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目前,交通的迅速发展,对沥青路面的要求越来越高,其功能性也越来越多。改性沥青已经被广泛地应用于道路建设中[1],通常是将沥青改性剂以干法直接投入到料仓中。沥青改性剂一般为聚合物,聚合物改性沥青能有效改善沥青的高低温性能和耐久性[2]。由于聚合物的种类很多,根据沥青路面的实际问题,聚合物改性剂对沥青性能的改善也各有侧重[3]。常用的有高模量改性剂(EME)、高粘改性剂(TPS)、抗车辙剂(MB)、低温改性剂(TLM)、全效能改性剂(AP)等。但由于聚合物与沥青存在着配伍性,不同聚合物组成会影响到改性剂与沥青的相互作用效果[4]。目前对不同功能型改性剂对沥青的改性效果及其原因研究较少。
沥青压实是沥青路面施工中的一道施工工序,也是重要的一个环节,它将直接影响到沥青路面的平整度和压实度,尤其是压实度。实践证明,沥青混凝土压实度每提高1%,路面的承载能力和使用寿命可提高10%~15%。由此可见,提高压实度对提高沥青路面路用性能具有十分重要的作用。影响沥青路面压实度的因素很多,包括:材料因素、环境因素、施工控制因素,还有本篇要重点阐述的机器因素即如何正确的使用和操作控制好压路机。
沥青是由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂混合物,是高黏度有机液体的一种,呈液态,表面呈黑色,可溶于二硫化碳。沥青是一种防水防潮和防腐的有机胶凝材料。沥青主要可以分为煤焦沥青、石油沥青和天然沥青三种:其中,煤焦沥青是炼焦的副产品。石油沥青是原油蒸馏后的残渣。天然沥青则是储藏在地下,有的形成矿层或在地壳表面堆积。沥青主要用于涂料、塑料、橡胶等工业以及铺筑路面等。
水泥混凝土路面由于设计、施工、养护和交通量增加的原因,导致路面出现病害,同时在雨水与车辆荷载作用下,使水泥混凝土路面出现唧泥、脱空、错台和断板等结构性病害。为了避免选择结构性病害的路段加铺薄层沥青罩面层,一般要对旧水泥混凝土路面状况进行调查与检测,主要分为旧水泥混凝土路面结构性能评价与使用性能评价。先要判断旧水泥混凝土面板是否具有结构性破坏,可通过测定弯沉值(FWD落锤式弯沉仪或贝克曼梁),得到相对累计弯或弯沉差来判断路面结构承载能力,即以基层和路基没有出现严重失稳作为可以直接进行薄层沥青罩面的前提。
值得注意的是,沥青在储罐中的贮存温度不宜低于130℃,加热时温度要控制好,石油沥青一般不得超过170℃,否则容易老化。另外,沥青的脱水也很重要,过多的水分会使沥青在加热时膨胀溢罐,引起浪费,严重者造成火灾。沥青在工地的贮备量以市场的供应量及生产规模合理确定,通常以能满足工地5d的需要量为各种规格的碎石是沥青混凝土路面的骨架,是受力的主要支撑材料,碎石的规格以沥青混凝土各面层的厚度及配合比确定。在实际工作中,碎石的规格先由面层的级配类型确定大值,如AC-20I型要求的大粒径碎石必须小于31.5mm。
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较大流量的车辆在高速公路上安全、高速地通行,沥青面层必须具有良好的抗滑性能。这就要求沥青面层不但要有较大的磨擦系数,而且要有较深的表面构造深度(构造深度是高速行车减低噪音和减少水〖LM〗漂、溅水影响司机视线的主要因素)。近年来的研究成果表明:“沥青面层的抗滑性能是由面层结构的微观构造和宏观构造两部分形成。其中宏观构造来源于沥青混合料的配合比,主要由骨料的粗细、级配形式决定”。
80年代中期我国开始修筑高等级公路,从沥青面层的结构形式来看:Ⅰ型沥青混凝土,空隙率3%~6%,透水性小,耐久性好,表面层的摩擦系数能达到要求,但表面构造深度较小,远不能达到要求。Ⅱ型沥青混凝土空隙率6%~10%,表面构造深,抗变形能力较强,但其透水性、耐久性较差。为了解决沥青面层的抗滑性能(特别是表面层在构造深度较大的情况下,又具有良好的防水性的结构形式),多碎石沥青混凝土面层被加以研究和使用。
沥青路面修筑完成后,由于其透水性差,导致土基和基层里的水分难以排出,在潮湿段容易引起土基和基层松软,从而使路基破坏。对交通量较大的路段,宜在沥青面层下设置沥青混合料联结层,以保证路面有较好的抗弯拉和抗疲劳开裂的性能。二十世纪五十年代以来,各国修建沥青路面的数量迅速增长,所占比重很大。随着国民经济和现代或道路交通的需求,我国近些年来修建的公路和城市道路大多数采用沥青路面。