关于提高沥青路面高温稳定性的探讨

田 明

（甘肃省公路工程质量试验检测中心有限公司，甘肃 兰州 730030）

公路建设的快速发展使得沥青公路发展已经成为必然，原因在于其各种各样的优点：修建成本低、道路质量高、易于车辆行驶、易于维修等。但沥青路面受外界因素影响损坏也较为严重，比如：当前沥青路面修建中常常出现塌陷、泛油等问题。因此鉴于沥青路面的优缺点，施工人员应当积极采取处理措施，以便于发挥沥青公路优点，保证公路修建质量。

1 沥青路面车辙的种类

一般情况下，沥青道路受各种因素影响，高温热稳定性遭到破坏，主要表现在路面上出现的车辙。沥青路面的车辙分为四种类型：结构性车辙、失稳性车辙、磨损性车辙和压密性车辙。

1.1 结构性车辙

所谓的结构性车辙主要是由于各种车辆在形式过程中的总重量超出了沥青公路的承受范围，进而破坏了沥青路面的基层结构，最终整个路面呈现U 形。

1.2 失稳性车辙

失稳性车辙也称为流行性车辙，主要形成的原因就是沥青路面中的各种材料在高温烘烤下发生流动变形。尤其是当沥青路面中的材料发生流动变形后进一步受到了来往车辆的碾压，这进一步影响了沥青路面的结构稳定性，最终出现失稳性车辙。

1.3 磨损性车辙

所谓的磨损性车辙主要就是指来往车辆对道路的破坏，这种磨损性车辙的形成与沥青路面的强度有着较大联系，如果沥青路面强度较高，那磨损性车辙出现的几率就较低。

1.4 压密性车辙

压密性车辙也是当前沥青路面所出现的车辙性问题之一，其主要是由沥青路面中的压密导致，与外界因素联系不大。

2 影响沥青路面高温稳定性的因素及其具体措施

2.1 材料因素

沥青路面高温稳定性的高低离不开修建材料的影响，如果建设人员在修建过程中能够根据建设要求选择符合标准的建设材料，那就可以提高沥青路面高温稳定性，所以建设人员应当加强对沥青、填料等材料的管理。

沥青是多种碳氢化合物的混合物，无定形物质，这造成其没有明确熔点的特点，随着温度逐渐升高，沥青路面中包含的沥青物质也将逐渐软化，进而造成路面软化，形成车辙。对此，是没有有效的解决措施或者可替代材料的，只有人为的在特定条件下，一次又一次的升高温度，最终达到规定的软硬时，确定沥青的软化点。而所谓的软化点实际上与沥青路面中沥青质的多少有着重要联系，如果沥青路面中含有较多的沥青质，那就可以保证沥青路面的修建质量，降低路面出现车辙的几率。所以在沥青材料的选择时还要将其软化性考虑在内。

例如：某地在进行路面沥青材料的选择之前，先对当地的最高温度和最低温度进行测量和记录，将得出的数据同标准数据相比照。确定在所需要的沥青材料中添加多少比例的水分，也就是沥青质的含量达到多少。这样在夏天或者冬天状态下，沥青路面的软化点就会相应提高或降低，减少夏天软化和冬天脆化的现象，提高公路的高温稳定性。

在沥青路面高温稳定性研究中，除了沥青会对路面稳定性有着显著影响外，蜡的质量也会对沥青路面造成威胁，这主要是因为蜡在受到高温烘烤时会出现融化情况，这就会直接降低了沥青路面高温稳定性，导致沥青路面使用质量降低。而且蜡的融化也会降低沥青路面的防水性以及粘连性，这也会影响沥青路面的高温稳定性。因此在后续的施工中，施工人员应当加强对蜡材料的选择和控制，避免出现蜡融化问题。

例如：最早时，工人将湖沥青和岩沥青等天然沥青经过上期提炼和自然氧化，在具备良好的高温热稳定性时，掺杂使用。这样就会避免上述路面在高温时出现的状况。目前，随着技术的改进，研究人员研发了一种沥青改性剂的物质。将其添加到沥青原材料中后便会对沥青的原本属性改变，使其耐高温、耐低温。而就当前的沥青改性剂的研究来看，使用范围最广的改性剂主要包括热塑性橡胶类、橡胶类两种。首先，就热塑性橡胶类改性剂来讲，其主要的作用就是提高沥青的抗高温性能，进而提高沥青路面的高温稳定性。其次，橡胶类改性剂发挥作用的原理其实和热塑性橡胶类一样，其都是通过提高沥青的抗高温性能来保证沥青路面高温稳定性，但这种橡胶类改性剂效果要比热塑性橡胶剂的效果更好。

