公路沥青路面性能的提高途径及沥青材料技术发展

刘县安

（山东泰华路桥工程有限公司，山东 烟台 264003）

近年来，由于政府的大力投资，我国高速公路建设得以迅速发展，特别是高速公路的建设取得了显著的提升，这些高速公路大多采用密实级配的沥青混凝土路面。高速公路沥青路面需要满足大量高速、安全、舒适的行车通道，因此所采用的沥青路面必须具有良好的防滑性能，具有良好的平整度。

1 改善沥青路面使用性能的必要性

沥青路面的使用性能是指路面提供的行驶条件。路面性能可以通过道路使用者的综合感受来评价。路面性能良好，驾驶舒适性好，道路使用者对路面的评价较高。相反，驾驶不舒服，评价很低。沥青路面的性能不仅影响行车舒适性，而且影响行车安全性。路面性能差必然会增加驾驶难度，降低运输效率，增加油耗，直接影响交通和经济发展，并带来严重的社会负面影响。高速公路是连接重要政治或经济中心的纽带。路面性能是路面质量的表现。因此，在路面工程的建设应高度重视性能的路面使用寿命，充分了解路面的性能的变化，根据使用性能在任何时间或交通量的发展变化规律，制定合理的维修计划。但目前，路面性能普遍难以满足理想的要求，路面性能的下降不符合正常的变化规律。因此，当下研究如何提高路面性能具有十分重要的意义。

2 影响沥青路面使用性能的因素与改善途径

路面性能的评价取决于路面使用者对路面状况的综合感受。通过对道路使用者的大量调查研究，提出了道路服务绩效指标。结果表明：影响路面性能的主要因素是路面平整度，其次是路面裂缝，最后是车辙。也就是说，道路使用者最关心的是，影响他们感受的第一个因素即路面的平坦度。路面出现坑洼、松动、移位、抱袋等病害时，用户最容易感觉到。

路面平整度是整个路面的综合评价指标。除道路本身外，还与线路内桥梁桥面铺装、桥梁过渡段（即桥头、涵洞顶） 伸缩缝安装、处理质量密切相关。如果这些问题处理不好，就会影响其服务性能指标，服务性能就会变差。影响沥青混合料疲劳特性的因素很多，不仅与材料的性能（类型、组成等）、环境因素（温度、湿度等）、加载方式等有关，还与沥青混合料的刚度有关。因此，任何影响强度的因素（矿石级配、沥青种类和用量、压实度和空隙率、试验温度、加载速率和应力水平等） 都会对混合料的疲劳特性产生影响。提高路面性能的主要应该改善平面度，减少路面裂缝和车辙以及相关其它方面，实现这些目标，我们必须从路面设计（包括结构和表面设计）、材料设计和施工方面考虑，三个因素的影响和相互关系。车辆行驶在路面上，车轮与路面直接接触，路面的综合质量通过表层反映出来。如路基沉降、不均匀沉降、底部裂缝等最终会反映在路面上，间接影响路面的性能，而路面损伤则直接影响路面的性能。

3 沥青材料及其技术发展

随着公路等级的不断提高和交通量的增加，提出了旋转膜炉除透度、延伸率、软化点三个常规指标外，还提出了脆性点、蜡含量、成分分析、附着力、时效等一系列非常规指标。应用流变学的理论和方法，研究了沥青的粘弹性、蠕变、应力松弛、温度和时间对沥青性能的影响以及刚度和渗透指数的影响。常见的沥青生产技术已经不能适应一些大型交通道路路面性能要求，因此，公路交通部门在不断寻求更合理的道路沥青的相关性能指标的同时，也在不断寻求改善沥青性能的材料类型和添加修改过程产生高质量的改性沥青，未来的研究方向将在此方面持续很长一段时间。今天大量使用的沥青是粘性石油沥青（也称为针状沥青），它是在工业用油中提炼石油后提炼出来的。其中，溶剂沥青的比例越来越高，因为溶剂脱沥青过程中，随着沥青油的提取溶剂脱沥青蜡含量大大降低，因此道路沥青的性能改善。根据油源和炼油工艺的不同，得到了重交通道路和中、轻交通道路用的两种粘性石油沥青。根据添加溶剂挥发率的不同，轻液沥青可分为慢凝液沥青和快凝液沥青。轻量化沥青广泛应用于路面剥离器。例如，沥青路面的砾石和基层的配比以及水泥、石灰、粉煤灰等无机复合稳定土或颗粒材料的半刚性基层必须覆盖透水性沥青。

乳化沥青需要专用的生产设备，质量稳定，乳化剂好，生产工艺控制好，满足这些条件后，乳化沥青的优点就会有更多，适用范围也会更广，不仅可以用作油的粘接层，还可以用作油、沥青混合料的混合。沥青混凝土混合料是由适当比例的粗骨料、细骨料和填充料按照规定等级的矿物材料和沥青拌在一定温度下按沥青混合料的技术标准配制而成。沥青混凝土是一种密实的悬浮结构沥青混合料，其拌合摩擦角很小。由于这种结构的沥青混合料的黏聚力受沥青性质的影响较大，沥青会随着温度的升高而逐渐软化，因此沥青混凝土高温下的抗剪强度较低，即高温下的稳定性较低。沥青混凝土孔隙少，耐久性高。沥青混凝土在高温下的低稳定性可以通过一些方法来改善。在冬季，温度不是很低，可以使用更粘的沥青；在需要高温稳定性和低温抗裂性的地区，可以对适当粘度的沥青进行改性，得到兼具这两种性能的沥青，从而提高沥青混合料的综合性能。沥青混凝土适用于各级公路沥青路面，表层和底层的高速公路、一级公路。

4 结语

紧跟国家发展的步伐，我国公路沥青路面性能正在提高且将会不断提升。