浅析沥青混合料使用性能及改善措施

郭彦伟

(黑龙江省农垦绥化管理局肇源农场交通科)

1 前 言

沥青路面是我国目前公路的最主要结构型式，我国高等级公路中有接近90%是沥青路面，因其有着较好的使用性能，受到广大建设和使用者青睐，但裂缝、车辙等病害严重影响着公路服务水平。SBS 改性沥青的应用有效解决了高温车辙及变形、低温裂缝等路面损害问题，可极大的提高沥青混合料的使用性能。

2 沥青混合料的使用性能分析

一般沥青混合料具有如下性能:

(1)结构性使用性能，包括:车辙、低温开裂、水损害等

(2)功能性使用性能;(平整度、构造深度、车辙、摩擦系数等)。

沥青路面大都性能均是由沥青混合料自身性质决定的，而混合料的使用品质，又直接决定着沥青混合料乃至路面的使用性能。

2.1 沥青混合料的特点及影响因素

沥青混合料是一种典型的粘弹性材料，影响其路用性能的因素可分为材料内在性能与外部环境条件。不同的外部环境条件对沥青混合料内在性能的要求也不同。沥青混合料配合比设计是一个科学的而具指导意义的工作，首要充分考虑外部环境条件，使设计的材料内在性能可以适应其所处外部环境的实际需求，主要包括高温稳定性、低温抗裂性以及抗水损害性能等指标的要求。

沥青混合料在温度过高或受力作用影响较大且时间较长时，沥青混合料便会产生明显变形，其中不能恢复的部分成为永久变形，车辙便是其典型代表。日本公路路面破坏的主要形式中有80%以上是车辙病害。在一些发达国家，已经对此项技术开展了相关研究，已经开展了部分研究预测技术，一致认为将动稳定度提上较重要地位进行检测和研究。

2.2 黑龙江的气候特点及交通运行状况

(1)黑龙江的气候特点

黑龙江省属于寒温带大陆性季风气候。总的特点是四季分明，寒暑俱烈，早、午、晚温差较大。部分区域极端最低气温低于－37 ℃。最热月份(7月份)平均气温为30 ℃，最热时路表温度接近70 ℃，最大气温温差达60 ℃以上，在这种条件下，沥青路面冬季开裂严重，夏季，在重载条件下，沥青路面易产生车辙。严峻的使用状况考验着沥青混合料的合项性能指标。

(2)黑龙江省部分主要道路的交通运行状况

黑龙江省“公路三年决战”已经告捷，修建及改扩建了多条高等级公路，其中有80%以上是沥青路面，如哈同高速公路，哈双高速公路，哈大高速公路、哈五高速公路、齐泰高速公路、大齐高速公路、北黑高速公路等。公路建设的突飞猛进催生运输领域中公路运输业的比重大幅度增长，即交通量急剧增加，重载车、超载车的比重逐渐增大以及日益严重的交通渠化。在此情况下，路面使用性能显得明显不足，很多路面出现了早期破坏，可见，在寒区气候以及日益增大的交通量双重考验下，以往沥青路面的混合料急需改善。

2.3 应对传统沥青混合料使用性能不足的对策

(1)多年来的生产实践使我们深深地感到沥青混合料的级配调整可以取得很好地效果，笔者曾做过AC －16 及AC－20 寒区调整型级配的跟踪观测及完善，根据以往施工经验来看，混合料内部的空隙率在3.9 ～4.2%左右，而表面的构造深度控制在1 ～3 mm 最为适宜，目前在寒冷地区还很少开展关于AC－25 底面层调整的研究。

(2)改善沥青结合料，使用SBS 改性沥青可全面提升公路沥青路面的使用性能和抵抗早期破坏能力。同时，为有效提高沥青路面的使用性能，表面层沥青混合料一方面要满足泌水条件，另一方面，又要防止出现超密现象，必须对沥青混合料的体积指标进行严格控制。

3 改性沥青在寒冷地区的应用

近年来，由于SBS 的改性应用效果明显，寒冷地区陆续开始广泛采用。SBS 改性沥青在寒冷地区的应用研究始于辽宁省交通运输厅。他们认为:SBS 改性沥青的使用，可使针入度指数明显增加，明显改善软化点、温度敏感性、及抗老化能力等方面的性能。针对于寒冷地区，添加4 －4.2%剂量的SBS 改性剂掺配比例最为经济、有效，可有效改善高低温稳定性及耐久性能。

黑龙江省的哈尔滨－同江高速公路、呼兰－绥化高速公路、哈尔滨机场高速公路等均采用了SBS 改性沥青，通过SBS 改性沥青及其混合料的使用效果分析，应用效果明显优于PE 等其他材料。SBS 改性沥青在寒区的应用，可有效解决目前常见的病害，不但可以起到预防性养护的作用，同时为我省公路铺筑积累了宝贵经验。

寒区沥青混合料的研发与应用，重点在于选取合适于我省沥青路面的材料(集料和沥青)，根据我国现行《公路沥青路面施工设计规范》中AC －25、AC －20、AC －16 和AC －13 的级配范围进行调整，因地制宜，找出适合于我省路用性能的级配范围。根据级配范围进行沥青混合料配比设计，并进行室内实验和试验路的修筑，最终确定黑龙江省简单易行的施工指南或技术标准。

4 结 论

改性沥青在寒冷地区应用起步较晚，目前开展了许多相关研究，但各地区水平不一，积累的经验也有所不同。SBS改性沥青在改善沥青混合料使用性能，应对车辆渠化及灾害性气候所造成的车辙、温缩裂缝等病害方面有着巨大的应用价值，在已有成形经济与理论指导基础上，建议在我国寒区高等级公路建设中积极开展此方面相关研究，并早日应用于工程实践中，相信通过系统地试验研究，会提出适合我国及各地域的更合理的级配范围，通过材料、工艺的完善更好的改善沥青混合料的使用性能。

［1］沈金安. 改性沥青与SBS 路面［M］. 人民交通出版社.

［2］沙庆林. 高速公路沥青路面早期破坏现象预防［M］. 人民交通出版社.

［3］沈金安. 美国的SMA 配合比设计方法［J］. 国外公路，1998，(10).