【摘要】 本文通過分析出現(xiàn)早期損壞的原因和使用性能降低的影響因素，從路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，材料選擇和施工作業(yè)控制等方面探討改善路面使用性能的途徑和方法。在設(shè)計(jì)方面提出了改變路面結(jié)構(gòu)體系，增強(qiáng)層間連接，減小基層和底基層最大壓實(shí)厚度，優(yōu)化路面結(jié)構(gòu)體系等具體辦法；在材料選擇和使用方面，從改善瀝青結(jié)合料的性能、提高骨料質(zhì)量、改善瀝青與骨料的粘結(jié)性和使用纖維瀝青砼等方面提出了改善瀝青混合料性能的理論分析和方法；在施工作業(yè)質(zhì)量控制方面、敘述了平整度和壓實(shí)度控制的措施。另外還提出了使用高性能瀝青混凝土（如CMHB，SAC、SMA）、確保橋面鋪裝質(zhì)量和避免引道沉陷跳車等改善瀝青路面使用性能的技術(shù)措施及理論依據(jù)。 

【主題詞】 瀝青路面     技術(shù)措施      使用性能 

  



1、前言 

1．1 瀝青路面技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 

到2001年底，我國高速公路通車?yán)锍坛�過了19000km，列世界第二。與此同時(shí)，我國的瀝青路面（以下稱路面）技術(shù)有了很大發(fā)展，路面質(zhì)量也有了極大的提高。

在設(shè)計(jì)方面，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，有限元理論也引入了路面結(jié)構(gòu)計(jì)算，同時(shí)還引入了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠度的分析，極大地提高了路面設(shè)計(jì)的效率和可靠性。 

在施工方面，拌和設(shè)備有趨于大型化的趨勢，有些項(xiàng)目引進(jìn)了320t/h的拌和樓；攤鋪機(jī)發(fā)展成全液壓電腦自動(dòng)化控制（如ABG525）；碾壓設(shè)備有重型化的趨勢，輪胎壓路機(jī)自重超過了26t，單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)逐步被雙鋼輪雙驅(qū)動(dòng)壓路機(jī)所取代，自重也趨于重型化，如lngersoll-Rand 130，自重達(dá)到了13t。為了保持混合料的溫度均勻性，減少離析，國外近幾年還應(yīng)用了再拌轉(zhuǎn)輸車（Material Transfer Device）。為了避免因碾壓引起的裂縫，在CFF(Consolidation-Fluid Flow, 即固結(jié)-液體流)模型下，研制了HIPAC碾壓設(shè)備。

高等級(jí)瀝青路面還大量使用了改性瀝青。美國還使用天然瀝青作改性劑。國產(chǎn)瀝青的質(zhì)量也有了很大提高，許多廠家生產(chǎn)的瀝青都達(dá)到了重交通瀝青的標(biāo)準(zhǔn)。在河北石黃高速等工程中，還在瀝青混凝土中摻加了博尼維（Bonifibe）和德萊尼特（Delinite）等加強(qiáng)纖維。

在我國，沙慶林院士提出的多碎石（SAC）混凝土應(yīng)用面越來越廣泛。在有些省市大量鋪筑瀝青瑪蹄酯碎石混合料（SMA）路面，這種結(jié)構(gòu)為粗骨料嵌鎖密實(shí)結(jié)構(gòu)，路用性能優(yōu)良。 

美國的戰(zhàn)略公路研究項(xiàng)目（SHRP）于1998年研究提出了高性能瀝青路面（Superpave）和路面長期使用性能指標(biāo)（LTPP）。法國10多年前首先采用了薄瀝青混凝土面層，然后發(fā)展成為很薄的瀝青砼面層，近幾年又發(fā)展為超薄瀝青混凝土面層。 

隨著路面技術(shù)的發(fā)展，我國路面施工工藝水平也普遍提高，有許多竣工路面工程的平整度能達(dá)到0.6以內(nèi)。但是我們也注意到，有許多高速公路路面在通車一年后平整度衰減很快，有的通車時(shí)間不長就出現(xiàn)了橋頭跳車和路面早期破壞，有的通車幾年就不得不進(jìn)行翻修罩面，使用性能也大大降低，達(dá)不到設(shè)計(jì)的要求。這就給我們提出了如何避免或延緩路面破壞，提高路面使用性能的問題。 

