沥青路面均匀性对路面性能的影响

孙贤东

(重庆交通大学 重庆 400074)

一、引言

沥青路面的材料组成以及施工人员、施工机械等因素会对沥青路面的路用性能产生影响。从沥青集料的角度讲，混合料级配组成对其路面使用性能有重要影响，骨架悬浮连续级配密实型混合料的组成中粗集料悬浮在沥青胶砂中，承载力能力较低，沥青路面在温度较高的情况下，粗细集料宜发生严重的分离，从而导致拥包和车辙现象的发生。其优点是设计孔隙率3%～6%，不透水，水损害少。对于沥青碎石混合料(AM)，粗集料占较细集料的比重较大，路面稳定性较高，形成骨架嵌挤结构，抗变形能力较强，具有良好的力学性能。该路面也存在一定的缺点，因为该类型路面沥青、矿粉含量较少，施工完成后沥青路面的孔隙率8%～12%，因为孔隙率较大，会为路面的积水构成一个良好的水通道，水分进入路面后不能够及时的排除路面结构以外，易造成水损害。对于连续级配骨架嵌挤密实结构(SUPERAVE)，该路面以粗集料作为路面的抗载骨架，具有较强抗车辙能力，同时相比于AM路面又添加了适量的细集料和矿粉，路面的孔隙率在4%～7%之间，路面孔隙率较低，减少了水损害的发生。由此可见，集配对路面性能的影响具有决定性的影响。

二、沥青路面离析表现形式

沥青路面离析的三种不同的表现形式主要有：

(1)沥青路面粗细集料集合不紧密，导致粗细集料的分布不均匀，表现形式为粗集料集中或者细集料过多，沥青路面的力学结构不稳定，从而发生离析、沥青含量发生变化。

(2)混合料不同部位产生温度差异，原因是在拌和、储存、运输、摊铺和碾压过程中由于热交换的损失不同而造成了不同区域内温度的不同。

(3)对位于不同位置的混合料施加了不同的压实功，从而影响了孔隙率的大小。

沥青混合料包含沥青胶质、集料颗粒和空气空隙等部分组成，理论上讲，在路面的施工过程中，在同等的施工条件下形成沥青路面的沥青混合料中的各组成部分应当均匀分布。为实现优良的服务水平和长久的使用寿命，量路面内部各组成材料也应该分布均匀。但是，由于影响路面施工过程的影响因素较为复杂同时具有众多不可预见性，如日照、温度等，在路面的施工过程中不存在绝对的均匀，这就意味着沥青路面的非均匀现象是不可避免的。因此，基于保证路面使用寿命的必然要求，同时也是对路面行车安全的维护措施，对沥青路面的施工均匀性必须加以重视。

三、沥青路面均匀性研究现状

针对沥青路面评价方面，唐娴等人[1]以颗粒力学为理论基础分析了沥青混合料的运动规律，以沥青混合料堆积模型为基础开发了沥青混合料离析测定仪，提出采用离析势能指数作为评价沥青混合料离析程度的指标，并建立了混合料离析的标准。张肖宁等[2]从统计学角度出发，通过分析沥青混合料组成、混合料结构和孔隙率结构存在的变异性，提出采用粒径分散系数差作为指标评价沥青混合料的变异性指标。麻旭荣等[3]通过分析探讨孔隙率、理论最大密度和孔隙率，从而发现沥青混合料级配组成同体积参数之间的关系，提出以级配偏差值、沥青用量及最大理论密度的差值作为混合料离析程度的评价指标可以更全面的评价沥青路面的离析情况。以上研究主要以沥青集料的物质特性为切入点，沥青混合料的材料特性为研究对象，通过分析沥青混合料在施工过程中的离析原因，提出反应沥青混合料集料可可丽动态行为规律的离析评价指标。

四、温度与压实对路面性能的影响

(一)路面性能随温度、压实变化而变化的机理

当压实的过程中，沥青集料温度较低且碾压机械的压实功率较小时，混合料内部结构压实程度较低从而导致抗车辙的能力较低。当压实条件不良时，沥青混合料的密度较低，相对应的时间孔隙率较大，试件内部混合料中粗集料颗粒间的接触较差，未能形成良好的骨架结构，使得沥青混合料在高温和荷载作用下易差生较大的密度压实变形，抗车辙性能较差。随着压实温度或压实次数的增加，在一定范围内，试件孔隙率较小，混合料内部粗集料接触紧密，高温稳定性得到相应提升。

(二)提升路面均匀性的措施

扈惠敏等[4]人提出干扰沥青混合料出场温度变异性的因素有：沥青集料的湿度，当沥青集料的湿度较大，干燥程度不达标的情况下，沥青与集料的混合会较干燥的集料与沥青混合时的温度低，从而导致其出厂温度更加不均匀，温度变异性更大；其次，另一个影响因素是沥青混合料出厂温度的设定值，沥青集料的出厂温度设定值越高，温度变异性越大；最后，搅拌楼与施工场地的距离也会影响集料的温度均匀性，若沥青集料运输距离较远会使集料在运输过程中集料的热损失较大，不利于路面的压实工作。

根据施工现场的路基的实际情况选择合理的机械组合及足够的碾压遍数，复压阶段既要保证路面有足够的压实度，同时也要保证路面具有较高的均匀性。因此，应遵循钢轮压路机与胶轮压路机相互配合的施工方式。根据两者的不同特性，钢轮压路机压实功较大，使用钢轮压路机能够保证路面具有良好的压实度，胶轮压路机压实功较小，但压实变异性较小，并且碾压的路面外观颗粒更加均匀和完整，对路面施工过程中路面中、上面层在复压阶段宜采用胶轮压路机为主。在施工下面层时，在复压阶段可较中、上面层钢轮震动次数增多，钢轮振压以2—3遍为主。

五、总结

导致沥青路面离析及路面非均匀的影响因素较多，其中影响因素包含人力、物力、管理、施工机械等多方原因，要保证路面的使用性能优秀必须要根据实际的施工情况灵活的管理施工人员配置，优化施工组织结构，只有考虑多方因素，才能保证施工这个有机整体的高效率产出。