瀝青路麵耐久性技術研討會情況綜述

瀝青路麵耐久性技術研討會(hui) 情況綜述

皖通公司  王昌引

2008年12月5日至7日，交通運輸部公路科學研究院在海南省海口市舉(ju) 辦了“延長高等級公路瀝青路麵耐久性技術研討會(hui) ”，來自遼寧、廣東(dong) 、山東(dong) 、江蘇、重慶等近20個(ge) 省市的200餘(yu) 名公路工程方麵的代表參加了曆時2天半的技術研討；交通運輸部公路科學研究院王旭東(dong) 研究員、江蘇省交通科學研究院賈渝研究員、長安大學申愛琴教授分別作了專(zhuan) 題講座。有關(guan) 情況現綜述如下，僅(jin) 供公司同仁參考。

    （一）什麽(me) 是長壽命瀝青路麵

1、長壽命瀝青路麵是指30—40年不產(chan) 生結構性破壞或10—15年方需進行功能性養(yang) 護（上麵層處理）的瀝青路麵。該標準比現行設計規範的15年壽命周期翻了一番以上。

2、長壽命瀝青路麵與(yu) 瀝青路麵早期損壞的關(guan) 係。瀝青路麵的早期損壞通常表現為(wei) 兩(liang) 種形態：

（1）路麵使用1—2年就需要進行功能性維修、養(yang) 護（如微表處、銑铇攤鋪等）；

（2）路麵達不到設計年限而進行大規模的維修、養(yang) 護。

這兩(liang) 種形態反映了路麵設計體(ti) 係與(yu) 方法的完善問題和施工管理與(yu) 質量控製問題。

早期損壞與(yu) 長壽命的關(guan) 係可概括為(wei) ：解決(jue) 早期損壞，並不一定是長壽命路麵（至多是正常設計使用年限），但長壽命路麵則不應產(chan) 生早期損壞。

3、長壽命瀝青路麵設計的本質核心，是研究瀝青路麵在使用過程中所受到的交通荷載和環境荷載等因素對路麵材料和結構作用的行為(wei) 規律和影響規律，以及這些路麵材料和結構對這些作用或影響的響應特征，就是作用與(yu) 反作用的關(guan) 係，應力與(yu) 強度的關(guan) 係。

（二）修建長壽命瀝青路麵的再認識

1、我國高速公路路麵結構發展曆程：

（1）上世紀八十年代末代表性結構為(wei) ：12—15cmAC+15—25cm半剛性結構層+非整體(ti) 性結構層。

（2）上世紀九十年代中代表性結構為(wei) ：16—18cmAC+15—25cm半剛性結構層+20—30cm半剛性底基層。

（3）上世紀九十年代末代表性結構為(wei) ：16—18cmAC+36—40cm半剛性基層+20—30cm半剛性底基層。

（4）當今路麵結構形式主要有：

A、20—24cm瀝青麵層+36—40cm半剛性基層+20—30cm半剛性底基層（降低基層強度，加厚瀝青麵層）；

B、18—20cm瀝青麵層+10—15cm柔性基層+18—20cm半剛性基層+20—30cm半剛性底基層（降低基層強度及厚度，增加柔性基層，加厚瀝青麵層）；

C、8—18cm瀝青麵層+36—40cm半剛性基層+30—40cm半剛性底基層（提高基層強度及厚度，優(you) 化瀝青麵層設計）；

D、8—12cm瀝青麵層+25—30cm剛性基層+18—20cm半剛性基層+30—40cm半剛性底基層（增設剛性基層，複合式結構，減薄瀝青麵層）。

2、對當前幾個(ge) 熱點問題的看法。

（1）關(guan) 於(yu) 柔性基層與(yu) 半剛性基層的應用。柔性與(yu) 半剛性各有其技術特點，美國推廣應用柔性結構，我國是世界上使用半剛性基層多的國家，從(cong) 能源消耗、節約造價(jia) 等角度，半剛性基層瀝青路麵有其必然的應用前景。80年代歐洲針對複合路麵結構、90年代美國針對柔性基層結構、21世紀我國針對半剛性基層結構，對長壽命路麵結構進行了研究。

（2）關(guan) 於(yu) 彎沉指標與(yu) 應變設計指標問題。對同一個(ge) 力學模型，彎沉指標與(yu) 應變指標是等效的。彎沉指標存在不完善之處，但“看得見、摸得著”，是目前*與(yu) 理論模型建立且便於(yu) 施工質量控製的指標，應變指標則不然。

（3）關(guan) 於(yu) 技術標準。當前半剛性材料設計存在一個(ge) 誤區，即低強度高模量問題。實際上，強度與(yu) 模量成正相關(guan) 關(guan) 係，不存在低強度、高模量的材料，參見下表。

