高寒地區瀝青路面行為特性與設計方法研究

羅良

摘要：隨著社會經濟的快速發展，瀝青路面存在的缺陷不斷的增多，在高寒地區瀝青路面完全暴露在自然環境中，長期承受著車輛荷載的反復作用和外界自然環境的直接影響，導致瀝青混凝土路面的性能不斷的衰減和破損?；诖?，本文就高寒地區瀝青路面行為特性與設計方法進行分析與研究。

關鍵詞：高寒地區；瀝青路面；行為特性；設計方法

中圖分類號： U416 文獻標識碼： A

一、瀝青路面病害類型

（一）瀝青過早老化

瀝青膠結料的老化是影響高寒地區瀝青混凝土路面使用性能的一個重要因素。老化后的高寒地區瀝青路面看起來非常干澀，高寒地區瀝青路面變硬變脆，高寒地區瀝青路面的低溫抗裂性、疲勞耐久性明顯降低。由于老化后的高寒地區瀝青路面粘附性很差，高寒地區瀝青路面很容易發生脫落、松散及開裂現象，并進一步加速路面水損壞現象的發生。瀝青老化是必然的，只是由于高寒地區瀝青混凝土路面性質的差異及使用的環境不同而造成瀝青混凝土路面老化速度不同而已。由于在高寒地區引起瀝青混凝土路面老化的熱、氧、光、水等因素之間交互作用更為明顯，特別是太陽光中的紫外線異常強烈，多種因素共同作用造成高寒地區瀝青混凝土路面老化的速度快得多。

（2）路基凍脹融沉引起的路面破壞

大部分均位于在季節性凍土地區，由于高寒地區瀝青混凝土路基土的凍脹融沉而引起路基變形，從而導致高寒地區瀝青混凝土路面的破壞在各路段均有發生，其主要破壞類型及特征為:

1.在不均勻沉降較輕的地區主要為高寒地區瀝青混凝土路面整體下沉，且瀝青混凝土路面沉降量小，在瀝青混凝土路面產生小的凹坑，高寒地區瀝青混凝土路面基本平整。

2.在不均勻沉降嚴重的地區的瀝青混凝土路面主要為沉降量大，且非常不均勻，在高寒地區瀝青混凝土路面產生大的凹坑。當大的凹坑相對集中的時候，造成高寒地區瀝青混凝土路面的波浪起伏。

3.當高寒地區瀝青混凝土路基土質不好、水分補給充足情況下，高寒地區瀝青混凝土路基的不均勻凍脹作用所引起的瀝青混凝土面層的凍脹裂縫。這種高寒地區瀝青混凝土路面裂縫表現形式有橫縫也有縱縫，但一般的高寒地區瀝青混凝土路面以縱縫為主。凍脹的瀝青混凝土路面裂縫的縫隙有一定高差。隨凍脹融沉反復作用時間的延長，高寒地區瀝青混凝土路面裂縫寬度與高差逐漸發展與擴大，逐步形成網裂。

（三）瀝青路面變形

廣義的高寒地區瀝青混凝土路面變形是指在行車荷載、路基變形及環境因素綜合作用下而導致的瀝青混凝土路面形狀發生了變化的總稱。狹義的高寒地區瀝青混凝土路面變形是指瀝青混凝土面層在行車荷載作用下由于瀝青混合料本身的性質和車輛荷載、施工因素因素而產生的變形。高寒地區瀝青混凝土路面變形病害是指狹義的瀝青混凝土路面變形。該種病害在我國許多公路工程瀝青混凝土路面中普遍存在，尤其是由于車輛荷載的水平剪力作用所造成的高寒地區瀝青混凝土路面剪裂、推擠波浪變形現象比非高寒地區的瀝青混凝土路面表現得更為嚴重。

二、瀝青路面施工質量控制

（一）瀝青路面施工準備階段

施工準備主要是從人、機、料三方面進行準備和分配：

1.先要了解需要的技術人員、材料、機械設備，并根據實際情況進行合理分配。注意在一些關鍵工序上要配技術精良的隊伍參與。

2.其次，主要機械設備的配備，如攤鋪機、壓路機等，這需要技術嫻熟的人員操作機械。

3.再次，現場人員必須配備的檢測施工設備的準備。

4.最后，也是非常重要的，材料的選購，包括材料的規格、用量、特性及供應商的確定。做好這些主要的準備工作將會是后面的施工工作更加得心應手。

（二）瀝青路面施工階段

當所有施工準備都已經做好之后，再進行施工基礎等的施工按照一般路面并根據圖紙要求施工即可

1.技術準備

進行瀝青混合料的配合比設計是要經過現場監理人員的審批合格之后方可使用，基礎的施工嚴格按照設計及規范要求進行，完成之后一定要記得回復路面中心線按一定距離打釘邊樁，再進行水平測量。

