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1、浅谈如何提高沥青混凝土路面强度_交通运输经济论文摘要:本文着重分析沥青混凝土强度形成机理,研讨提高混合料强度的措施,以期达到提高沥青路面的使用品质和耐久性的目的。关键词:公路工程;沥青混凝土;路面强度;摩阻力;粘聚力;吸附 1、沥青混合料是由矿质骨架和沥青胶结物所构成的,具有空间网络结构的一种多相分散系。沥青混合料的强度是由内摩阻力和粘结力组成。内摩阻力取决于狂聊表面形状、大小、表面特征和矿质混合料的级配;而粘结力与沥青的性质密切相关。(1)矿料之间的嵌挤力与内摩阻力的大小,主要取决于矿料的级配、尺寸均匀度,颗粒形状,表面粗糙度和沥青含量。沥青混合料按级配构成原则不同可分为三种:(a)悬浮密实
2、结构:在采用连续级配矿料配置的沥青混合料中,各种级配连续存在形成密实结构。另一方面粒径较大的颗粒被较小一级的颗粒挤开,造成粗颗粒之间不能直接接触,也就不能相互支撑形成嵌挤骨架结构,而是彼此分离悬浮与较小颗粒和沥青胶浆中间。这种结构通常按最佳级配原理设计。工程中常用的AC型密级配沥青混凝土就是这种结构。特点:密实度与强度较高,水稳性好、耐久性好、高温稳定性较差。(b)骨架空隙结构:当采用连续开级配矿料与沥青组成沥青混合料时,粗粒径的颗粒可以相互接触,形成嵌挤的骨架。由于细颗粒少无法填充,从而压实后的混合料中留下较多的空隙。这种结构骨料之间的内摩阻力和嵌挤力起重要作用。工程实践中使用的沥青碎石混合
3、料(AM)和排水沥青混合料(OGFC)是典型的骨架空隙型结构。特点:高温稳定性好、水稳性较差、耐久性下降。(C)骨架密实结构:当采用间断型密级配矿料与沥青组成沥青混合料时,由于矿料颗粒集中在级配范围的两端,缺少中间颗粒,所以一端的粗颗粒相互支撑嵌挤形成骨架,另一端较细的颗粒填充于骨架留下的空隙中间,使整个矿料结构处于密实状态,形成骨架密实结构。沥青碎石玛蹄脂混合料(SMA)是一种典型的骨架密实型结构。特点:兼具了上述两种结构的优点,是一种优良的路用结构类型。(2)粘聚力主要取决于沥青与矿料之间的相互作用力、沥青材料本身的粘结力。沥青与矿料之间的相互作用是沥青混合料结构形成的决定性因素,它直接关
4、系到混合料的强度、温度稳定性、水稳定性及老化速度等一系列重要性能。沥青与矿料接触后,沥青在矿料表面产生化学组分的重新排列,在矿料表面形成一层扩散结构膜,在此薄膜厚度以内的沥青称为结构沥青,此薄膜以外的沥青称为自由沥青。结构沥青与矿料之间发生相互作用并且沥青性质有所改变:而自由沥青与矿料距离较远,没有与矿料发生相互作用,并保持原来的性质。沥青与矿料相互作用时发生多种效应,主要有沥青层被矿物表面物理吸附、沥青与矿料进行的化学吸附、某些种类矿料对沥青组分的选择性吸附。矿料与沥青之间仅有分子作用力存在时则产生物理吸附,物理吸附形成的结构沥青膜遇水易剥落。沥青中的酸性物质(如沥青酸、沥青酸酐)与碱性矿料
5、在接触面上会发生化学变化,在接触面形成不溶于水的沥青酸盐,这时发生的是化学吸附。化学吸附形成的结构沥青膜具有较高的抗水能力。也只有产生化学吸附,沥青混合料才能具备良好的水稳定性。2.提高沥青混合料的强度包括两个方面:一是提高矿质骨料之间的嵌挤力与摩阻力,二是提高沥青与矿料之间的粘结力。(1)选用材质坚固、表面粗糙、形状方正、有棱角的石料,提高矿质之间的嵌挤力与摩阻力。优先选用碱性石料,缺乏碱性石料,可使用中性玄武岩、安山岩、辉绿岩。(2)选择空隙率最低的矿料级配,以降低自由沥青含量。完善拌合与压实工艺可大大提高混合料嵌挤力和水稳定性。(3)经多方案进行试验、比选,选择合适的矿粉,并确定合理用量
6、,增加混合料中结构沥青含量。矿粉用量过多则需要相应增加拌合时间,否则难于拌匀,易结团,一般取规范规定范围内中值。(4)通过在沥青中添加高聚物改性剂(如热塑性弹性体类SBS、橡胶类3BR)或碳黑、硅粉等改性剂改善沥青性质,进而改善沥青混凝土工作性质。(5)可使用抗剥落剂,但抗剥落剂品种较多,性能不同,要谨慎选择。添加抗剥落剂能改善和提高沥青混合料抗水损害能力,但抗剥落剂对集料和沥青有选择性,因此,不能轻易得出某种抗剥落剂不好或是劣质产品的结论,应通过周密的试验设计来进行筛选。综上所述,结合沥青混凝土路面强度形成的机理,结合多年工作实践的体验应注意以下几个要点:沥青面层结构混合料类型要合理,宜选用
7、粒径较小、空隙也小的级配混合料;设计与路段实际厚度情况要相符、不宜过大避免造成窝工;影响工期,质量;补强段的路面厚度要实际,不能凭空想象草草了事、特别是旧路的状况,应避免补强路段的强度补强后弯沉大于设计值,造成新路强度不足、早期破坏严重;严格对原材料的控制,如果对混合料的配合比控制不够,特别是配料和沥青用量不准,会使路面早期出现推拥、油包、松散、坑槽;施工机械设备陈旧、不配套、会使混合料的配合比、计量、拌合均匀性、压实度、平整度受影响;沥青混合料加热过高、拌合时沥青被矿料的高温灼焦、沥青老化、路面强度不足、产生松散、坑槽;碾压温度不宜过高、要注意掌握碾压温度,否则会出现压不实、推移、发生微裂;
8、底基层、基层、路面表层要清除干净、对浮土、浮灰,浮砂如清除不干净,在雨水作用下被行车挤压易造成变软及波及层面;补强松铺系数要控制好,不要导致二次补强层、因二次补强层,无法与下基层紧密连接,易松散、坑槽、网裂。建议补加层用油砂代;在行车作用下的小面积松散、坑槽、特别是采用层铺法施工和贯入式路面和表面处理,初期养护更为重要;严格按基本建设程序办事,认真做好施工管理、质量管理;杜绝无路面施工经验、无路面设备和技术力量的施工队伍承担路面施工及监理有职无权、无法严格监理、不按施工规范要求施工,赶工期搞献礼工程。这样一定可以加强沥青混凝土路面的强度,从而达到更大效益追求。 参考文献: 1路基路面检测技术,张超、郑南翔、王建设主编,人民交通出版社,北京市,2004年. 2路基路面检测技术,赵卫平主编,人民交通出版社,北京市,2006年.