瀝青路面是將瀝青混凝土加以攤鋪、碾壓成型而形成的各種類型的路面。瀝青混凝土是用具有一定黏度和適當(dāng)用量的瀝青材料與一定級配的礦物集料,經(jīng)過充分拌合形成的混合物。瀝青混凝土作為瀝青路面材料,在使用過程中要承受行使車輛荷載的反復(fù)作用,以及環(huán)境因素的長期影響。所以瀝青混凝土在具備一定的承受能力的同時,還必須具備良好的抵抗自然因素作用的耐久性。也就是說,要能表現(xiàn)出足夠的高溫環(huán)境下的穩(wěn)定性、低溫狀況下的抗裂性、良好的水穩(wěn)定性、持久的抗老化性和利于安全的抗滑性等特點,以保證瀝青路面良好的服務(wù)功能。
瀝青混凝土適合修筑路面的瀝青材料主要為石油瀝青和煤瀝青,此外,還有天然瀝青。有些國家或地區(qū)亦有采用或摻用天然瀝青拌制的。按所用集料品種不同,可分為碎石的、礫石的、砂質(zhì)的、礦渣的數(shù)類,以碎石采用為普遍。瀝青的性質(zhì)和標(biāo)號要求,隨瀝青路面種類、地區(qū)的氣候和路段的交通情況不同而異;熱拌或熱法澆灑以及在炎熱地區(qū)和重交通道路上宜選用較稠的瀝青;冷拌或冷法澆灑以及在寒冷地區(qū)和輕交通道路上宜選用較稀的瀝青。按混合料顆粒尺寸不同,可分為粗粒(35-40毫米以下)、中粒(20-25毫米以下)、細粒(10-15毫米以下)、砂粒 (5-7毫米以下)等數(shù)類。按混合料的密實程度不同,可分為密級配、半開級配和開級配等數(shù)類,開級配混合料也稱瀝青碎石。
瀝青路面有多種分類方法,按集料種類不同分為:瀝青砂、瀝青土、瀝青碎(礫)石混合料等;按瀝青材料品種不同分為:石油瀝青路面、煤瀝青路面、天然瀝青路面和渣油路面。但較普遍的分類方法是按其施工方法、技術(shù)品質(zhì)和使用特點分為:瀝青混凝土路面、廠拌瀝青碎石路面、瀝青貫入式路面、路拌瀝青碎(礫)石混合料路面和瀝青表面處治路面。
瀝青路面通常用于鋪筑路面的面層,它直接受車輛荷載作用和大氣因素的影響,同時瀝青混合料的物理、力學(xué)性質(zhì)受氣候因素與時間因素影響較大,因此為了能使路面給車輛提供穩(wěn)定、耐久的服務(wù)。必須要求瀝青路面具有以下幾個重要的特征:
1.瀝青路面具有高溫穩(wěn)定性。
高溫穩(wěn)定性即瀝青路面抵抗流動變形的能力。由于瀝青路面的強度與剛度隨溫度升高而顯著下降,為了能夠更好地保證瀝青路面在高溫季節(jié)行車荷載反復(fù)作用下不致產(chǎn)生諸如波浪、推移、車轍、擁包等病害,瀝青路面應(yīng)具有良好的高溫穩(wěn)定性。
2. 瀝青路面具有低溫抗裂性。
低溫抗裂性指的是瀝青路面抵抗低溫收縮裂縫的能力。由于瀝青路面隨溫度下降,勁度增大,變膨能力降低。在外界荷載作用下,使得—部分應(yīng)力來不及松弛,應(yīng)力逐漸累積下來,這些累計應(yīng)力超過材料抗拉強度時即發(fā)生開裂,從而會導(dǎo)致路面的破壞,所以瀝青路面在低溫時應(yīng)具有較低勁度和較大的抗變形能力來滿足低溫抗裂性能。
3. 瀝青路面具有水穩(wěn)定性。
水穩(wěn)定性指的是瀝青路面抵抗受水的侵蝕逐漸產(chǎn)生瀝青膜剝離、掉粒、松散、坑槽而破壞的能力。這是由于水分的存在一方面降低了瀝青本身的粘結(jié)力,同時也破壞了瀝青路面中瀝青與礦料間的粘聚力,從而加速了剝落現(xiàn)象發(fā)生,造成了道路的水損害。所以說,瀝青路面一定要具有水穩(wěn)定性,這樣才能夠保證路面的耐用。
4. 瀝青路面要具有耐疲勞性。