但國內(nèi)目前在改善路面使用性能方面的研究缺乏系統(tǒng)性，滿足不了實(shí)際需要。因此，結(jié)合路面技術(shù)的最新發(fā)展?fàn)顩r，研究如何改善路面使用性能是非常重要的。 

1．2 瀝青路面使用性能改善的途徑與方法 

瀝青路面的使用性能是指路面所能提供的行車條件。路面使用性能可以由路面使用者的綜合感受來進(jìn)行評(píng)價(jià)。路面使用性能好，行駛舒適，路面使用者對(duì)路面的評(píng)價(jià)就高。 

美國在對(duì)路面使用者進(jìn)行大量調(diào)查研究之后，提出了路面服務(wù)性能指標(biāo)(即使用性能指標(biāo))PSI〔Pavement Serviceability Idex〕。調(diào)查結(jié)果說明，影響路面使用性能的第一因素是平整度，其次是道路裂縫，最后是車轍。路面的平整度是全路的綜合性評(píng)價(jià)指標(biāo)，除了道路本身外，還與線內(nèi)橋梁的橋面鋪裝、伸縮縫的安裝、過渡段（即橋頭涵頂）的處理質(zhì)量有密切的關(guān)系，這些問題要處理不好，其服務(wù)性能指標(biāo)就受影響，使用性能就差。 

要提高路面的使用性能，主要應(yīng)從改善平整度，減少路面裂縫和車轍等方面著手，而要達(dá)到這些目的，我們必須從路面設(shè)計(jì)(包括結(jié)構(gòu)體系和面層設(shè)計(jì))、材料設(shè)計(jì)和施工作業(yè)等方面去考慮.
車輛是行駛在路面表面的，車輪與表面直接接觸，路面的綜合質(zhì)量通過表面層反映出來。例如路基沉陷、不均勻沉降和底層裂縫，最終都會(huì)反映到路面表面，間接影響路面的使用性能，表面層則直接造成對(duì)使用性能的影響。 

因此，筆者認(rèn)為，改善路面的使用性能，要從優(yōu)化路面結(jié)構(gòu)體系、提高表面層的品質(zhì)、合理使用材料和提高施工作業(yè)水平等幾個(gè)方面，以及避免橋頭跳車、確保橋面鋪裝質(zhì)量、處理好伸縮縫等另幾個(gè)方面尋求解決辦法。 

2、 優(yōu)化瀝青路面結(jié)構(gòu)體系 

2．1 目前瀝青路面設(shè)計(jì)中值得商討的幾個(gè)問題與改進(jìn)措施 

2．1．1 瀝青路面設(shè)計(jì)不宜過于追求理論計(jì)算的精確性 

瀝青是一種典型彈—粘性材料。瀝青在低溫（高粘度）及瞬時(shí)荷載作用下，彈性形變占主要地位；而在高溫（低粘度）及長時(shí)間荷載作用下，瀝青的形變主要是粘性的；而在負(fù)溫（-5℃以下）狀態(tài)下，瀝青又表現(xiàn)出一定的脆性，有試驗(yàn)證明，在這種情況下，用子彈射擊瀝青，瀝青脆裂結(jié)果與玻璃破碎的情況很相似。因?yàn)闉r青具有上述特性，所以瀝青混合料的特性與溫度有很大的關(guān)系，其強(qiáng)度和模量都隨溫度升高而急劇下降，它既不是彈性材料，也不是塑性材料。荷載作用時(shí)間和氣候?qū)ζ湫再|(zhì)也有影響。在正溫度狀態(tài)下，瀝青砼表現(xiàn)出一定的粘彈性；在負(fù)溫狀態(tài)下它具有一定的彈性。例如，在50℃時(shí)，瀝青混凝土試件的強(qiáng)度為1MPa～3MPa；而在-35℃時(shí)，其抗壓強(qiáng)度高達(dá)18MPa～23MPa，此時(shí)的強(qiáng)度接近水泥混凝土的強(qiáng)度。而且，溫度變化對(duì)瀝青砼的變形性能影響也很大。瀝青砼是最復(fù)雜的建筑材料之一。因此，瀝青砼路面設(shè)計(jì)時(shí)，都要進(jìn)行條件假設(shè)，在這種情況下，運(yùn)用任何理論計(jì)算的結(jié)果都只能做參考，過細(xì)的設(shè)計(jì)和過于重視設(shè)計(jì)是不必要的，重要的是通過實(shí)踐檢驗(yàn)。目前歐美等發(fā)達(dá)國家比較流行的也是通過試驗(yàn)路進(jìn)行半理論力學(xué)設(shè)計(jì)。我國的路面設(shè)計(jì)理念也應(yīng)該朝這個(gè)方向發(fā)展。這樣才能使路面技術(shù)的發(fā)展更切合我國的國情和交通運(yùn)輸發(fā)展的需要，避免重復(fù)不良路面結(jié)構(gòu)體系，真正提高路面質(zhì)量。 

