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論瀝青路面的強度和穩定性
2023年05月15日    閱讀量:145433    新聞來源:瀝青網 sinoasphalt.com  |  投稿

論瀝青路面的強度和穩定性 瀝青網,sinoasphalt.com

道路的面層是道路的一個重要組成部分,它直接影響公路的行車速度、運輸成本、行車安全與舒適程度。瀝青路面由于使用了粘結力較強的瀝青材料,使礦料之間的粘結力大大加強,從而提高了礦料的強度和穩定性,使路面使用質量大為提高,延長了路面使用壽命。如何保證瀝青路面具備必要的強度和穩定性一直是道路建設設計與施工中需要不斷研討的重要課題瀝青網sinoasphalt.com。


一、關于瀝青路面的強度

通常運用庫侖理論來分析,即強度形成主要看兩個基本參數--材料的內摩阻力和粘結力是否滿足要求。要提高它的強度,就要設法提高材料的這兩個參數,并從這兩個方面采取措施。尺寸大、表面粗、多棱角、顆粒均勻的礦料比尺寸小、表面光滑、顆粒不均的礦料有較高的摩阻力。


瀝青的含量過多,瀝青對礦料的涂覆層過厚,摩阻力就會減少。在瀝青砼材料中摻加一定數量的礦粉,可以提高其粘結力。當瀝青路面材料含有水份時,由于水份的表面活性很高,吸附在礦料表面,使瀝青與礦粉分離,會造成粘結力降低。


因此,選擇合理的骨料尺寸,嚴格控制油石比,盡量保證粒料干燥是提高強度的有效措施。根據我們的施工經驗,瀝青面層宜不少于兩層鋪設,下層采用骨料尺寸相對大一,石粉少一些,油石比相對偏低的配比;上層則采用骨料尺寸、石粉用量適中,油石比相對偏高的配比。


二、關于瀝青路面的穩定性

1、瀝青路面的高溫穩定性瀝青路面的重要特點之一是其強度和抵抗變形的能力隨著溫度的升高而顯著降低,能相差幾倍甚至幾十倍。


在夏季高溫時,在陽光下瀝青表面的最高溫度可達60攝氏度至70攝氏度,這就造成瀝青面層材料在高溫下的抗壓強度和抗彎強度不足。


汽車在啟動和制動,特別是在緊急制動時,如在停車場、停車站、交叉口和車輛經常換擋和變速的路段上,就會出現堆積和以車轍、擁包為特征的路面剪切變形,此時,泛油現象也經常出現。


這種病害產生原因的共同之處就是:瀝青稠度偏低,用量過多,油石比過大,礦料用量不足。在氣溫較高和交通繁重的條件下,凡細粒式瀝青砼應選用稠度較高的瀝青,不宜選用稠度較低的瀝青。


為提高瀝青混合料的高溫穩定性,主要采取三方面的措施:


一是提高材料的摩阻力,具體措施是在混合料中增加粗骨料的含量,保持良好的級配以形成穩定而密實的骨架結構;選用紋理粗糙和棱角多的骨料,也能提高內摩阻力。


二是適當提高瀝青稠度。


三是提高瀝青與礦粉的粘結力,如在瀝青混合料中加入較高活性的石灰石礦料。


另外適當控制瀝青用量等也能取得較好的效果。


如果已出現泛油、油包時處理方法為:


根據泛油嚴重程度撒鋪不同粒徑和數量的礦料,貫徹先粗后細、少撒、勤撤、撒勻的原則。


對油包則采用加熱器燙軟或趁氣溫較高時鏟除過高部分,撒少量的石屑或粗砂燙平,如油包過多則應全部鏟除重鋪面層。


2、瀝青路面的低溫抗裂穩定性


瀝青路面在低溫時,它的強度和剛度都提高了,但抵抗變形的能力卻大為降低,特別是氣溫驟降時,面層因受基層和周圍材料的約束,不能自由伸縮,于是產生很大的張拉應力,這一應力超過面層材料的許可張拉應力,面層就發生開裂,隨著雨水的下滲和車荷載的反復作用,裂縫進一步擴展,形成網裂。


