提高沥青路面使用性能和耐久性

湖南城市学院全日制本科自考助学班毕业论文题目提高沥青路面使用性能和耐久性的主要因素学院湖南城市学院专业交通土建年级2009学习形式自考助学层次本科学号912110100056姓名指导教师汪惠民2011 年9 月15 日湖南城市学院全日制自学本科助学教育毕业论文指导签专业交通土建层次本科年级2009目录摘要 (4)关键词 (4)一、引言 (4)二、影响沥青路面使用性能和耐久性的因素 (4)三、影响沥青路面使用性能分析 (5)1）.高温稳定性 (5)2）水稳定性 (5)3）强度性能 (5)四、影响沥青路面耐久性的主要病害和防治措施 (6)1）路面波浪 (6)2）局部推移、松散、隆起 (6)3）裂缝 (6)4）车辙的防治 (6)五、提高沥青路面的使用性能和耐久性的主要因素 (6)六、结束语 (7)七、参考文献 (7)八、致谢 (8)提高沥青路面使用性能和耐久性的主要因素土木工程（交通土建）专业专升本科[摘要]：随着道路交通量的日益增大，道路路面经受着越来越严重的考验，很多沥青路面均不同程度出现了早期破坏，如路面波浪、局部推移、松散、车辙、裂缝等。

这些病害的发生，既影响了车辆的顺利运行，又增加了道路养护治理资金的投入。

通过优化设计、加强施工管理、提高施工质量等措施去防治，从而提高沥青路面使用性能和耐久性。

路面耐久性和使用性能涉及设计、材料学和工艺学等多方面的技术要求,是一个综合的问题。

在荷载与自然因素长期作用下,路面结构的使用性能在不断变化,就总体而言是个衰减过程。

但就高等级公路而论,不仅巨额投资要求确保使用寿命,而且作为经济命脉,也不能容许经常修复甚至中断交通大修,因此提高路面使用性能和耐久性的研究势在必行。

[关键词]：沥青路面使用性能耐久性一、引言由于沥青路面具有表面平整、无接缝、振动小、噪音低、行车平稳舒适、养护维修简便等优点，我国近年来建设的城市道路大多采用半刚性基层沥青路面。

但是，随着城市人口和各种客运车辆的日益增长，城市道路所承受的交通压力不断加大，许多新修的沥青路面使用时间不长就出现了各种病害。

这一方面是由沥青路面抗弯拉强度低、面层的温度稳定性较差，另一方面则与城市道路的特点、施工质量、组织管理等有密切的关系。

因此，深入分析影响城市道路沥青路面质量的各种因素，寻求提高城市道路沥青路面质量的各种对策，对延长城市道路沥青路面的使用寿命、降低城市道路建设成本、方便城市居民的出行等都具有重要的意义。

二、影响沥青路面使用性能和耐光性的因素矿物组成、表面构造粘度空隙率、渗透性、沥青量、湿度、水的pH多孔性、含土量、耐流变性、电荷极性、沥青膜厚度、值、盐分、温度、表面积、吸收成分填料类型、矿料级配、度循环、交通量、含水率、形状、是否使用抗剥落剂沥青混合料类型计、施-T质量、路基等等，这些都会影响沥青路面的性能。

下面主要是从沥青路面所处的结构和环境特点对沥青路面上面层材料组成进行分析，参考国内的成功经验和国外相关规范及研究成果，分析适合我国沥青路面上面层用的集料和沥青的相关指标。

(1)沥青路面中，粗集料所占比较大，对混合料整体性能影响显著，因而对透水性沥青混合料上面层粗集料质量的尤其是对磨耗损失、压碎值、磨光值和针片状含量等关键指标的控制应当严格。

(2)对沥青路面用细集料和矿粉的技术标准主要参考《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF 40--2004)中相应的规定指标。

为了改善沥青与集料的粘附性，提高混合料高温稳定性和抗飞散性能，可采用干燥的磨细部分消石灰粉或生石灰粉、水泥作为填料的一部分，其用量宜为矿料总量的1％"--2％。

(3)在透水性路面上一般较多使用高粘度沥青改性剂改性基质沥青，高粘度改性沥青可以使沥青在高低温性能方面有极大地提高，同时也满足了长时间与水接触的的高抗剥落性，并使混合料颗粒之间的粘结性也得到改善。