2．1．2 半剛性路面有不可忽視的蔽病 

我國高速公路上普遍應(yīng)用的半剛性路面，從理論上講是一種非常理想的結(jié)構(gòu)。半剛性材料具有很高的強(qiáng)度和抗沖刷能力，車輛荷載主要可以通過基層和底基層所使用的半剛性材料來承擔(dān)，面層只起防水和功能性作用，可以達(dá)到“薄面”的目的。而且半剛性材料可以充分利用當(dāng)?shù)氐馁Y源，有的還利用工業(yè)廢碴，工程造價(jià)比較節(jié)省，有利于保護(hù)環(huán)境，非常適合我國國情。我國在半剛性路面修建方面也積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。 

半剛性路面具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。但是也有不可忽視的蔽病，就是半剛性材料易產(chǎn)生干縮裂縫。半剛性材料還容易產(chǎn)生溫度裂縫。從已建成的高速公路來看，半剛性材料不產(chǎn)生裂縫是不太可能的，國內(nèi)的研究資料證明了干縮裂縫對(duì)其承載能力不會(huì)產(chǎn)生什么影響，但是由于裂縫的存在，給水浸入路基提供了通道，對(duì)路面的外觀和耐久性產(chǎn)生很大的影響，路面的使用性能也大大降低。 

柔性路面與半剛性路面相比較，最大的優(yōu)勢在于柔性路面的基層和底基層沒有裂縫產(chǎn)生，結(jié)構(gòu)層整體水密性好。缺點(diǎn)是造價(jià)高。其典型結(jié)構(gòu)為：面層為12～17cm的瀝青砼；基層采用瀝青穩(wěn)定碎石，厚度15～20cm；底基層為30～40cm的級(jí)配碎石層，其強(qiáng)度的產(chǎn)生靠粒料之間的嵌鎖原理和密實(shí)原理形成。這種結(jié)構(gòu)我國高速公路還未采用，應(yīng)該在一定范圍內(nèi)先進(jìn)行試用，然后在總結(jié)試驗(yàn)路的基礎(chǔ)上，提出符合我國實(shí)際的柔性路面典型結(jié)構(gòu)體系，為進(jìn)一步提高我國路面技術(shù)探出新的發(fā)展途徑。 

2．1．3 路面設(shè)計(jì)中幾個(gè)重視不夠的問題及其對(duì)路面使用性能的影響 

1、路面結(jié)構(gòu)層防水與排水 

通常，水是通過面層裂縫、結(jié)構(gòu)層粒料間的孔隙進(jìn)入結(jié)構(gòu)層內(nèi)部的。當(dāng)面層孔隙率大于7%時(shí)，結(jié)構(gòu)密水性差，水容易滲入。在施工過程中局部易產(chǎn)生離析，或壓實(shí)度不足，現(xiàn)場實(shí)際空隙大于7%，或開級(jí)配設(shè)計(jì)，如傳統(tǒng)的Ⅱ型級(jí)配，實(shí)際現(xiàn)場孔隙率在10%以上，雨水可以從上下貫通的孔隙滲入結(jié)構(gòu)層內(nèi)。此外，施工期間趕上雨季或沖刷路面時(shí)造成局部積水，無法排出路基外，結(jié)構(gòu)層一直處于水的浸泡狀態(tài)。 