耐疲勞性指的是瀝青路面在反復(fù)荷載作用下抵抗破壞的能力。它是由于瀝青路面在使用期間經(jīng)受車輪荷載的反復(fù)作用,長期處于應(yīng)力應(yīng)變交迭變化狀態(tài),致使路面結(jié)構(gòu)強度逐漸下降。當(dāng)荷載重復(fù)作用超過一定次數(shù)以后,在荷載作用下路面內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力就會超過強度下降后的結(jié)構(gòu)抗力,使路面出現(xiàn)裂紋,產(chǎn)生疲勞斷裂破壞,所以,瀝青路面應(yīng)該具有耐疲勞性。
具體應(yīng)用
彩色瀝青路面
彩色瀝青路面在國外已較多地應(yīng)用到城市道路中,起到美化城市和誘導(dǎo)交通的作用,但在中國道路上應(yīng)用尚少,彩色瀝青混凝土是由脫色瀝青、有色石料、色料和添加劑等材料組成,彩色瀝青混凝土面層施工工藝為。原材料質(zhì)量控制是保證彩色瀝青混凝土面層施工質(zhì)量的前提,每一批原材料進場必須按品種、規(guī)格分別取樣試驗,嚴(yán)禁不合格原材料進入施工流程;彩色瀝青施工的關(guān)鍵在于原材料的選用和配合比的設(shè)計,其施工關(guān)鍵工序在于拌和與碾壓,也就是說拌和時間控制色粉投入量和拌和次序、時間。碾壓時做到快捷;本工程采用脫色瀝青、色料和本地區(qū)集料,通過摻入抗剝落劑來提高本地酸性集料和瀝青的粘附性,采用水泥代替礦粉提高了瀝青混合料水穩(wěn)性等技術(shù)措施,成功地配制出彩色瀝青混凝土,為今后本地區(qū)彩色瀝青鋪面的施工積累了經(jīng)驗。
改性瀝青路面
為了提高公路的使用年限,預(yù)防路面早期破壞,表面層施工引入了改性瀝青工藝,以迎合交通量的迅速增長、車量大型化和嚴(yán)重超載問題的嚴(yán)峻考驗。在中國廣泛推廣的改性瀝青主要是摻加SBS改性劑或SBR改性劑,改性后瀝青在物理性能方面得到提高,主要表現(xiàn)在軟化點、針入度、脆點、延度等方面都得到改善。
改性瀝青路面的原料通常選擇堅硬、粗糙有棱角的優(yōu)質(zhì)石料,而花崗巖、石英巖、玄武巖等具備這些性質(zhì),但這些石料中往往屬于酸性石料。瀝青中含有瀝青酸、瀝青酸酐等,粘附性往往難以滿足要求,為了增強瀝青與集料的粘附性,在基質(zhì)瀝青中摻加SBS改性劑,就能滿足粘附性的要求。在路面施工中,為了進一步提高改性瀝青的粘附性,在改性瀝青中還摻加了抗剝落劑。在填料中摻加水泥、生石灰粉等代替礦粉,增加瀝青與石料的粘附性,大大的提高了瀝青混合料的水穩(wěn)性。
改性瀝青的粘度較高,施工難度大,與常規(guī)瀝青路面施工工藝存在較大差異,但施工實踐表明,只要嚴(yán)格控制混合料的材料、配合比、拌和、攤鋪和碾壓等關(guān)鍵工序的質(zhì)量,改性瀝青路面的路用性能可以得到充分的保障。改性瀝青混合料的出料溫度高,一般取出料溫度170℃~180℃,因此礦料的加熱溫度宜取180℃~190℃。改性瀝青混合料的拌和時間應(yīng)適當(dāng)延長。一般拌和時間應(yīng)大于45s,其中含3~5s的干拌,以確保礦粉吸油的均勻性。拌和時間是否足夠,拌和方法是否正確,是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)瀝青混合料的關(guān)鍵環(huán)節(jié),質(zhì)量均勻的混合料表現(xiàn)為所有的集料顆粒完全均勻地被瀝青膜裹覆,瀝青均勻分布于整個混合料,以無花白石子、無瀝青團塊,烏黑發(fā)亮為宜。