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高速公路沥青路面材料、工艺与结构的一体化
发布日期:2020-04-16

摘要

由于高速公路上车速非???,为了保证高速公路行车安全,必须要保证高速公路的路面状况良好;另一方面,由于高速公路经常供给大货车进行货物长途运输,对于高速公路沥青路面的建筑质量与强度也提出了更高的要求。对高速公路沥青路面建设的建设材料、建设工艺和建设结构进行分析,探求高速公路沥青路面建筑一体化实现的可行方法。

 

关键词:沥青路面;高速公路;一体化

 

0 引言

 

当前我国的高速公路普遍存在着路面早期损害较为严重的问题,这一问题的产生,不仅会导致高速公路的路况变差,从而威胁到高速公路行车安全,还导致高速公路的维护难度加大,维护成本上升,不利于节约高速公路建设资源。高速公路沥青路面早期损害现象较为严重的一个重要原因就在于,高速公路沥青路面的建设材料、工艺与结构设计之间存在着一定的不协调,从而导致了沥青路面的整体质量受到了影响。因此高速公路沥青路面建设单位在高速公路建设的过程中,应当采用一体化的沥青路面设计与建造方法,从而促进高速公路整体质量的提升。

 

1 当前我国的高速公路沥青路面建设病害现状

 

在当前社会主义市场竞争愈发激烈的大环境下,货物运输行业从业者为了获得更高的经济效益,往往将货车超载运行,这就对高速公路的沥青路面造成了极大的损害。在车胎高强度的反复摩擦中,高速公路沥青路面的表面磨损现象比较严重,出现磨光和麻面问题,且沥青路面的防滑能力减弱,增加了高速公路路面行车的危险程度。又由于高速公路的沥青层厚度有限,在长期使用的过程中,沥青层非常容易出现裂缝,沥青层的高温性能不同,也经?;岬贾铝で嗖阍诙窳邮褂没肪持锌?,出现车辙。近年来部分公路养护单位对高速公路的沥青路面进行了加厚处理,在一定程度上加固了沥青层的强度,然而,由于沥青层上层材料的低温性能不足,在寒冷天气的作用下,加厚的沥青层表面多会出现横向裂纹。除此之外,我国早期的高速公路建设中引入了西方的磨耗层建造技术方法,但这种技术方法并不适用于我国的自然地理环境,这就导致了高速公路沥青层空隙率大,在路面积水后沥青层非常容易渗水,从而导致沥青层表面开裂,造成路面损害。

 

2 当前我国高速公路沥青路面的使用与建设的问题分析

 

2.1 沥青混合材料的材料设计与沥青路面的施工不协调

 

高速公路的沥青路面建设是一个整体的过程,无论是对于高速公路沥青路面的材料混合设计,还是对于沥青路面的施工建设,都必须采用协调一致的方法,从而在最大限度上的减少沥青路面的质量问题,提升高速公路沥青路面整体质量效果。然而在我国的高速公路沥青路面建设过程中往往将这两个环节分开进行,这种做法就非常容易导致高速公路沥青路面建设的一体化水平受到影响,从而为沥青路面的质量埋下隐患。

 

2.2 高速公路沥青路面建设的材料分析

 

2.2.1 高性能沥青路面混合材料设计方法

 

高性能沥青路面混合料,即Superpave沥青混合料,是一种高质量的高速公路沥青路面混合料设计方法,这种设计方法除了对沥青混合料的原料选择规范、材料混合设计、混合材料质量分析等都制定出了具体的标准,还将沥青混合料分为7个PG等级,从而为沥青材料制作的整个过程都提供了一套有效的沥青混合料监督管理标准与方法。然而,高性能沥青混合料设计方法需要配备价格昂贵费专业施工与检测器材,需要对施工地区的具体自然条件进行详尽的深入考察,这就导致了采用高性能沥青混合料设计方法的技术难度较高,成本投入过大。高性能沥青混合料设计方法当前在国外也并没有得到全面的应用,在我国也仅有江苏试验了该种沥青路面建设方法,我国的科研工作者还应当继续对这种沥青路面建设方法进行改进和提升,从而促使其广泛应用于我国的高速公路沥青路面建设中。

 

2.2.2 OGFC沥青混合材料设计方法

 