3、我國瀝青路麵存在的主要技術問題。

（1）車轍、剪切問題。重載交通路段、長大縱波路段、廣場、路口等易發，荷載作用狀態、材料在荷載作用下的力學響應狀態、環境疲勞對材料衰減的影響尚不十分明確，結構組合狀態對路麵抗車轍能力的提高在理論上存在誤區。

（2）水損壞問題。表現形式通常是橋麵鋪裝損壞、中下麵層鬆散、坑槽與(yu) 唧漿等，涉及宏觀的防、排水設計，橋麵鋪裝中防水與(yu) 粘結，瀝青混合料密實程度及瀝青與(yu) 礦料間狀態的評價(jia) ，水荷載疲勞作用對界麵狀態影響的分析、環境老化作用對界麵狀態影響的分析等問題。

（3）承載能力不足問題。表現形式主要是彎沉偏大、不均勻沉降、縱向裂縫等。涉及結構強度的標準、不同結構形式下交通荷載的作用規律和結構響應規律、不同路麵結構形式的強度演化規律、環境因素對結構強度演化的影響等問題。

（4）裂縫問題。

（三）當前長壽命瀝青路麵的主要技術對策

1、係統功能化設計。各結構層按下述功能要求進行設計：

（1）瀝青麵層，為(wei) 功能層，主要作用是抗滑、抗剪、抗疲勞和抗水損壞。

（2）基層、底基層，為(wei) 承重層，主要作用是抗疲勞。

（3）基層、墊層，為(wei) 穩定層，主要起荷載穩定、水穩定作用。

2、完善半剛性基層及底基層設計。

（1）半剛性基層材料的級配設計：不存在嚴(yan) 格工程意義(yi) 上的骨架密實結構；碎石含量不宜多於(yu) 65%，應控製在60%--65%之間；必須嚴(yan) 格控製各檔級配。

（2）半剛性基層抗壓強度：當前基層強度的均值水平過高，代表值水平偏低，變異水平偏大，是造成高速公路基層耐久性不足、瀝青麵層多種病害普發的主要原因之一；與(yu) 其說基層強度高容易引發瀝青麵層開裂，倒不如說是基層強度不均勻導致瀝青麵層大量產(chan) 生反射裂縫。

（3）改進半剛性基層施工工藝：單一粒級篩分，或等同於(yu) 中下麵層瀝青混合料用料；四檔以上備料；二階段拌和；拌和機稱量計重；羊足碾施工底基層。

3、加強層間結合設計。

瀝青麵層與(yu) 半剛性基層的層間結合，對改善瀝青麵層使用品質、減少病害、延長使用壽命意義(yi) 重大。基層的清潔度是基層質量的標準之一；基層應保持幹燥、幹淨、無鬆動的要求；基層清掃是路麵施工的必要工序；用1mm瀝青混凝土的造價(jia) ，發揮2--3cmAC的作用。

4、優(you) 化瀝青麵層結構設計。

（1）骨架嵌擠型瀝青混合料的設計、應用。

混合料級配的構成是混合料配合比設計的基礎，也是工程應用的基本單元；無論何種配合比設計方法，都要解決(jue) 兩(liang) 個(ge) 問題：選擇、優(you) 化、確定混合料礦料的級配關(guan) 係，確定混合料的油石比（瀝青用量）；不同的礦料由於(yu) 品種、加工方式、顆粒形狀不同，不應有固定的級配關(guan) 係（曲線）；不同類型級配存在曲線交叉、範圍重疊，說明混合料級配的複雜性；當采用某種礦料摻配級配時，可能表現為(wei) 密實型，也可能為(wei) 半開級配，可能為(wei) 懸浮結構，也可能為(wei) 骨架結構；因此，不能根據級配曲線選擇礦料，而應根據礦料特點和性能要求來確定級配曲線；在實際工程中，應根據自身的礦料特點對級配進行優(you) 化，達到性能佳狀態；級配優(you) 化的方法國內(nei) 外還在研究，尚未有一個(ge) 成套的技術對策。

（2）級配優(you) 化的基本思路。

*步：選擇級配曲線。以提高混合料抗車轍能力、抗水損壞能力、抗裂能力以及提高抗疲勞能力為(wei) 目標；粗集料、斷級配、骨架密實型結構為(wei) 目標級配；粗集料——碎石含量高，不少於(yu) 65%；斷級配——替代傳(chuan) 統連續性級配，改善性能；骨架結構——形成骨架或近似骨架結構；密實結構——空隙率應不大於(yu) 5%。

第二步：混合料性能驗證。試驗方法：馬歇爾擊實試驗方法，維姆法試驗方法，旋轉壓實試驗方法（SUPERPAVE），GTM試驗方法（美國工程兵），各種方法各有特點，以可靠、簡便、便於(yu) 使用為(wei) 標準選擇；驗證步驟：確定混合料的油石比（瀝青用量），進行相關(guan) 的高溫穩定性、水穩定性、低溫性能等相關(guan) 試驗。

