研究极端持续高温影响下沥青路面设计的必要性

李 晋

西安铁路职业技术学院（712000）

研究极端持续高温影响下沥青路面设计的必要性

李 晋

西安铁路职业技术学院（712000）

2013年夏天，全国很多地方出现了高温天气，这种持续高温会加速沥青路面结构的老化，影响沥青路面结构的使用寿命，因此研究极端持续高温影响下沥青路面设计就显得十分必要。

沥青路面；路面设计；持续高温

全国普遍高温的背景下，浙江省的极端持续高温尤其突出。对7月29日的最高气温进行排名，在全国最热的前十个城市中，浙江就占了七个，且浙江多个地区气温破60年新高。该高温热浪天气具有如下特点:一是高温持续时间长。2013年杭州等城市的高温日数最多超过历史同期纪录48 d。二是高温强度大。以2013年为例，7月初到八月中旬杭州市持续出现罕见的大范围38～40℃、局部41～42℃的酷热天气，每天高温持续时间达10～13 h，极端最高气温为当地有纪录以来的最高值。三是高温范围广。7月以来浙江省除部分海岛外均出现了35℃以上的高温天气，其中38℃以上覆盖面积高达8万km2，40℃以上约4万km2。四是降水少、蒸发大。这种异常气压又是全球范围内的总体因素决定的，气温总体持续上升，破坏了地球气候的稳定，所以近年来极端气候越来越多。

杭州市公路管理局于2014年对杭州全部普通国省道进行了路面病害调查。调查道路包括G104和 G320 两条国道，S01、S02、S03、S09、S15 等 16 条省道。G104国道K1470+050～K1475+000段左幅车辙病害较为严重，受损面积为27 400 m2；该路段横向开裂也较为明显，受损面积为855 m2。S03省道道路病害以拥包和车辙病害为主，K17+570～K50+745路段受损面积为12 800 m2。S15余杭段作为浙江省的干线道路，车辙病害非常严重，受损面积为9万m2；S09余杭段车辙病害受损面积为3.6万m2。S02省道K18+155～K22+100左侧路段由于车辙、拥包等病害较为严重，简单修复无法满足要求。G320国道富衢线和牧松线车辙、拥包受损面积为7 000 m2；沪瑞段车辙、拥包和泛油病害面积为8 521 m2。此次浙江省病害调查显示，调查路段受损总面积为342 329.4 m2，道路病害以车辙、拥包病害为主。日趋增多的车辙及拥包病害降低了道路的使用性能，使养护与修护费用剧增。

国内外虽然对于沥青路面车辙问题进行了大量的研究，但过去的持续极端高温现象并不突出，尚未见到持续极端高温对于车辙影响方面的研究。由于以下两个原因，现有的车辙研究成果不适用于持续极端高温条件：首先，当气温为38℃甚至40℃以上的极端高温时，路面温度会非常高。据杭州市新闻网2013年7月29日报道，杭州连续五日气温超过40℃，路面温度在70～72℃，8月10日路面温度更是高达74℃。极端高温时的路面温度远超目

前进行沥青混合料永久变形或车辙研究的高温条件（一般为60℃）。在60～74℃的温度范围内，沥青混合料的永久变形规律与60℃以下时可能显著不同，可能随温度的上升出现类似屈服点的突变。其次,沥青混合料在高温时是一种粘弹塑性材料，具有显著的时间效应，而且时间效应并不是时间的简单叠加，而是会随时间的延长加速发展，故持续极端高温对于沥青路面车辙的影响远超分散 （即不连续）的多个极端高温的影响。可能由于上述的两个原因，实践中发现在持续极端高温条件下沥青路面车辙快速发展，甚至是突然出现并快速发展。由于目前对持续极端高温的影响研究不足，目前的沥青混合料配合比设计方法以及沥青路面车辙预估方法中均没有考虑该因素。为应对将来可能的持续极端高温天气，需深入研究持续极端高温对沥青路面车辙影响的机理，并对于目前的沥青路面材料组成设计和结构设计进行优化。

为有效应对持续极端高温天气给公路带来的不利影响，消除安全隐患，杭州市交通运输局专门发布了“认真做好高温天气公路养护、路政管理的通知”，其中提出要加强高温路面的日常养护，采用洒水降温、利用安全锥引导重载车辆变道等措施减少车辙量。洒水降温以及引导重载车辆变道是减少高温天气沥青路面车辙的有效措施，但目前尚未见到对洒水养护的温度条件、洒水的频率、重载车辆变道的温度条件、变道的方式、变道的时间等进行的研究。

考虑天气的变化，优化沥青路面材料组成设计和结构设计能有效地减少持续极端高温时沥青路面的车辙，还能为持续极端高温时沥青路面养护与管理提供指导,从而可以延长沥青路面的使用寿命，有利于行车安全。

[1]单景松,杜贝贝.沥青混合料永久变形模型研究[J].山东科技大学学报(自然科学版),2013,32(4):91-96.

[2]王海燕,纪小平,王延海,等.车辙预估模型研究[J].公路,2015,60(2):40-45.

课题名称:高温多雨地区微纳米材料改性沥青的制备及改性

编号:XTZY17G08