大程度上取决于土基和基层的特性。沥青路面的抗弯强度较低,因而要求路面的基础应具有足够的强度和稳定性,所以,在施工时必须掌握路基土的特性进行充分的压实。对软弱土基或翻浆路段,必须预先加以处理。在低温时,沥青路面的抗变形能力很低,因此,在寒冷地区应设置防冻层。沥青路面修筑完成后,由于其透水性差,导致土基和基层里的水分难以排出,在潮湿段容易引起土基和基层松软,从而使路基破坏。对交通量较大的路段,宜在沥青面层下设置沥青混合料联结层,以保证路面有较好的抗弯拉和抗疲劳开裂的性能。 二十世纪五十年代以来,各国修建沥青路面的数量迅速增长,所占比重很大。我过近些年来修建的公路和城市道路大多数采用沥青路面,我国大多数高速公路采用的也是沥青路面。随着国民经济和现代或道路交通的需求,沥青路面将有更大的发展。
二, 沥青路面的分类
沥青路面按其强度构成原理可分为密实型和嵌挤型两大类。
(1) 密实型。密实型沥青路面按其空隙率的大小可分为闭式和开式两种。闭式混合料致密而耐久,但热稳定性差。开式热稳定性相对较好。
(2) 嵌挤型。嵌挤型沥青路面热稳定性较好,但因孔隙率大,易渗水,因而耐久性较差。
按施工工艺的不同,沥青路面可分为层铺法、路拌法、和厂拌法三类。
(1) 层铺法。其主要有点是工艺和设备简单、功效较高,施工进度快、造价较低,其缺点是路面成型期较长,需要经过炎热季节行车碾压之后路面方能成型。用这种方法修筑的路面有沥青表面处治和沥青贯入式两种。
(2) 路拌法。路拌法沥青混合料的强度较低。
(3) 厂拌法。又热拌热铺和热伴冷铺两种。厂拌法使用较黏稠的沥青材料,且矿料经过精选,因而混合料质量高,使用寿命长,但修建费用也较高。
按沥青路面的技术特性分类
(1) 沥青表面处治路面。
(2) 沥青贯入式路面。
(3) 沥青碎石路面。
(4) 沥青混凝土路面。
(5) 乳化沥青碎石路面。
(6) 沥青玛蹄脂碎石路面。
(7) 开级配沥青混合料磨耗层(OGFC)。
三, 沥青路面对路基及基层的要求
对路基的要求,主要有以下两点。
(1) 路基要有相当高的强度。
(2) 路基要有较好的稳定性。
为了保证路基的强度和稳定性,首先要尽可能的减少或防止自由水进入路基。其次是分层填筑路堤,保证一定的压实度,特别是增加路基上部的压实度,提高路基强度和稳定性。
对基层的要求。
(1) 具有足够的强度和适宜的刚度。
(2) 具有良好的稳定性。
(3) 表面必须平整、密实,拱度和面层一致。
(4) 与面层结合良好。
(5) 有较小的干燥收缩温度收缩变形,以减少反射裂缝。
四, 沥青混合料的分类
(1) 按结合料分类
①石油沥青混合料 以石油沥青为结合料的沥青混合料(包括:粘稠石油沥青、乳化石油沥青及液体石油沥青)。
②煤沥青混合料 以煤沥青为结合料的沥青混合料。
(2) 按施工温度分类
按沥青混合料拌制和摊铺温度分为:
①热拌热铺沥青混合料 简称热拌沥青混合料。沥青与矿料在热态拌和、热态铺筑的混合料。
②常温沥青混合料 以乳化沥青或稀释沥青与矿料在常温状态下拌制、铺筑的混合料。
(3) 按矿质集料级配类型分类
①连续级配沥青混合料 沥青混合料中的矿料是按级配原则,从大到小各级粒径都有,按比例相互搭配组成的混合料,称为连续级配混合料。
②间断级配沥青混合料 连续级配沥青混合料矿料中缺少一个或两个档次粒径的沥青混合料称为间断级配沥青混合料。
(4) 按混合料密实度分类
①密级配沥青混凝土混合料 按密实级配原则设计的连续型密级配沥青混合料,但其粒径递减系数较小,剩余空隙率小于10%。密级配沥青混凝土混合料按其剩余空隙率又可分为
I型沥青混凝土混合料:剩余空隙率3%~6%;
II型沥青混凝土混合料:剩余空隙率 4%~10%。
②开级配沥青混凝土混合料 按级配原则设计的连续型级配混合料,但其粒径递减系数较大,剩余空隙率大于15%。亦有将剩余空隙率介于密级配和开级配之间的(即剩余空隙率10%~15%)混合料称为半开级配沥青混合料。
(5) 按最大粒径分类
沥青混凝土混合料的集料最大粒径可分为下列4类:
①粗粒式沥青混合料 集料最大粒径等于或大于26.5 mm(圆孔筛30 mm)的沥青混合料。
②中粒式沥青混合料 集料最大粒径为16 mm或19 mm(圆孔筛20 mm或25 mm)的沥青混合料。
③细粒式沥青混合料 集料最大粒径为9.5 mm或13.2 mm(圆孔筛10 mm或15 mm)的沥青混合料。
④砂粒式沥青混合料 集料最大粒径等于或小于4.75 mm(圆孔筛5 mm)的沥青混合料,也称为沥青石屑或沥青砂。
沥青碎石混合料除上述4类外,尚有:特粗式沥青碎石混合料,集料最大粒径37.5 mm(圆孔筛40 mm)以上。
热拌沥青混合料是沥青混合料中最典型的品种,其它各种沥青混合料均为由其发展而来的亚种。本节主要详述它的组成结构、技术性质、组成材料和设计方法。
六、沥青路面的稳定性与耐久性
1、沥青路面的高温稳定性
高温稳定性不足:有车辙、推移、拥包、搓板、泛油等病害
(1)车辙的类型
①失稳性车辙:沥青路面结构层在车轮荷载作用下,内部材料流动,产生横向位移,在轮迹处出现变形。
②结构性车辙:路面结构在交通荷载作用下产生整体永久变形主要是由于路基变形传递到面层引起。
③磨耗性车辙:路面结构顶层材料在车轮磨耗和自然环境因素作用下不断损失而形成的永久变形。
(2)车辙的形成过程
①初始阶段的压密过程
②沥青混合料的侧向流动
③集料的重新分布及集料骨架的破坏
2、沥青路面的低温抗裂性
沥青路面的低温开裂有两种形式:一是由于气温骤降使面层收缩,在有约束的沥青层内产生的温度超过沥青混凝土的抗拉强度造成开裂。另一种形式是温度疲劳裂缝,沥青混凝土经受长时间的温度循环,应力松弛性能下降,极限拉应变变小,结果在温度应力小于抗拉强度的情况下开裂。
3,沥青路面的水稳定性
沥青路面的耐久性主要依靠沥青与集料之间的黏附程度,水和矿料的作用破坏了沥青与集料之间的黏附性,是影响沥青路面耐久性的主要因素之一。在我国水损害问题仍是一个尚未被充分认识的潜在危险。无论在冰冻地区,还是在南方多雨地区,水损害都有可能发生。水害发生后使得沥青与集料脱离,从而使路面出现松散、剥离、坑洞等病害,严重危害道路的使用性能。
小结
交通运输业的发展,能够极大的推动经济的发展。随着交通需求的增大以及人们对交通质量的要求提高,道路建设材料也在不断的更新,沥青路面做为现在被广泛采用的路面基础,其品质和施工工艺还需要继续提高,使其为我们提供安全舒适的交通环境。
附录
参考资料《现代道路路基路面工程》