（3）改性瀝青的合理使用。當前使用的“改性”瀝青主要有：傳(chuan) 統的聚合物改性瀝青，橡膠瀝青、湖瀝青、岩瀝青、添加劑（抗車轍劑）。明確使用目的：以抗車轍為(wei) 主。

（4）麵層厚度的優(you) 化。我國目前瀝青混凝土麵層的厚度，在上已不算薄。“強基薄麵”轉為(wei) “強基厚麵”。瀝青麵層厚掩蓋了許多問題。瀝青麵層到底應多厚，與(yu) 設計理念直接相關(guan) 。

（四）Superpave技術的新進展

1、Superpave技術的起源

Superpave即高性能瀝青路麵，是美國聯邦公路局SHRP瀝青項目研究的主要成果，是瀝青路麵技術的裏程碑。該研究起步於(yu) 1987年，1993年基本完成，2005年形成完整的技術體(ti) 係，已成為(wei) 美國熱拌瀝青路麵標準的常規實踐，是一項成熟的技術。

2、Superpave技術的主要內(nei) 容：

（1）瀝青膠結料PG性能規範，包括Superpave材料規範、技術規範。

（2）瀝青混合料設計方法，包括Superpave的集料、瀝青、混合料的試驗方法，Superpave標準實踐。

（3）瀝青混合料分析和性能預測，重點介紹了Superpave旋轉壓實機應用方法與(yu) 標準。

3、Superpave技術在江蘇省的應用情況

（1）為(wei) 引進Superpave技術，江蘇省交通廳成立了由副廳長錢國超為(wei) 負責人的科研工作班子，於(yu) 2005年與(yu) 美國聯邦公路局簽署了加強合作備忘錄，開展了合作研究。

（2）滬寧高速公路8車道擴建工程全線248km中下麵層全部使用了Superpave技術。

（3）SMA13+Sup20+Sup25組合已成為(wei) 江蘇省高速公路瀝青路麵的為(wei) 典型的結構之一。

（4）江蘇省已將Superpave技術列入地方規範。

（五）法國硬質瀝青和高勁度模量混合料設計、開發和應用

1、硬質瀝青的界定

硬質瀝青是指10#--20#或者針入度是15—25或20—30或35—50+添加劑的瀝青。30#以上的為(wei) 普通道路瀝青。

2、高模量混合料的特征

硬質瀝青；高瀝青含量（≈6%）；連續級配；低空隙率。

3、高模量混合料設計步驟

選擇並確定成分（級配及膠結料含量）----壓實性試驗（旋轉壓實機）-----水敏感性試驗（多樂(le) 士試驗）----Retting車轍試驗----模量試驗----疲勞試驗----模式選擇。

4、我國高模量瀝青混合料研究現狀

（1）遼寧省交科院主要從(cong) 研發高模量瀝青混凝土外加劑和低標號瀝青兩(liang) 個(ge) 方麵開展了相關(guan) 研究；

（2）華南理工大學與(yu) 科氏公司開展了“瀝青路麵車轍病害”課題，主要從(cong) SBS瀝青分子量、改性機理方麵開展了相關(guan) 研究；

（3）長安大學從(cong) 瀝青混合料外加劑的方麵進行了試驗研究；

（4）江蘇省交科院結合阿爾及利亞(ya) 東(dong) 西高速公路的施工開展了高模量瀝青混合料的研究；

（5）江蘇省交科院在寧常高速公路上開展了基於(yu) 半剛性基層的高模量瀝青混合料的應用研究，在中下麵層采用高模量瀝青混合料抵抗車轍，鋪築了試驗路，目前使用效果良好。

（六）我國高速公路瀝青路麵現狀

據統計，在我國所建高速公路中，瀝青路麵比例達到了90％以上。在瀝青路麵快速發展的同時，出現的問題也越來越多，主要體(ti) 現在三個(ge) 方麵：一是損壞時間早，有的建成後1～2年就出現了不同程度的開裂和車轍等破壞現象，個(ge) 別路段通車當年就出現了大麵積損壞，遠遠達不到設計壽命；二是損壞範圍廣，全國各地都出現了過早破壞；三是損壞程度重，有的損壞不是局限在瀝青表麵層，基層也發生損壞。

（七）瀝青混凝土路麵的主要病害

從(cong) 目前調查統計的情況來看，瀝青混凝土的病害包括裂縫、車轍、擁包、泛油、坑槽、剝落、鬆散、老化、水損害、疲勞等破壞，出現多的是裂縫和車轍兩(liang) 大類。