通常情況下，由于水的影響，瀝青路面很容易產(chǎn)生早期破壞。典型的破壞是坑洞，或出現(xiàn)唧漿、網(wǎng)裂和形變。造成路面早期破壞的主要原因之一是水的破壞。路面浸水直接導(dǎo)致路面的早期破壞；路面出現(xiàn)其它病害破壞以后，遇水浸入會(huì)加劇、加速路面的破壞。 

要避免水對(duì)路面的破壞，一是要防止或減少水進(jìn)入結(jié)構(gòu)層內(nèi)，另外還必須想辦法將進(jìn)入結(jié)構(gòu)層內(nèi)部的水排出結(jié)構(gòu)層外。習(xí)慣上，路面設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)這兩個(gè)方面可采取的設(shè)計(jì)措施重視不夠，不考慮路面結(jié)構(gòu)層排水，也不設(shè)置有效的防水層，這對(duì)避免路面早期破壞是極為不利的。 

通常高速公路路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)，表面層設(shè)計(jì)為Ⅰ型（或SAC或SMA），中面層和底面層，采用Ⅱ型或有一層為Ⅰ型，只將雙層體系或三層體系中的一層按不透水層來考慮。筆者認(rèn)為，這種設(shè)計(jì)從排水防水角度來看是不合理的。實(shí)際情況是，不管哪一層空隙率大，水都有可能滲入，那一層就會(huì)產(chǎn)生破壞。因此，無論路面是一層、二層還是三層，各層都應(yīng)該選用密實(shí)型瀝青砼。為了保證中面層和底面層足夠的抗車轍能力，可以選擇粗骨架密級(jí)配型式，而不可拘泥于傳統(tǒng)的Ⅰ型級(jí)和Ⅱ型級(jí)配。這樣，結(jié)構(gòu)層既可以有比較好的防水性能，又有很好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與耐久性。 

設(shè)置路面結(jié)構(gòu)防水層和排水層，是阻止水滲入基層的很好的措施。另外，應(yīng)建立滲水排出通道，使結(jié)構(gòu)層內(nèi)的水迅速排出路基，如可以在硬路肩下設(shè)置碎石（或砂礫）墊層或肓溝，以達(dá)到上述目的。 

中央分隔帶由于植樹，綠化的原因不能封閉的，同樣也要考慮水的排出問題。當(dāng)彎道超高時(shí)，必須設(shè)置縱向排水溝，起到排雨水和下滲水的作用。當(dāng)邊坡防護(hù)，在硬路肩邊上需封閉時(shí)，要特別注意結(jié)構(gòu)層滲水外泄通暢，以免排水不暢而引起水破壞。 

2、結(jié)構(gòu)層合理厚度 

1）、基層與底基層的合理厚度 

結(jié)構(gòu)層厚度的確定，設(shè)計(jì)時(shí)考慮最多的是層厚是否滿足路面強(qiáng)度的要求。一般來說，基層與底基層每層厚度習(xí)慣上設(shè)計(jì)為15cm和20cm。 15cm一般施工時(shí)壓實(shí)度容易保證。但是，當(dāng)灰土厚度達(dá)到20cm時(shí)，壓實(shí)非常困難。筆者在石黃高速施工時(shí)做過觀察，發(fā)現(xiàn)采用YZ18（50t級(jí)）的振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾層，當(dāng)層厚達(dá)到20cm時(shí)，碾壓非常困難。 

路基頂面標(biāo)高，施工時(shí)有時(shí)稍低于設(shè)計(jì)標(biāo)高。為了防止夾層出現(xiàn)路拌機(jī)往往要超拌1～2cm，加上施工誤差，設(shè)計(jì)層厚為20cm時(shí)，壓實(shí)厚度可能達(dá)到21～23cm，個(gè)別情況下可能達(dá)到23～25cm，這時(shí)壓實(shí)是非常困難的。從現(xiàn)場壓實(shí)度檢測試坑中，我們可以看到，當(dāng)厚度為20cm時(shí)，從頂面以下15cm范圍內(nèi)壓實(shí)效果很好，而底面的2～5cm這一部分壓實(shí)效果不理想，呈略為松散狀態(tài)。這種現(xiàn)象無論采用什么碾壓措施都是不可能消除的。因此，設(shè)計(jì)最大厚度以18cm為宜。 

