在考虑材料对沥青混合料的影响时,往往比较重视对沥青的影响,而对集料的影响都重视不够。
路面早期破坏,水损害是其中一个主要原因。水损害产生的原因除了施工和配合比设计 方面的原因以外,沥青结合料与集料表面的粘结力丧失而导致集料松散剥离是其中的主要原 因。沥青与混合料的水稳性取决于沥青与集料的粘结性。
由沥青一矿料的粘附性机理可以清楚地看到,沥青与矿料粘附的优劣以及沥青混合料 水稳性的优劣既取决于矿料品质,又取决于沥青品种。
国民经济高速发展而带来的交通量迅速增长、车辆大型化、超载严重及交通渠化等,使沥 青路面面临着严峻的考验。许多路面建成不久就不能适应交通的需要,早期破坏时有发生。 因此,交通发展要求面层要有良好的性能。
中国地处世界最大的欧亚板块的东部,东部是世界上最大的太平洋海面,北靠最大的西伯 利亚和北极,西部有世界上最高的青藏高原、帕米尔高原、喜玛拉雅山和昆仑山脉,因此是世界 上季风气候最典型的、最强烈的大陆。
沥青是一种典型弹一粘塑性材料。沥青在低温(高粘度)及瞬时荷载作用下,弹性形变占 主要地位;而在高温(低粘度)及长时间荷载作用下,沥青的形变主要是粘性的;而在负温 (-5^以下)状态下,沥青又表现出一定的脆性。
水进入路面有下面几种途径:通过面层裂缝进入结构层内部。如前所述,半刚性基层沥青路面易产生裂缝和反射裂 缝,其他各种结构型式,也不可避免会产生裂缝,裂缝给水进入路面结构内提供了通道。
结构层厚度的确定,设计时考虑最多的是层厚是否满足路面强度的要求。一般来说,基层 与底基层每层厚度习惯上设计为15cm和20cm。15cm厚的基层或底基层,施工时压实度容易 保证。但是,当灰土厚度达到20cm时,压实非常困难。作者在石黄高速施工时做过观察,发现 采用YZ18(50t级)的振动压路机进行碾压,当层厚达到20cm时,碾压非常困难,
目前我国高速公路表面层厚度一般都在15cm以上,主要基于面层要求足够的强度与其它 结构层一起承受车辆荷载的作用和防止路面裂缝方面考虑。随着研究的深入,人们发现,在半 刚性基层沥青路面结构中,半刚性基层和底基层有足够的强度承受车辆荷载的作用,表面层只 起功能性作用。
材料是影响路面使用性能的重要因素。沥青路面是由沥青混合料铺筑而成的,而沥青混合料是由沥青、集料和矿粉以及其他外加剂按一定比例组成的。材料质量不理想,达不到要 求,沥青混合料的质量也不可能达到要求。沥青结合料的性能、骨料的质量、骨料与结合料粘 结效果都对混合料的性质产生极大的影响。因此,寻找各种途径改善材料的性能和质量是至 关重要的。
我国高速公路的路面结构,绝大多数釆用半刚性基层和底基层,面层为沥青混凝土路面, 称为半刚性基层沥青路面。
1988年,我国实现了高速公路零的突破。截止到2001年底,高速公路通车里程超过了 19 000km,随后的几年里每年还将以超过2000km的速度递增。在已通车的高速公路中,沥青 路面占80%以上。随着高速公路的迅猛发展,我国的路面施工技术及路面质量有了极大的提 高。
沥青路面的使用性能是指路面所能提供的行车条件。路面使用性能可以由路面使用者的 综合感受来进行评价。路面使用性能好,行驶舒适,路面使用者对路面的评价就高。反之,行驶不舒适,评价就低。
路面使用性能评价取决于路面使用者对路面使用条件的综合感受。美国在对路面使用者 进行大量调查研究之后,
要提高路面的路用性能,主要应从改善平整度,减少路面裂缝和车辙等方面着手,
自从人们在道路上开始使用沥青路面结构形式以来,就开始了对沥青路面破坏形态及其原因的探讨,并根据当时所掌握的认识水平与方法对沥青路面结构破坏进行研究,并提出相应 的抗裂设计方法。 在早期,人们主要基于对不同类型数据的调查釆集,经过数据整理分析,总结提出经验性 的公式与方法,计算或预测沥青路面结构相应结构破坏的使用寿命。后来随着塑性力学与传 统的疲劳强度理论的发展与推广应用,关于沥青路面结构破坏的研究开始进入理性的分析阶段。
根据裂缝的起因、道路结构类型和破坏的发展,沥青路面裂缝可以呈现不同的形状和尺寸。
沥青路面开裂一般与路面材料的特性、结构组成及形式以及交通荷载和各类环境因素的 作用有关。为解决沥青路面开裂的问题,必须对其成因有一正确的认识。归纳起来,引起沥青 路面开裂主要有下述几方面原因
旧路维修养护中经常釆用沥青加铺层方式。由于各种因素作用,会使得旧路中原有裂缝 边缘易于移动变形,这种移动将引起与裂缝对应位置的沥青加铺层顶部或底部应力集中,进而 产生所谓的对应裂缝(厚沥青加铺层)或反射裂缝现象。分析沥青加铺层裂缝时,必须明确引 起旧路原有裂缝边缘移动的荷载或应力,并分析相应的移动特征。
沥青路表出现裂缝是路况恶化的征兆,会对路面性能和耐久性产生不利的影响。