（八）瀝青路麵裂縫形式及產(chan) 生原因

我國高速公路瀝青路麵大部分采用的是半剛性基層，半剛性基層瀝青路麵裂縫表現形式可以分為(wei) 橫向裂縫、縱向裂縫和網狀裂縫三種類型：

1、橫向裂縫。

橫向裂縫是基本上垂直於(yu) 行車方向的裂縫，包括溫縮裂縫及半剛性基層瀝青路麵的反射裂縫。橫向裂縫產(chan) 生的主要原因有：

（1）很大程度上與(yu) 瀝青麵層本身溫度收縮引起有關(guan) ，其次是半剛性基層幹縮引起，沿縱向基本等距且有規律的產(chan) 生橫向裂縫。

（2）路基填挖結合部壓實不夠，或縱坡較大處，呈現錯動式路麵開裂。

（3）各施工標段路基銜接處的壓實不均勻。

2、縱向裂縫

縱向裂縫分為(wei) 自上而下的表麵裂縫和自下而上的疲勞裂縫，基本上平行於(yu) 道路中心線，一般發生在距路邊緣3～5m的車道內(nei) 。裂縫形狀有兩(liang) 種，一種是直線形，另一種是縱向弧形且兩(liang) 端向路堤邊緣延伸。其產(chan) 生的原因是：

（1）荷載作用過大，承載力不足引起的縱向開裂。

（2）由於(yu) 瀝青麵層分幅攤鋪時施工縱向接縫沒有做好產(chan) 生的裂縫。

（3）路基壓實度不均勻或由於(yu) 路基邊緣受水侵蝕產(chan) 生不均勻沉陷而引起的裂縫。

3、網狀裂縫

網狀裂縫是由單根裂縫發展而引起的。其產(chan) 生原因有：

（1）路麵的整體(ti) 強度不足而產(chan) 生裂縫。

（2）路麵開始出現裂縫後未及時封填，致使水分滲入下層，尤其是在融雪期間凍融交加，會(hui) 加劇路麵的破壞，促使網狀裂縫形成。

（3）瀝青在施工期間以及在長期使用中的老化所致。

（九）瀝青路麵裂縫處置技術

1、基於(yu) 材料方麵的裂縫處置技術

主要是通過降低半剛性基層的剛度、同時提高瀝青麵層的抗裂能力而實現的。具體(ti) 措施有：

（1）在半剛性基層材料組成設計中使用密實骨架結構。

（2）在半剛性基層材料中摻加纖維，增加其抗裂性能。

（3）采用(SBS、SBR)改性瀝青增強瀝青路麵抗裂性能。

2、基於(yu) 路麵結構的裂縫處置技術

基於(yu) 路麵結構方麵的裂縫防治措施主要通過瀝青麵層和半剛性基層之間加一層應力吸收層以吸收半剛性基層裂縫，用以延緩半剛性基層裂縫向瀝青麵層發展。具體(ti) 措施有：

（1）半剛性基層預切縫處理

這種方法在法國等歐洲國家使用的比較多，預先留有切縫，釋放其內(nei) 部能量，可以減少半剛性基層在其後使用過程中出現的幹縮現象，從(cong) 而預防瀝青層出現裂縫，其目的在於(yu) ：減少麵層反射裂縫的產(chan) 生或者說延長裂縫間距；減少瀝青麵層龜裂、網裂、坑槽等病害。

（2）采用土工合成材料作為(wei) 應力吸收層

國外自70年代以來廣泛使用，多用於(yu) 具有嚴(yan) 重裂縫的舊瀝青路麵或水泥路麵上加鋪新瀝青罩麵層時，作中間防裂層。其防裂效果有好有壞，所用織物多為(wei) 紡織尼龍、無紡聚丙烯玻璃纖維等幾種，其中無紡聚丙烯（petromat）用得多。土工織物成本高、施工工藝複雜，尤其是瀝青混合料高溫攤鋪易使其變形等均影響其效果。但是，經過長安大學課題組的研究表明，在半剛性基層上鋪設土工格柵或在基層預切縫後鋪築土工布會(hui) 有效的預防半剛性基層的反射裂縫和疲勞裂縫，從(cong) 而降低麵層瀝青結構出現裂縫的幾率，延長路麵的使用壽命。

（3）采用複合式基層（半剛性基層上為(wei) 級配碎石或ATB基層）

該措施在國外使用的比較多，歐美大多數國家均采用這種基層組合方式。國內(nei) 許多科研院所也對該類型路麵結構進行了研究，並鋪築了試驗段，效果較好。

（十）瀝青路麵車轍防治技術

車轍是瀝青路麵使用期內(nei) 主要破壞形式之一，是指路麵的結構層及土基在行車荷載作用下的補充壓實，以及結構層材料的側(ce) 向位移產(chan) 生的累積*變形。路麵上出現車轍，嚴(yan) 重影響路麵的使用和服務品質：路表過量的變形影響路麵的平整度；輪跡處瀝青層厚度減薄，削弱了麵層及路麵結構的整體(ti) 強度；雨天車轍內(nei) 積水導致車輛出現漂滑，影響高速行車的安全性；在冬季車轍槽內(nei) 聚冰，降低路麵的抗滑能力，行車產(chan) 生冰滑現象；車輛在超車或變換車道時方向易失控，影響車輛的操縱穩定性。