2.基層處理

鋪瀝青前需要將下承層清理干凈，根據現場實際情況，在清掃干凈的面層上噴灑瀝青油注意瀝青油的厚度不宜過厚或過薄，過厚會是瀝青下承層不能直接聯系，存在空隙，粘結力下降;而瀝青油過薄其粘結力不夠，從而起不到作用，要根據實驗及規范要求進行瀝青油噴灑。

3.瀝青混凝土攤鋪技術

3.1瀝青混合料運輸到位，攤鋪之前應清理路面面層，以保證施工面層干凈平整，再按規定和要求噴灑粘層油，噴油應均勻，防止影響到上層的油石比。攤鋪時應保證燙平板的溫度，同時運輸車輛不能間斷要保證連續攤鋪作業。

3.2攤鋪作業過程中溫度控制非常重要，普通瀝青混合料攤鋪不得低于130℃~150℃，而改性瀝青等應適當提高10℃到20℃，攤鋪不止要連續，還要保證穩定，速度應取決于運輸能力和供應能力。攤鋪機不得中途隨便收斗，防止混合料發生離析現象。應采用整幅攤鋪?？v向接縫應在以攤鋪部分預留一定寬度。攤鋪過程中不允許人工進行反復修整，攤鋪后未經壓實前不得踩踏，若攤鋪周邊出現缺陷可有人工修補。

4.瀝青混合料的壓實

壓實的質量控制重點在碾壓溫度和碾壓方式上，在合理的溫度里合理采用碾壓設備。壓實詩應注意一下幾點:

4.1初壓時，初壓長度不宜過長，且壓路機不得在未壓實的混合料上倒軸，必須在同一輪跡上返回。每一輪跡于上一輪跡重疊30cm，且不能急停、急駛。初壓宜壓1~2便，初壓后檢查平整度、路拱等，必須進行修正，消除材料的離析現象。

4.2復壓應緊跟在初壓之后，采用不同型號的碾壓機進行碾壓，在坡道上碾壓時，應關閉振動碾壓

4.3終壓可采用關閉振動的振動壓路機進行碾壓。終壓應保證路面無痕跡，通常碾壓次數不得少于2次。

三、高寒地區瀝青路面設計方法

（一）瀝青路面結構設計方法

1.設計原則與要求

1）設計原則

a.高寒地區瀝青混凝土路面在設計使用年限內應能經受住惡劣環境及車輛荷載的的共同作用，并滿足各級公路工程瀝青混凝土路面的相應的經久耐用、承載能力、安全舒適的要求。

b.調查掌握高寒地區相關沿線路基特點，查明高寒地區公路工程相關路基、土質干濕類型，保證高寒地區瀝青混凝土路基強度及其應處于干燥、中濕狀態，對不良地質路段的公路工程瀝青混凝土應進行相應的處理，在此基礎上進行高寒地區瀝青混凝土路基路面綜合設計。

c.遵循節約資源、合理選材、因地制宜的原則，在高寒地區瀝青混凝土路面施工中選擇技術先進、安全可靠、經濟合理、施工方便的瀝青混凝土路面結構方案。

2）設計要求

高寒地區瀝青混凝土路面應滿足使用要求，高寒地區瀝青混凝土路面結構應具有足夠的強度，在所處地區的氣候和水文條件下瀝青混凝土工程都能夠保持耐久、穩定，高寒地區瀝青混凝土路面符合安全、舒適、經濟、環保的設計原則。

a.瀝青表面層

瀝青表面層通常稱之為抗滑磨耗表層，是設計要求最高的層次，其主要功能是在設計要求的使用年限內提供足夠的抗滑性能，兼具有足夠的耐久性。適合于用作瀝青表面層的瀝青混合料是細粒式密級配改性瀝青混合料。

b.瀝青聯結層

高寒地區瀝青混凝土路面聯結層通常稱之為抗車轍層和抗疲勞層，根據公路工程等級和使用要求可做成單層或雙層，也是高寒地區瀝青混凝土路面設計要求很高的層次，高寒地區瀝青混凝土路面聯結層應具備抗車轍和抗疲勞性能的要求。

c.底基層

底基層的主要功能是為高寒地區瀝青混凝土路面提供一定的強度，為柔性高寒地區瀝青混凝土基層提供很好的基礎，以減薄高寒地區瀝青混凝土路面結構層總厚度，降低對高寒地區瀝青混凝土路基承載能力的要求。適用于做底基層的高寒地區瀝青混凝土路面材料有無機結合料穩定粒料類材料、級配碎石，并應盡量選用骨架密實型混合料。

結束語

隨著我國公路程的快速發展，高寒地區瀝青混凝土路面施工應該充分利用我國半剛性基層材料，防止高寒地區瀝青混凝土路面的早期破壞、提高高寒地區瀝青混凝土路面耐久性、促進我國公路交通健康可持續發展具有重要意義。

參考文獻：

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