三、影响沥青路面使用性能分析1、高温稳定性沥青路面的高温稳定性同混合料的级配、沥青性能、沥青用量等因素相关，诸多影响因素中，首要的应当是沥青，其次是混合料结构。

混合料的骨架结构在配合比设计中进行考虑，对混合料高温性能主要考察消石灰的掺加和不同剂量的高粘度改性沥青改性剂对混合料高温性能的影响。

（1）掺加消石灰对混合料高温性能的影响沥青路面中常常采用消石灰替代部分矿粉，用于改善混合料的高温性能和水稳定性。

通过对同一级配类型和材料组成的多孔沥青混合料中用不同掺量的的消石灰替代部分矿粉，比较不同消石灰掺量下混合料的马歇尔稳定度、车辙动稳定度以及析漏和飞散损失的变化，分析消石灰的掺加对混合料高温性能的影响。

（2）改性剂的剂量、空隙率大小对沥青路面高温性能的影响对沥青路面的高温稳定性的影响因素进行灰关联分析表明，在影响沥青路面的诸多因素中，沥青的性能是影响混合料的高温稳定性最首要因素。

改性沥青的软化点和混合料的辙动稳定度均随着改性剂用量的增大而变大。

在改性剂剂量不变的条件下，减小混合料的空隙率，也能够明显提高混合料的动稳定度。

由于基质沥青对改性沥青的改性效果影响较大，因而具体的改性剂剂量对不同的沥青的改性效果和混合料的性能可能会存在差异，但变化趋势相似。

2、水稳定性沥青路面在有水或冻融循环的作用下，由于汽车车轮动态荷载的作用，进入路面空隙中的水不断产生动水压力形成真空负压抽吸的反复循环作用，水分逐渐渗入沥青与集料的界上，使沥青粘附性降低，并逐渐丧失粘结力，沥青膜从石料表面脱落，沥青混合料掉粒、松散，继而形成沥青路面的坑槽、推挤变形等损坏现象。

沥青混合料路面由于其特有的大空隙特殊结构，与普通混凝土路面相比较，水对沥青路面的作用呈现出如下特点：①沥青混合料与水接触的面积大；②沥青内部混合料与水接触的机会多；③由于空隙率大，空隙连通性好，车轮对透水性沥青路面产成的动水压力和真空负压抽吸作用与普通密级配沥青路面相比较小。

④沥青路面不会产生积水，大空隙与车轮作用形成的空气抽吸能够较快的将路面结构的水分蒸发，因而，从某种意义上说，与水泥路面相比，相同的降雨条件下，沥青路面内部与水作用的时间相对更短。

3、强度性能从路面的实际损坏状态可以得出沥青路面抵制破坏的强度主要有三个方面：(1)超过某一“强度’’而引起的破坏；(2)超过某一“变形值”而引起的破坏；(3)超过某一“应力松弛状态"而引起的破坏，即剪切强度、断裂强度和临界应变。

混合料的剪切试验采用三轴试验方法，认为剪切强度(f)的特性符合摩尔一库仑公式：f=c+tancp，C值表示粘聚力，缈值表示摩阻角。

对于透水沥青混合料，由于粗集料含量多，约占混合料总量的85％，粗集料之间的嵌挤和摩擦力相对较大，因而这种骨架空隙结构能够提供较大的摩阻角；同时由于细集料含量少，混合料中空隙大，混合料中粗集料间的接触面积小，导致沥青胶浆形成的胶结作用相对于密级配的沥青混合料来说明显偏小，为了补充混合料的粘聚力，提高混合料的抗剪切强度，沥青路面材料选用时要求采用高粘度改性沥青，这种高粘度改性沥青可以提供比普通沥青大的多的粘聚力，以满足骨架空隙结构对抗剪切强度的要求。

四、影响沥青路面耐久性的主要病害和防治措施1.路面波浪路面波浪主要是由施工过程中摊铺机造成的，沥青混合料设计不合理、软弱或混合料温度组成的变化导致混合料强度的不均匀也是因素之一。