1、車轍類型及形成原因分析

在正常情況下，瀝青路麵發生的車轍有三種類型，分別是磨損性車轍、結構性車轍和失穩性車轍。

(1)磨損性車轍是由於(yu) 道路麵層材料的不斷磨損引起的。通常是由於(yu) 劣質的HMA、施工時HMA壓實不足或者使用帶釘輪胎等原因造成的。磨損性車轍兩(liang) 側(ce) 的路麵不會(hui) 出現擁包，車轍處表麵構造有些鬆散且車轍寬度相當窄。

(2)結構性車轍是由於(yu) 荷載傳(chuan) 播擴散後仍超過路麵各層的強度，發生在瀝青麵層以下包括路基在內(nei) 的各結構層的*變形。很多結構性車轍發生在下臥層路基上，尤其當路麵厚度不足以充分分散交通負荷時。結構性車轍的橫斷麵寬度通常相當寬，車轍呈U形或V字形，大變形發生在車轍正中心或接近中心處，且車轍兩(liang) 側(ce) 無明顯擁包。

(3)失穩性車轍是指在高溫條件下，車輪碾壓的反複作用，荷載產(chan) 生的剪應力超過路麵的抗剪強度，使流動變形不斷累積，逐漸形成的瀝青混凝土的側(ce) 向流動變形。這種車轍主要取決(jue) 於(yu) 瀝青混合料的流動特性，是行車軌跡區域下麵的一層或多層HMA被剪切移動的結果。失穩性車轍通常伴隨著兩(liang) 側(ce) 隆起現象，對主要行駛雙輪車的路段，車轍斷麵呈W形，且從(cong) 較窄到中等車轍寬度。它容易發生在上坡路段、交叉口、彎道附近，即車速慢、輪胎接地產(chan) 生的橫向應力大的地方。此類車轍又可分為(wei) ：麵層失穩型車轍，由中下麵層抗剪能力不足所引起；基層失穩性車轍，產(chan) 生的主要原因是基層承載力不夠或水穩性差，主要特征是車轍內(nei) 有唧漿現象；路基失穩性車轍，產(chan) 生的主要原因是路基不均勻沉降，主要特征是車轍內(nei) 有縱向裂縫，在山區瀝青路麵的車轍破壞中，這種車轍占多數；壓密性車轍，此類車轍在國外很少見，但在我國卻經常發生，是由於(yu) 瀝青麵層通車後被壓密造成的，尤其是有些高速公路施工時沒有被充分地壓實，也有些是片麵追求平整度，在降低溫度後碾壓，造成壓實度不足，致使通車後的*個(ge) 高溫季節混合料繼續壓密（比正常情況嚴(yan) 重）而形成車轍，這是由於(yu) 施工不良所造成的。

2、影響車轍產(chan) 生的因素及對策

（1）瀝青混合料的影響

一般認為(wei) 瀝青對車轍的貢獻率可達40％，非瀝青因素占貢獻率的60％，主要是瀝青混合料的組成結構，它是原材料、級配和工藝的函數，關(guan) 鍵在於(yu) 骨架結構的穩定性,因此在瀝青混合料中，影響車轍的因素主要有以下幾個(ge) 方麵：瀝青性能對車轍的影響；礦料及礦料級配；瀝青用量；空隙率。

A、瀝青的針入度和粘度。瀝青的針入度愈小，混合料的粘結力愈大，瀝青混合料的抗車轍能力就越強。瀝青的粘度愈高，稠度愈大，混合料的強度和抗車轍能力就愈大。90號石油瀝青的車轍深度平均為(wei) 70號石油瀝青混凝土的1.75倍。另外，在規定瀝青標號範圍內(nei) 使用較稠的瀝青可以提高瀝青混凝土的抗車轍能力。

B、瀝青的感溫性。瀝青的感溫性是指瀝青粘度隨溫度變化而變化的程度。瀝青的感溫性越小，高溫時瀝青混合料的粘結力越強，抗車轍能力也越大。因此，使用溫度穩定性好的瀝青是提高瀝青混凝土溫度穩定性和抗剪強度的重要措施。

C、礦料。礦料質量的好壞直接影響到瀝青混合料的強度，增加礦料顆粒間的嵌鎖作用和內(nei) 摩擦角可以提高瀝青混凝土的抗剪穩定性。礦料的級配組成、礦料顆粒的形狀和表麵性質都影響瀝青混凝土的內(nei) 摩擦角。在整個(ge) 礦料混合料中，對瀝青混凝土溫度穩定性影響大的是礦粉。用石灰岩和某些冶金礦渣製的礦粉的瀝青混凝土有較高的溫度穩定性。用石英質礦粉和粉煤灰做礦粉的瀝青混凝土的溫度穩定性差。當使用人工砂取代天然砂時，能大大提高瀝青混合料的抗車轍能力。