2.2 温度因素

除了材料性能会对沥青路面高温稳定性产生一定影响外，温度因素也会对沥青路面的高温稳定性产生一定影响，这是因为沥青路面混合材力学受温度因素影响较大，在不同的温度环境下，沥青路面的混合材力是不同的。如在较高的环境温度下，沥青路面的混合材力会比低温环境下的混合材力低，从而在相同荷载量的前提下，造成高温稳定性问题，这种现象是与绝对温度，日光照射强度以及气候有关，持续高温对路面的破坏作用往往对于持续低温或者绝对高温。因此，在不同地区进行沥青公路面的修筑要根据当地的气候特点和类型以及温度变化进行材料的选择和使用。从而降低温度对沥青路面高温稳定性的影响，提高公路使用年限。

例如：在公路修建之前，相关工作人员应当先对当前地区的气候以及温度进行测定，再对往前年份公路使用材料和使用情况进行调查和研究。根据调查结果和研究结果进行公路材料的选择和设计。在温度特别高的地区，就要避免使用那些软化点比较低的材料，防止公路在持续高温的情况下软化；还可以适当在沥青材料中添加EVA 或者SBS，改善沥青材料的热稳定性能，从而提高其在高温下的耐性。当然，某些特别热的地区还可采用人工降温的方法，延缓沥青路面软化的过程，比如，定时定点利用洒水车降低路面温度等等。总之要尽可能的降低温度对沥青路面持久性的影响。

2.3 荷载因素

调查显示，荷载因素也是造成沥青路面产生车辙或者降低沥青路面热稳定性的重要因素。其表现主要在以下几个方面：首先是荷载的大小，若在同一时间或者单位时间内通过沥青路面的荷载量大大超过了其能承受标准的荷载量，那么在沥青路面长产生车辙或者裂痕也是理所应当的了。根据国内外调查显示，在交通量比较重的地段，与其他地段公路面相比，沥青路面的高温病害要严重得多。其次是表现在汽车轮胎的压力上面。轮胎压力的增大对路面的破坏要比本身荷载量增大严重得多。通常情况下，很多重载和超载的车辆为了提高其载货能力，降低危险指数，会选择增大轮胎的压力，这对于沥青路面来说无疑是雪上加霜，在承受了超过标准荷载量的基础上，又承受了过大的轮胎压力，加速了沥青路面高温病害的产生。第三种作用表现在作用时间上。当车辆行驶速度较快时，那车辆在路面上的停留时间就短，最终对路面所产生的压力也就较小。相反，当行驶车辆速度较慢，那其对路面所产生的压力也就较大。但车辆行驶速度与车辆荷载量也有着众多的联系，即车的荷载量较高时，那车辆行驶速度就较慢，而当车辆荷载量较低时，那车辆行驶速度就较快。如果沥青路面长时间受到较大外部作用力的影响，那就会形成流动性车辙。因此，在交通量比较大，停车场区域以及长坡路段要格外注意长时间运作对沥青路面的影响，加强沥青混合材料的高温稳定性改善和建设。

例如：为了缓解沥青路面的工作力度和强度，相关部门可以采取限行的政策，单号日，单号车牌可以出门，而双号日则双号车辆可以出门。大大减轻沥青路面的工作量度。除此之外，还要加强对超载车辆的检测，对所有上路的大型车辆进行重量检测，若合格，则可以继续在公路上行驶，但若不合格，则需卸车继续行驶，或交纳道路维修费。长此以往，大车司机就会注意避免超载行驶，降低对路面的损害和影响。最后，相关部门还要检测对轮胎压力的检测，部分车辆为了行驶方便，加大轮胎的压力，进而导致公路的高温稳定性结构遭到破坏。总之，检测部门要格外注意荷载因素对沥青路面的影响，因为该因素是在人为范围内最可能解决的一项问题，从而大大提高沥青道路的使用年限。