OGFC沥青混合材料是一种具有透水性的沥青混合材料,该种沥青混合材料最大的优势就在于其可以有效降低沥青路面的打滑问题,在雨雪天气减少水雾,还可以有效降低高速行驶汽车的噪音。OGFC沥青混合材料设计方法当前已经在日本和美国得到了较为广泛的应用,我国也将其定为高速公路沥青路面建设的主要沥青材料混合设计方法之一。由于OGFC排水式沥青混合料的抗磨损能力较差,在冬季气温低下的寒冷地区非常容易出现空隙被堵塞的情况,从而可能导致冰冻现象的产生,因此OGFC排水式沥青混合料设计方法并没有在我国,特别是我国北方得到广泛的应用与普及。

 

3 高速公路沥青路面一体化施工设计研究

 

3.1 全寿命沥青路面一体化施工设计

 

在全寿命沥青路面建设的过程中,PCI0作为全寿命沥青路面设计理念中的重要组成部分,是鉴定沥青路面使用性能的一项重要指标之一。在全寿命沥青路面一体化建设过程中,首先要对PCI0指数的进行一个精确的评估定位,从而延长沥青路面的使用寿命,对沥青路面的建设成本进行正确评估。其次,在全寿命沥青路面一体化施工过程中要注重对路面施工空隙率的控制。沥青材料的空隙率是衡量沥青材料强度是否能够达到高速公路行车要求的一个重要因素,不同自然环境下的高速公路建设对于沥青材料空隙度的要求也是不同的,如果能够研究出精准的沥青材料空隙度要求标准,就能够实现全寿命沥青路面施工一体化的有效技术突破。

 

3.2 高速公路沥青路面建设低温性能材料一体化施工设计

 

高速公路沥青层低温性能不足,是导致高速公路在积水后出现水损害裂缝的最主要原因,特别是在我国北方地区,冬季严寒的情况下,沥青层低温性能不足导致的裂纹损害更为严重,因此有必要对高速公路沥青路面材料的低温性能施工设计一体化建设方法进行改进和升级。

 

SMA沥青混合料是一种增强高速公路沥青层低温性能的良好沥青混合料,得益于SMA混合料的较高沥青含量,SMA混合料的低温劲度往往非常出色,具备更好的低温性能。

 

沥青材料在低温环境下强度会得到增强,当前我国高速公路沥青层低温性能不足导致的裂缝现象产生的一个重要原因就在于,在寒冷气候条件下沥青层强度虽然得到了提升,但流变性却并没有得到加强。由于沥青本身的性质,在沥青强度增强时其流变性必然会出现下降,因此,在高速公路沥青路面建设的过程中,应当对建设环境的具体气候温度条件进行考察,从而在进行沥青材料制备的过程中对沥青混合料中的材料进行适当调整,使得沥青混合料的强度和流变性都能够达到沥青层低温性能的要求。

 

3.3  高速公路沥青路面建设高温性能材料一体化施工设计

 

高速公路沥青路面的车辙损害也是影响到高速公路行车安全和高速公路沥青路面性能的主要损害之一。对于车辙损害的修复不但费用较高,而且对于修复的要求也非常严格,修复难度也非常大。沥青路面车辙损害产生的最主要原因就在于沥青混合料的高温性能不足,除了这一原因之外,我国高速公路沥青路面车辙损害产生的另一个重要原因就是沥青路面在建设的过程中过于追求平整度,而没有注重对沥青层进行压实,从而导致了沥青路面的车辙损害现象比较严重。

 

解决高速公路沥青路面车辙损害的有效方法就是对沥青混合料的高温性能进行加强,对沥青混合料的高温性能施工设计采用一体化建设方法。沥青路面集料级比是决定沥青混合料高温性能的重要因素之一,集料级配粗的沥青混合料可以防止车辙损害的产生,但其高温稳定性会下降,依据沥青混合料的集料级配组成特性,高速公路沥青路面在建设的过程中可以依据建设的具体环境情况合理配备沥青混合料的油石比,在保证沥青路面高温稳定性的情况下,最大限度地减少沥青路面车辙损害的产生。

 

4  结语

 

综上所述,我国的高速公路建设是在吸收西方沥青路面建设方法的基础上进行建设的,由于在建设的过程中并没有结合我国的现实情况,在高速公路的使用过程中出现了较为严重的沥青路面损害现象。为了有效减少高速公路沥青路面的损害现象,保证高速公路行车安全,高速公路建设单位应当采用一体化沥青混合料施工设计方法,从而提升我国高速公路建设事业的整体水平。

 

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