低溫的裂縫一般以橫縫形成出現,在我國的東北及北方的大部分地區都有較大的普遍性。筆者處在膠東地區,這種現象尤為普遍。


瀝青面層材料在不同溫度時的許可張拉應力,可由拉伸實驗確定,可套用計算公式來求得它的力學計算數據。當然,做低溫施工的保護措施也是十分必要的,一般情況下,春季氣溫低于10攝氏度及秋季低于15攝氏度時,應采用低溫施工措施。當氣溫低于5攝氏度時不得施工。


為了消除和減少路面的低溫裂縫,大多采取以下措施:


(1)選用在氣溫較低時不太脆硬即稠度較高的瀝青。


(2)混合料中的瀝青含量不宜偏少,適當控制礦粉的含量,礦粉和瀝青的比例不宜偏大。


(3)在瀝青中摻入橡膠、聚氯乙烯等高分子聚合物,以提高瀝青的柔塑性。


3、瀝青路面的潮濕穩定性


保持瀝青面層良好的使用品質,對水的處置問題最為關鍵。


大量的工程實踐證明,瀝青面層的損壞,大半是由水的滲入開始的,對滲入的水未進行有效地控制和處置,最終導致瀝青面層的破壞:


(1)瀝青面層在水的作用下,使瀝青和礦粉分離,還有可能將瀝青面層中的某些可溶性化合物沖走,使它們的粘結力大為降低。


(2)由于水份滲入,含水量增加,引起瀝青面層體積膨脹,干燥時又收縮,如此一漲一縮,循環交替,因而引起瀝青面層開裂。


瀝青路面受水滲入后,所產生的病害同路面的密封性和礦料與瀝青間的粘附性有著密切關系。為了提高它的潮濕穩定性,最有效的措施是在瀝青面層的表面加鋪封層并經常維護。同時,在施工中也要嚴格要求,按照施工規范所要求的碾壓次數來進行,力求壓實度達到最佳。瀝青面層的路拱橫坡,一般為1.5%-2.0%;在雨量大的地區,則可采用2.5%。對于已產生水破壞的路面,如已傷及基層,就要連同基層一起鏟除,予以修復;如未傷及基層,則可只做面層的修復維護。


4、瀝青砼的時間穩定性(耐久性)


瀝青面層在使用過程中,它的某些性質會隨著時間的變化而不斷變化,主要表現在:


(1)瀝青中的輕質成分逐漸揮發;


(2)油份、樹脂逐漸減少;


(3)瀝青炭質相對增多。


這就造成瀝青的粘塑性逐漸消失,路面失去光澤,呈現干枯、裂縫、松散現象,造成了瀝青路面的“老化”,也就縮短了道路的使用壽命。為了減緩“老化”的現象,瀝青的稠度宜低些,瀝青用量宜多些,瀝青與礦料的粘附性宜好些等。


已老化的路面要根據不同程度的損壞,進行相應的處理:


(1)輕微的麻面宜用人工刷勻瀝青或用灑布機噴灑瀝青并撤鋪粗砂或石屑,控制行車,壓實成型;


(2)對已松散的路面,掃出松散礦料,重鋪面層或對封層進行處理;


(3)倘若路面已破壞,已涉及基層造成病害,則應先開挖處理基層后再鋪面層。


以上初步探討了瀝青路面在高溫、低溫、潮濕、時間等四個方面的穩定性,并提出了相應改善的途徑和措施。從中也可以看出,各項穩定性對于材料的要求并不是完全一致的,有時甚至會出現相互矛盾的情況,如為了提高它的高溫穩定性,易采用稠度高、用量少的瀝青;而為了保證它的低溫穩定性,又易采用稠度低、且瀝青含量又不宜偏少的混合料等。這就要求設計、施工單位要根據當地條件,綜合考慮優選配比。


標簽:綜合論文,施工案例,技術中心,瀝青混凝土
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