高性能沥青混合料路用性能的研究

张群

摘要：沥青混凝土路面作为高等级公路重要的路面结构形式，应用越来越广泛，其行车舒适、施工期短、养护简便等优点受到公路工程建设者的认同，高性能沥青混合料具有较密级配沥青混合料更好的路用性能，可以改善沥青路面使用品质，延长使用寿命，具有较好的经济和社会效益，是一种性能优良的沥青混合料。

关键词：沥青混凝土路面；密级配沥青混合料；路用性能

1 高性能沥青混合料的基本情况

沥青混合料由沥青、粗集料、细集料、矿粉、外加剂组成，是一种多相体系复合材料。各组分的物理力学性质以及它们的相对数量多少都对沥青混合料的强度有很大影响。沥青混合料的组成成分之间的性质差异较大（粗集料颗粒为固体，所有集料为散体，沥青则高温为流体，低温为固体，常温为粘弹塑性体），增加了沥青混合料的复杂性。沥青混合料与其它均质材料和水硬性胶凝材料相比，结构比较松散，具有明显的颗粒散体材料力学特征。正是由于这种特征，决定了沥青混合料的结构特征与强度特征。

1.1 主要材料与性能

1、沥青

（1）具有较大的稠度；

（2）具有较大的塑性；

（3）具有足够的温度稳定性；

（4）具有较好的大气稳定性；

（5）具有较好的水稳性。

2、粗骨料

（1）粗骨料应洁净、干燥、表面粗糙；

（2）粗骨料与沥青有良好的粘附性，具有憎水性；

（3）用于城镇快速路、主干路的沥青表面层粗集料的压碎值不大于26%。

3、细骨料

（1）细骨料应洁净、干燥、无风化、无杂质；

（2）细骨料应是中砂以上颗粒级配，有足够的强度和耐磨性能；

（3）热拌密级配沥青混合料中天然砂用量不宜超过骨料总量的20%。

4、填充砂

填充砂应用石灰岩或石灰浆中强基性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉，矿粉应干燥、洁净，细度达到要求。

2 沥青混合料路用性能研究

2.1 高温稳定性

沥青是热塑性材料，沥青混合料在夏季高温下，因沥青粘度降低而软化，以至在车轮荷载作用下产生永久变形，路面出现泛油、推挤、拥包、车辙，影响行车舒适和安全。沥青混合料在高温下能否保持原有性能的能力，即为高温稳定性。这就是说，沥青混合料必须在高温下仍具有足够的强度和刚度。

沥青混合料的高温稳定性与多种因素有关，诸如沥青的品种、标号、含蜡量，集料的岩性、集料的级配组成、混合料中沥青的用量等。为了提高沥青混合料高温稳定性，在混合料设计时，可采取各种技术措施，如采用粘度较高的沥青，必要时可采用改性沥青；选用颗粒形状好而富有棱角的集料，并适当增加粗集料用量，细集料少用或不用砂，而使用坚硬石料破碎的机制砂，以增强内摩阻力，混合料结构采用密实骨架结构；适当控制沥青用量等，都能有效地提高混合料的高温稳定性。

2.2 低温抗裂性

沥青路面在冬季气温急剧下降时会因收缩而产生横向裂缝。路面的横向裂缝虽然不影响车辆行驶，但雨水渗入裂缝将逐渐引起路面破坏。为防止或减少沥青路面低温开裂，可选用粘度相对较低的沥青，或采用橡胶类的改性沥青，同时适当增加沥青用量，以降低沥青混合料的低温劲度模量，增强柔韧性。

2.3 耐久性

耐久性有两层意思，一是沥青路面在反复荷载的作用下，有良好的耐疲劳性能，能够经受车辆千万次的作用而不过早地出现疲劳裂缝；二是沥青路面在阳光和大气自然因素的作用下，有良好的抗老化能力。沥青路面材料的耐疲劳性能与许多因素有关，沥青的粘性、沥青的用量、混合料集料的级配、集料的性状、混合料的密实度、沥青路面的结构等都会影响沥青路面的使用寿命。

2.4 水稳性

沥青路面在雨水冰雪的作用下，尤其是在雨季过后，沥青路面往往会出现脱粒、松散、进而形成坑洞。出现这种现象的原因是沥青混合料在水的侵蚀作用下，沥青从集料表面发生剥落，使集料颗粒失去粘结作用，这就是沥青路面的水损害。在南方多雨地区和北方的冰雪地区，沥青路面的水损害是很普遍的，一些高等级公路在通车不久路面就出现破损，很多是水损害造成的。

2.5 抗滑性

沥青路面在雨天的滑溜是道路交通事故的主要原因，在高等级公路行车速度高的情况下，保证路面有足够的粗糙度，增强抗滑性是非常重要的。沥青路面表面的粗糙度与混合料的表面宏观构造有关。沥青混合料中集料的级配和沥青的用量对宏观构造有很大的关系，近几年出现的多孔性路面、开级配抗滑路面以及沥青玛蹄脂碎石（SMA）路面都有良好的表面宏观构造，因而这些沥青路面都有良好的抗滑性能。

3 结语

1.高性能沥青混合料在水稳定性，高温稳定性、摩擦系数和构造深度等方面表现出较好的性能。

2.密级配沥青混合料在马歇尔稳定度、低温抗裂性和疲劳耐久性方面表现出较好的性能。

3.从综合性能上分析，高性能沥青混合料也具有较好的路用性能，适宜做高等级公路瀝青面层。

4.在施工工艺方面，高性能沥青混合料与密级配沥青混凝土在机械、设备方面一致，不需增加成本，易于为工程部门接受，具有较好的推广应用前景。

5.粗集料之间互相嵌挤锁结，形成空间骨架结构。细集料胶浆只起到填充粗集料窄隙作用，即使细集料胶浆受热变软。对高温抗车辙能力造成的影响也很小，是典型的骨架——密实结构。因此其高温稳定性最好。

参考文献

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[2]吕伟民. 沥青混合料设计原理与方法[M].上海：同济大学出版社，2001.

[3] 郝培文.沥青玛碲脂碎石混合料路用性能的研究[J].西安公路交通大学学报，2001.