高等級(jí)公路瀝青路面層間處理技術(shù)探討
論文摘要：主要對(duì)高等級(jí)公路瀝青路面層間處理技術(shù)問題進(jìn)行了探討，首先概述了路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和方法，然后分析了瀝青路面層間狀態(tài)的影響因素，最后探討了瀝青路面層間的處理技術(shù)。
論文關(guān)鍵詞：高等級(jí)公路；瀝青路面；層間
1 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論
1.1 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目標(biāo)
路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本目標(biāo)就是在道路的使用壽命期限內(nèi)不發(fā)生損壞，這個(gè)目標(biāo)看似簡單，實(shí)則很難做到，這就需要在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮多個(gè)方面的因素，比如環(huán)境因素、材料因素、荷載因素、結(jié)構(gòu)因素以及經(jīng)濟(jì)因素等等，通過這些因素的綜合分析和評(píng)判，最終才可能選擇一個(gè)符合實(shí)際、性價(jià)比較高的設(shè)計(jì)方案。具體而言，路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有抗滑性、平整性和耐用性三個(gè)衡量標(biāo)準(zhǔn)，抗滑性從傳統(tǒng)意義上而言并不屬于路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容，但是隨著高等級(jí)公路的日益增多，汽車行使速度的不斷提高，抗滑性越來越受到重視，抗滑性可以通過表層材料的選擇和設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)；平整性可以減少因?yàn)楹奢d沖擊而給道路帶來的破壞性，同時(shí)可以提高行使的舒適性，由于平整性可以降低對(duì)道路的破壞，所以也間接地提高了道路的使用壽命；耐用性是路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的核心性能，所有的設(shè)計(jì)方法都是以此為中心展開設(shè)計(jì)的，耐用性要求路面有足夠的強(qiáng)度已達(dá)到抗變形的目的，耐用性代表了道路的設(shè)計(jì)使用壽命。
1.2 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法
路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法根據(jù)設(shè)計(jì)機(jī)理不同分為三類：基于經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法、基于力學(xué)的設(shè)計(jì)方法和基于性能的設(shè)計(jì)方法：（1）經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法：包括CBR設(shè)計(jì)法與AASHTO設(shè)計(jì)法，CBR的設(shè)計(jì)思想認(rèn)為路面應(yīng)提供足夠的質(zhì)量和厚度從而防止路面層內(nèi)產(chǎn)生壓力變形，CBR的設(shè)計(jì)簡單明確，適用于低等級(jí)公路的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；AASHTO方法引入了PSI概念，PSI是指路面現(xiàn)時(shí)服務(wù)能力指數(shù)，反映了道路使用者對(duì)路面質(zhì)量的評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)值在0到5之間；（2）力學(xué)設(shè)計(jì)法：主要包括SHELL設(shè)計(jì)法和AI設(shè)計(jì)法，SHELL設(shè)計(jì)法把路面看做路基、基層與瀝青層三層結(jié)構(gòu)，以厚度、彈性模量和泊松分別表示各層的特征；AI法把路面看成多層彈性體系，各層材料采用彈性模量和泊松比來表征；（3）性能設(shè)計(jì)法：包括SUPERPAVE設(shè)計(jì)法和OPAC設(shè)計(jì)法，SUPERPAVE設(shè)計(jì)法根據(jù)道路的使用性能進(jìn)行路面和材料的設(shè)計(jì)，從而達(dá)到抗低溫、抗疲勞、抗車轍的目的；OPAC法主要考慮了環(huán)境因素和交通荷載因素對(duì)路面性能的影響。
2 瀝青路面層間狀態(tài)的影響因素
2.1 結(jié)構(gòu)及材料類型影響
當(dāng)混合料施工不當(dāng)時(shí)容易發(fā)生離析現(xiàn)象，特別是混合料最大粒徑較粗、瀝青層總厚度較薄并三層鋪筑時(shí)更容易發(fā)生這種情況，離析后由于形成了較大的空隙率，從而無法防止路表水下滲情況的發(fā)生，而且由于其他原因產(chǎn)生的裂縫無法避免（特別是半剛性基層收縮殘生的瀝青路面反射縫），所以加大了雨水滲入路面的可能性。冰凍地區(qū)的路面，冬季毛細(xì)管聚冰導(dǎo)致了在春融期水分過于飽和，加上半剛性基層的透油層效果較差，水分將向上移動(dòng)積存在基層表面，由于半剛性基層不透水，會(huì)導(dǎo)致水分無法從基層排走，如果瀝青路面較薄，作用到瀝青層底部的荷載壓力較大，基層表面機(jī)會(huì)越容易破壞成灰漿，會(huì)影響瀝青層的疲勞壽命。