D、礦料級配。礦料級配對混合料高溫穩定性起重要作用。國內(nei) 外的許多研究表明，中粒式混合料的抗車轍性能要比粗粒式的好，這是因為(wei) 太粗的集料在混合料中處於(yu) 不穩定的狀態，在汽車輪胎的揉搓作用下反而容易變形和流動。因此，單純增大礦料的粒徑並不一定能提高混合料的高溫穩定性，而良好的級配和大的密實度卻能增加礦料的嵌擠力而提高混合料的高溫抗車轍能力，因此要嚴(yan) 格控製礦料級配。

E、瀝青用量。車轍試驗和馬歇爾試驗相比，也存在一個(ge) 佳瀝青用量。瀝青用量過小或過大都會(hui) 降低瀝青混合料的動穩定度。對於(yu) AC一2OF瀝青混合料，用瀝青含量分別為(wei) 4.1、4.4、4.7製作試件，進行車轍試驗。其車轍試驗結果的動穩定度分別是950次／mm、1080次／mm、870次／mm。討論瀝青用量的多少實際上是討論瀝青膜的厚度，而影響瀝青膜厚度的因素除瀝青用量自身外，顯著的是礦粉的用量及粉膠比，一般認為(wei) 密級配瀝青混凝土的粉膠比不宜小於(yu) 1。

F、空隙率。如果混合料的空隙率過小，使得混合料內(nei) 部留有足夠的空隙來“吸收”材料的流動部分，這勢必造成混合料外部的整體(ti) 變形，由此便易於(yu) 形成車轍。因此，對混合料的空隙率應提出低限。大量的室內(nei) 及試驗路研究表明，瀝青混合料的空隙率不得小於(yu) 3％。當然，空隙率也絕非越高越好，應根據道路條件及要求壓實度等論證確定。新的規範規定在一般情況下的設計空隙率是3%～5%，而在預計有可能產(chan) 生車轍變形的路段，空隙率宜適當提高到4%～6%範圍內(nei) ，以減少瀝青用量，然後在施工時加強碾壓，將增大的1%空隙壓回去。

G、路麵結構。我國瀝青路麵的主要結構形式為(wei) 柔性基層瀝青路麵（瀝青層較厚）和半剛性基層瀝青路麵（瀝青層較薄）。據國外長壽命路麵資料顯示：瀝青層厚小於(yu) 180mm時，車轍率較大；瀝青層厚度大於(yu) 180mm時,車轍速率會(hui) 迅速降低。而對厚瀝青麵層道路的調查表明，車轍的大部分主要發生在瀝青層表麵，其車轍的產(chan) 生不會(hui) 引起路麵結構性破壞。有關(guan) 室內(nei) 環道試驗表明：當路基為(wei) 砂土材料時，麵層厚度對車轍影響很大，麵層較薄時車轍較深，而且主要是由路基的變形引起的，麵層較厚時，路基變形很小或者基本不產(chan) 生車轍；當路基為(wei) 剛性、半剛性等強度、剛度較大的材料時，宜采用薄瀝青麵層，麵層越厚車轍越深，麵層越薄車轍越淺；而當路基和基層材料強度、剛度較弱時，應適當增加麵層厚度，以減輕車轍深度。在路麵組合設計中，應選用合理的結構形式以減輕車轍的出現。

H、交通荷載。瀝青路麵的流動型車轍，主要是瀝青混合料的高溫抗剪能力不足造成的。隨著荷載的增加，尤其是超載的影響，瀝青混合料內(nei) 部的剪應力將逐漸增加，剪應力的作用深度也將逐漸增加。根據國外的資料，通常麵層表麵以下5～10㎝是產(chan) 生車轍的主要區域。

一定溫度條件下，車轍動穩定度與(yu) 輪胎的接地壓強呈對數關(guan) 係變化。現行瀝青路麵設計標準軸載的標準輪壓為(wei) 0.7Mpa，如果實際汽車荷載的輪壓比這還小的話，動穩定度急劇增大，對產(chan) 生車轍的影響就小得多；反之，如果汽車荷載的輪壓大於(yu) 0.7MPa，動穩定度將急劇減小，對產(chan) 生車轍的影響就大得多。

I、溫度。我國大量發生車轍的高速公路，一致的特點是發生在夏季高溫季節，有時僅(jin) 僅(jin) 發生在高氣溫的幾天裏，而低於(yu) 某個(ge) 溫度，路麵幾乎不發生流動變形。因此美國Superpave的瀝青混合料的PG分級采用一年中高的“七天高路麵溫度”作為(wei) 高溫特征的分級指標，它是指瀝青路麵表麵下20mm深位置的混合料溫度。