2.4 结构因素

沥青道路的修建结构也对沥青道路高温热稳定性产生较大影响。这主要表现在以下几个方面：其一是沥青层厚度。沥青层厚度越厚，可能产生的车辙就越严重，反之则矫情，由此可得，沥青层的厚度是沥青路面产生高温病害的基础。根据实际调查分析结果显示，由高温病害造成的车辙不一定出现在路面上层，还可能出现在沥青路面的中层或者下层部位，因此，在对车辙问题进行清扫或者检测时还要对路面的中下层部位给予重视，必要时可将路面抛开进行补休。其二体现在基层类型上。从当前的研究结果来看，还无法理清基层类型对沥青道路高温热稳定性破坏的主要作用机制，但是可以确认的是，基层的高度会使沥青面层在车辆荷载作用下受到更大的冲击力，从而更容易产生热稳定性破坏的问题；基层的导热性配能，也会影响面层的力学性能，改变沥青路面层的高温性能。

例如：在修建沥青道路时，设计人员设计的基层厚度应该是在安全标准的基础上，尽可能的减少厚度，从而降低在相同程度荷载量下对道路的影响，其次再选择修建道路的使用材料时，要适当选取几样硬度比较低的材料，从而降低基层硬度，减少车辆在行驶与道路面接触过程中产生的冲击力。从沥青道路结构方面下手可以高效缓解热稳定破坏的问题。

2.5 现场施工质量因素

现场施工人员的技术和态度决定着混合料的均匀性和压实性是否符合规定要求；现场空隙率是否也符合沥青道路修建的标准要求；沥青道路的密水性是否良好。在这些检测标准符合要求后，修建出的沥青公路才会拥有较高的热稳定性，才不会轻易产生路面车辙。但是如果施工人员在修建公路时混合料离析很严重，粗细明显不均匀，就会造成部分粗颗粒聚集在一起，产生压实不足，密水性不好，很容易引起水损害；同样的，在细小颗粒集中分布的地区，尽管密水性优良，但是其空隙率不符合要求标准，会在高温承载地区发生变形，从而产生车辙。通常情况下，修建沥青道路的数据要求：空隙率在3%～8%之间，提高道路的密水性，防止道路内部水分过分蒸发，产生高温病害。

例如：在上述因素的影响作用下，相关部门招聘技术过关的施工人员。在其他条件状况相似的条件下，技术水平才是关键。技术水平越高，修建出来的沥青道路越符合要求，高温病害对其的消极影响也就越小。当然，在技术水平相似的情况下，要考察施工人员的综合素质，避免出现糊弄完工的现象发生。因此，在招聘施工人员时，要加大考核力度，提高准入门槛。可以给其布置一项修建任务，在相同时间内完成。对那些完不成的应聘人员，不予以考虑。原因在于其工作效率太低。而对于那些出差错太多的应聘人员也不予以考虑，因为修建沥青公路需要施工人员细心完成，容不得一点差错。然后将剩余人员的作品进行比较，明显水平高于其他人员且全部一步一步细心完成的员工予以优先录用，那些水平差一点，但是做工良好的排在考虑的第二位，那些水平较高但是做工粗糙的则排在考虑末尾。这样下来，招聘到的施工人员便是水平高且综合素质能力强的员工，对施工质量具有一定的保证。

2.6 其他方面

当然，沥青路面的高温稳定性也与其设计、交通和环境有着密不可分的关系。在设计方面，尤其是在高温地区，可以适当减少高坡和坡度，降低行驶时间，从而减轻对道路的破坏作用。在交通方面，做好缓解交通压力措施的制定和实施，减缓道路压力，降低车辙出现可能。总之，要想提高沥青道路的高温稳定性，需要从多方面考虑。

3 总结

影响沥青道路高温热稳定性的因素是多方面的，有上述提到的材料、气候、结构、交通等等啊，还有很多当前没有发现的因素。因此，相关部门需要做的是针对目前已知的影响因素，并综合考虑工程的实际情况，选择合适修建方式、材料和设计，尽可能的提高沥青道路的热稳定性，降低其对温度等外界环境的敏感性。