2.2 施工管理的影響
施工管理對(duì)間層的影響也不應(yīng)忽視，有些施工單位施工質(zhì)量控制不嚴(yán)格，在進(jìn)行基層表面清掃時(shí)清掃得不干凈、不徹底，導(dǎo)致了間層的粘結(jié)不好，造成了層間容易產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，另外由于在施工期間施工車輛通行的隨意性以及不禁止外來車輛的通行，也會(huì)對(duì)間層造成嚴(yán)重的破壞。有些施工單位為了降低工程造價(jià)，在進(jìn)行面層攤鋪前不對(duì)基層進(jìn)行灑粘層油的工藝處理，或者在灑粘油層的施工中計(jì)量不夠、油膜不均勻等都會(huì)造成層間的粘結(jié)出現(xiàn)問題。要解決上述問題，首先要確保加強(qiáng)對(duì)基層表面嚴(yán)格的清掃工作，對(duì)基層表面粗糙度不合格的局部路段要進(jìn)行相應(yīng)的處理，達(dá)到技術(shù)要求之后，才可以進(jìn)行粘結(jié)層的施工，另外在施工過程中嚴(yán)格進(jìn)行車輛管理，禁止車輛通行。
2.3 溫度和水的影響
瀝青對(duì)溫度的敏感度很高，所以溫度對(duì)層間材料的影響很大，在夏季高溫時(shí)期，瀝青路面的溫度可以高達(dá)60攝氏度，在60度高溫下進(jìn)行剪切試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)層間材料此時(shí)的抗剪強(qiáng)度已經(jīng)很小了，所以在夏季高溫情況下，層間材料在重力的作用下就容易發(fā)生損壞，因此在路面層間結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中要注意溫度對(duì)層間材料的影響。另外，水的影響也不能夠被忽視，半剛性基層具有不透水的特點(diǎn)，水分在基層上方無法擴(kuò)散而只能滯留聚積，而瀝青表面層下面往往設(shè)置的是空隙率較大的瀝青混合料，其空隙間充滿了水分，在車輛行駛荷載的反復(fù)重壓之下，水動(dòng)壓力會(huì)讓基層沖刷破壞而軟化，瀝青層與基層之間會(huì)從連續(xù)狀態(tài)轉(zhuǎn)變成半滑動(dòng)或滑動(dòng)狀態(tài)。
3 瀝青路面層間處理技術(shù)探討
3.1 粘結(jié)層材料功能分析
基層與面層之間的粘結(jié)層材料受力情況比較復(fù)雜，主要包括壓應(yīng)力、拉應(yīng)力和剪應(yīng)力三類受力，另外，由于道路處于自然環(huán)境中，不可避免的受到日照、溫度、水等因素的影響，所以粘結(jié)層材料應(yīng)該具有以下兩個(gè)重要功能：（1）抗拔能力，由于汽車輪胎在行駛過程中與路面的摩擦?xí)绊憣娱g的粘結(jié)效果，另外啟程行駛中的后輪產(chǎn)生的真空泵吸作用也會(huì)造成層間粘結(jié)的減弱，所以在粘結(jié)層材料選擇時(shí)要注意材料的抗拔能力，否則很容易產(chǎn)生層間分離現(xiàn)象；（2）抗剪能力，如果抗剪能力不足，基層和面層之間往往會(huì)出現(xiàn)推移、擁包、兩層皮等病害，輕者會(huì)影響路面的使用性能，嚴(yán)重的話會(huì)威脅到路面使用者的行車安全，所以粘結(jié)層材料還要具有較高的抗剪能力。
3.2 透層油的作用機(jī)理
透油層主要起到過渡偶合作用，當(dāng)透油層撒布到基層之后，會(huì)在基層上形成一定深度的滲透，這種滲透填充了半剛性基層的表面空隙，形成了一個(gè)特殊的結(jié)構(gòu)層，即偶合層，偶合層本身屬于基層的一部分，降低了基層材料的模量，從而解決了有機(jī)結(jié)合料到無機(jī)結(jié)合料之間的粘結(jié)問題。透油層的作用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先提高了路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的連續(xù)性，從多層組合體系轉(zhuǎn)變成連續(xù)組合體系；其次，透油層的作用相當(dāng)于增加了柔性材料結(jié)構(gòu)層的厚度，從而提高了路面結(jié)構(gòu)的抗變形能力；第三，透油層滲入基層后閉合了基層混合料的開口孔隙，增強(qiáng)了基層抵御水破壞的能力；最后，透油層可以避免基層內(nèi)部水分的蒸發(fā)，省去了灑水養(yǎng)護(hù)的成本。
3.3 下封層材料的要求
下封層是構(gòu)筑在透層基礎(chǔ)上的，可起到封水防水、穩(wěn)定基層、解決瀝青面層與基層的粘結(jié)、緩解基層反射裂縫產(chǎn)生等作用，面層和基層之間的良好結(jié)合，除了透油層的過渡偶合之外，下封層還可以起到粘結(jié)的作用。在基層施工完成以后，澆撒的透層油滲入基層后，可以使下封層更容易與基層形成整體，下封層同透層一起能夠在基層頂面形成一個(gè)密封層，防止了外部水移入和內(nèi)部水份蒸發(fā)，使基層水化作用充分進(jìn)行，保證在最佳含水量情況下形成強(qiáng)度，從而可提高基層強(qiáng)度的整體均勻性。下封層材料應(yīng)滿足如下性能要求：（1）粘附性：保證與基層表面的良好粘結(jié)，防止脫皮；（2）柔韌性：保證溫度應(yīng)力及荷載應(yīng)力下的伸縮不至于產(chǎn)生斷裂；（3）滲透性：滲入半剛性基層起加固及粘結(jié)作用；（4）成膜性：應(yīng)形成均勻薄膜，確保防水及粘附效果；（5）工作性：確保良好的貯運(yùn)特性，施工便利。
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