J、環境因素。道路的環境條件對瀝青路麵的高溫穩定性有直接的影響。夏天的持續高溫常使瀝青路麵過於(yu) 軟化，而導致路麵的變形加劇。交通量的猛增，尤其是載貨及超載車輛的增加也加劇了路麵的車轍破壞；道路的大長陡坡，促使車輛的速度降低，也會(hui) 造成路麵的車轍。

K、施工質量。瀝青混合料的溫度對施工現場混合料的壓實非常重要。瀝青麵層功能的優(you) 劣、是否產(chan) 生早期破壞以及使用壽命的長短，都與(yu) 現場混合料的壓實度和空隙率有關(guan) 。

L、麵層集料的選擇。采用堅硬、粗糙、形狀接近立方體(ti) 、潔淨的粗細集料。石料針片狀含量應嚴(yan) 格控製在15％以下，一般不宜超過10％。上麵層石料壓碎值應控製在24％以下，中、下麵層石料壓碎值應控製在26％以下。應選用反擊式或錘式破碎機加工的碎石，不得采用顎式破碎單機加工的碎石；石屑應嚴(yan) 格控製粉塵含量和砂當量。

M、瀝青膠結材料的選擇。應根據工程所在地的氣候條件、交通量情況，選用高溫、低溫性能良好的瀝青或改性瀝青，一般選擇高質量、高粘度的重交通道路瀝青，在高速公路瀝青上麵層應優(you) 先選用改性瀝青或改性瀝青混凝土。根據瀝青路麵各層的功能和作用，上麵層宜選用高溫、低溫性能均好，並耐老化瀝青；中麵層選用熱穩性好的瀝青，下麵層選用抗疲勞、熱穩性好的瀝青或選用稠度高一級的瀝青。為(wei) 了使得瀝青路麵具有更好的高溫抗車轍性能，國內(nei) 外許多專(zhuan) 家提出采用高模量改性瀝青，其與(yu) 普通改性瀝青比較有下述特點：動態模量提高，表明高模量瀝青彈性變形能力較好；損失模量提高，表明產(chan) 生相同變形時，需要外力功更大，即輪載壓力更大或相同輪載時需要更長的荷載持續時間；車轍因子提高，表明高模量瀝青對車轍抵抗能力增強。曾對國內(nei) 山區高速公路使用較廣的AC-20和AK-13混合料使用高模量改型瀝青，對比發現使用高模量瀝青的混合料動穩定度均明顯高於(yu) 普通瀝青。

N、瀝青麵層結構設計。結構設計原則：上麵層應綜合考慮高溫抗車轍、低溫抗開裂、抗滑的需要；中麵層應重點考慮抗車轍能力；下麵層重點考慮抗疲勞開裂性能、密水性等。結構推薦：建議高速公路瀝青路麵上麵層采用SMA-13或SMA-16型結構，中麵層采用AC-20型結構，下麵層采用AC-2TB-25、ATB-30型結構。若條件許可，中、下麵層可采用Superpave結構；各瀝青層之間必須設置粘層，粘層油宜采用快裂或中裂乳化瀝青、改性乳化瀝青，粘層油品種和用量應根據下層瀝青混合料的類型通過試撒確定。為(wei) 了提高路麵結構的抗車轍能力，國內(nei) 近幾年新建的高速公路傾(qing) 向於(yu) 采用Superpave路麵。使用結果表明，Superpave路麵較傳(chuan) 統的以AC為(wei) 主的路麵具有良好的抗車轍能力。國內(nei) 許多山區高速公路為(wei) 了提高上麵層的抗滑性以及抗車轍性能，普遍采用SMA作為(wei) 上麵層結構，取得了良好的效果。而國外一些研究表明，起主抗車轍作用的中麵層采用SMA替代傳(chuan) 統的AC會(hui) 取得更好的效果。國內(nei) 許多省份都試驗采用了長壽命瀝青路麵來提高路麵抵抗結構性變形破壞的能力。如早期的江蘇沿江高速，河南地區，還有近幾年的山東(dong) 濱州地區、河北邯鄲地區和吉林的長琿高速公路都在對長壽命瀝青路麵開展研究。研究結果表明，長壽命瀝青路麵可以提高路麵抵抗結構性破壞的能力，能提高路麵的抗變形能力。

二、幾點體(ti) 會(hui)