消除路面波浪的主要办法是调整好摊铺机的性能，同时要求沥青混合料要保持稳定的温度及级配。

找平系统要处于良好状态，操作人员要随时检查，发现问题及时处理。

2. 局部推移、松散、隆起路面局部推移、松散、隆起主要原因是采用的沥青粘结力差、沥青用量偏少、所用的矿料过湿、基层软弱、油石比偏大、混合料级配不稳定、压路机起停速度太快等。

消除方法：一是对所用的沥青、矿料等原材料要严格按照设计和规范要求进行检查，不合格的不能使用；二是优化沥青混合料的配合比，确定最佳沥青用量；三是在面层施工前要对路面基层进行严格的检查，不符合要求的必须先进行处理；四是在铺筑、碾压过程中要严格按照施工操作规范进行，不留隐患。

3. 裂缝沥青路面建成初期会产生各种形式的裂缝，这些裂缝对沥青路面使用功能一般无明显影响，但随着表面水分的侵入，会使路面结构层的强度、承载力下降，加速沥青路面的破坏。

裂缝是路面早期破坏最常见的病害之一，包括横向裂缝、纵向裂缝和环状裂缝三部分。

4.. 车辙的防治车辙是沥青路面在高温季节由车辆反复碾压形成的。

它起因于沥青混合料粘滞流动、土基与基层的变形,并包括一定程度的压实作用和材料磨耗。

车辙的形成还在于施工中用油偏多、沥青稠度偏低、矿料级配中细料过多、矿粉掺量过大。

一般在沥青中掺入橡胶或树脂来改善沥青的性质,或采用针入度小的沥青(硬沥青) ,或按沥青- 粘度的关系减少沥青的感温性,提高骨料之间的粘结力。

而采用掺吸油材料来防治车辙,则是一种简单经济的方法。

五、提高沥青路面使用性能和耐久性的主要因素沥青路面面层的使用性能主要指平整度、抗滑性和减少噪音。

众所周知，沥青路面面层的平整度与下卧各层的结构强度和平整度有关，又与表面各层沥青混凝土的均匀性(拌和均匀性、有无集料离析和温度离析及压实均匀性)、施工工艺的先进性和严格程度有关，它与沥青和矿料的质量及级配关系不大。

沥青混凝土面层的抗滑性能和减噪性能，主要取决于表面层矿料的质量和矿料级配，它与沥青的质量关系不大。

为了使沥青路面面层的使用性能耐久，除路面有足够的承载能力、使路面不会产生结构性破坏外，还必须解决沥青面层本身可能产生的一些早期破坏，常见的早期破坏有沥青混凝土层产生严重辙槽、严重泛油；沥青混凝土层，特别是表面层容易透水，并导致早期水破坏；沥青路面表面层产生严重低温裂缝，沥青混凝土层产生疲劳开裂(主要针对柔性路面)。

因此，沥青路面的高温抗永久形变能力要强，使沥青路面层能承受重载车辆的反复作用，不易产生严重的辙槽；沥青路面的油石比应该适宜，避免产生泛油；沥青混凝土层要密实、透水性小和均匀性好，使水不易透入并滞留在某层内，以避免早期水破坏。

从长远看，还要减少严重温度裂缝(含对应裂缝)和增长沥青路面的疲劳寿命。

从高温抗永久形变能力来说，首先要使用质量好的矿料，其次要有能形成骨架-密实结构的矿料级配，在此前提下，再使用高温粘度大的沥青，才能使沥青混凝土具有较高的高温抗永久形变能力。

因此，矿料质量和矿料级配是最关键的因素。

从泛油来说，主要是沥青用量和沥青混凝土的现场孔隙率问题。

也可以说主要是矿料级配和确定合适沥青用量问题而不是沥青质量问题。

在合适沥青用量的前提下，密实式级配沥青混凝土在室内的孔隙率常小于4％，在现场孔隙率达到要求(如小于6％)的情况下，往往透水性小，不易产生水破坏；半开级配和抗滑表层沥青混凝土在室内的孔隙率为8％左右，现场孔隙率为10％左右，水较易透人沥青混凝土层并导致水破坏。