（一）瀝青路麵耐久性關(guan) 乎瀝青路麵的使用壽命，應當予以足夠重視。

交通部公路科學研究院此次舉(ju) 辦的研討會(hui) 以“延長高等級公路瀝青路麵耐久性”為(wei) 主題，來自全國近20個(ge) 省市的近200名代表自始至終參加了研討，說明瀝青路麵耐久性的嚴(yan) 重不足已形成了全國範圍內(nei) 廣泛關(guan) 注的一個(ge) 共性問題。以我公司早建成的三條瀝青路麵高速公路為(wei) 例，2001年7月建成的合徐南高速（112km）、2002年7月建成的連霍高速（54km）、2002年9月建成的合安高速（153km），主要因為(wei) 超載車輛的影響，在通車後不久都出現了裂縫、車轍等病害，不僅(jin) 持續進行了功能性養(yang) 護修複（以微表處為(wei) 主），而且結構性維修養(yang) 護（以銑铇攤鋪為(wei) 主）工作量也越來越大。可以說，瀝青路麵的耐久性問題已經顯現出來。這一問題的存在和發展，不僅(jin) 使養(yang) 護投入的需求增加進而直接加大了公司的經營成本，而且對道路通行能力以及道路的使用壽命造成了一定的負麵影響，如不加以高度重視，很可能重蹈水泥混凝土路麵養(yang) 護管理曾經出現的問題並被社會(hui) 各界普遍關(guan) 注的覆轍。

（二）瀝青路麵耐久性問題解決(jue) 的關(guan) 鍵，是高速公路新建時設計和施工質量的有效控製。

此次的研討會(hui) 使我們(men) 進一步認識到，瀝青路麵的耐久性之所以出現問題，原因是多方麵的，既受荷載、氣侯等環境因素的影響，也受施工管理、施工質量變異性控製等工程要素的製約，更與(yu) 路麵結構設計理念、設計方法息息相關(guan) ，而且後兩(liang) 者的影響力是原發性的、根本性的。2004年10月份之前，省內(nei) 一些高速公路因大量超載車輛的行駛和夏季高溫導致瀝青路麵出現了車轍現象，但這種現象的存在是局部的、不是整條路均衡出現的，反映了施工質量和施工變異性控製的差異性。換句話說，施工質量變異性控製的好的，即使麵對同樣的荷載和高溫，也可以避免車轍的出現。2004年10月全省範圍內(nei) 實行了載貨汽車計重收費政策，至2008年度，我省北網超重30%以上的車輛隻占總量的5.97%，應該說，車輛嚴(yan) 重超限超載現象得到了有效遏製，超載問題已不是路麵病害的主要成因。但某些路段仍不斷出現裂縫、車轍等病害，通過這兩(liang) 年的養(yang) 護實踐我們(men) 發現，這是由於(yu) 半剛性基層--水泥穩定碎石裂縫反射至麵層為(wei) 主要原因所導致的，說明了路麵結構設計的深層次原因。但據了解，公司去年建成通車的高速公路基本上是密實級配瀝青混凝土加水泥穩定碎石半剛性基層的結構，與(yu) 以前通車的合徐南、合安大體(ti) 一致。目前，很多省份都在下大力氣研究、調整新建高速公路瀝青路麵結構的設計思路和方法。例如，江蘇寧滬高速擴建後的中下麵層就采用了Superpave技術；山東(dong) 省交科院對用大粒徑瀝青碎石代替半剛性基層進行了深入研究，並已應用於(yu) 合徐南高速、合安高速部分路段的養(yang) 護中。有見如此，我們(men) 應結合項目工程實際研究、吸收、應用一些新的設計理念和方法，同時進一步加強施工質量特別是施工變異性的控製，使建設、養(yang) 護特別是養(yang) 護中發現的問題能夠在建設期得到妥當的解決(jue) ，以從(cong) 根本上解決(jue) 瀝青路麵耐久性不足的問題。

（三）瀝青路麵耐久性問題的治本之策，在於(yu) 結合實際開展的科研工作的力度及科研成果的有效應用。

瀝青路麵大規模應用於(yu) 高速公路在我省乃至全國也隻有十年左右的時間，瀝青路麵的設計、施工、材料等專(zhuan) 項技術的研究和應用一直在探索中發展，交通部公科院，有關(guan) 大學，江蘇省、遼寧省、山東(dong) 省等省的公路科學研究機構在這方麵的投入與(yu) 成果比較顯著。應該說，公司的科研工作一直很得較緊，安排了很多科研課題，成果也不少，有的還在國家、省內(nei) 獲得了獎項，現在的關(guan) 鍵是要在這些成果的應用上持續加大力度。公司上下現有正、工程師幾十人、中級職稱的更多，具有了較為(wei) 雄厚的技術實力，如能有效整合資源，在廣泛、充分借鑒、吸收交通部公科院、有關(guan) 大學和其他兄弟省份的科研成果和實踐經驗的同時，建立健全公路工程建設與(yu) 養(yang) 護技術的綜合性科研機構，加大科研經費的投入，從(cong) 公司高速公路建設與(yu) 養(yang) 護的實際需要出發確定科研攻關(guan) 課題，使中技術人才在建設、養(yang) 護的日常管理上和科研方麵均能發揮重要作用，那麽(me) ，公司就能夠為(wei) 瀝青路麵養(yang) 護高峰期的到來提前做好智力和技術準備，這也是學習(xi) 實踐科學發展觀、構建和諧高速、實現公司可持續健康發展的現實需要。