2）、面層厚度與集料粒徑的確定 

一般來說，瀝青混合料的最大粒徑與層厚的比值愈大愈容易出現(xiàn)離析，而且愈不容易碾壓密實(shí)。因此， 我國《公路瀝青路面施工技術(shù)》（JTJ 032-94）規(guī)定：上面層瀝青混合料的集料最大直徑不宜超過層厚的1/2，中下層及聯(lián)結(jié)層的集料最大粒徑不宜超過2/3層厚。 

我國瀝青路面表面層一般為4 cm，混合料類型多采用AK-16和AC-16，最大粒徑與層厚之比為16/40=2/5，比值大于1/3，但小于2/3。這是符合要求的。但是，研究表明，當(dāng)最大粒徑與層厚比值超過1/3，容易引起離析，而且不容易壓實(shí)，容易出現(xiàn)路面早期破壞，這也是我國高速公路普遍出現(xiàn)早期損壞現(xiàn)象的原因之一。因此，面層厚應(yīng)設(shè)計(jì)為集料最大尺寸的3倍以上，而不應(yīng)是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的2倍或1.5倍。也就是說表面層為4cm時(shí)，混合料的最大粒徑應(yīng)不大于13.2mm。 

3、層間連接 

目前，習(xí)慣上對(duì)層間連接沒有引起高度的重視。路面裂縫處出現(xiàn)唧漿現(xiàn)象，主要是層間連接不緊密，有縫隙可供水浸入，或者說層間夾有浮灰或松散細(xì)顆粒，水進(jìn)入層間縫隙后，縫隙中的水在行車荷載作用下產(chǎn)生動(dòng)水壓力，在行車荷載重復(fù)作用下，對(duì)縫隙產(chǎn)生重復(fù)沖刷，形成唧漿，使縫隙處結(jié)構(gòu)層強(qiáng)度相應(yīng)降低，以致形成空洞，造成路面損壞。 

為了避免上述現(xiàn)象的發(fā)生，在灰土頂面進(jìn)行下一層結(jié)構(gòu)層施工前，一定要將表面浮土清掃干凈，適度濕潤，灑水不能過多，由于浸水松散的部分要及時(shí)剃除。在水泥穩(wěn)定層或石灰、粉煤灰穩(wěn)定層上進(jìn)行結(jié)構(gòu)層施工時(shí)，要將表面松散顆粒和浮灰清掃干凈�；彝僚c基層和基層與基層間的連接，建議噴灑1:0.5的水泥漿；基層與面層結(jié)合面，在噴透層后，加做防水層，或噴灑粘層；在面層之間，灑粘層油進(jìn)行層面連接。這樣處理后，結(jié)構(gòu)層整體連接在一起，層間連接緊密，形成一個(gè)類似全厚式的結(jié)構(gòu)體系，無論是對(duì)受力和防止水損壞都起非常好的作用。這樣做雖然增加少量的工程造價(jià)，但與路面的使用性能提高和使用壽命延長帶來的效益相比是很小的。加強(qiáng)層間連接是非常必要的，也是值得的。在河北石黃高速公路路面工程施工時(shí)，我們?cè)诜謱訑備伒乃�泥穩(wěn)定級(jí)配碎石層間噴灑了1:0.5的水泥漿，鉆芯都能取出整芯，兩層連接緊密；在面層之間灑粘層油，芯樣三層緊密連接在一起，跟一層攤鋪的沒多大差距，要從層間連接處斷開必須用電鋸切，可見其效果是非常明顯的。 

2．1．3 瀝青路面結(jié)構(gòu)體系優(yōu)化 

目前我國高速公路表面層厚度一般都在15cm以上，其出發(fā)點(diǎn)主要基于面層要求足夠的強(qiáng)度與其它結(jié)構(gòu)層一起承受車輛荷載的作用和防止路面裂縫方面考慮。隨著研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)，在半剛性路面結(jié)構(gòu)中，半剛性基層和底基層有足夠的強(qiáng)度承受車輛荷載的作用。瀝青面層實(shí)際上只起功能性作用。因此，僅從承載力方面考慮瀝青面層的厚度就沒有必要保持在12～15cm。沙博士在京石試驗(yàn)路上采用了4cm厚的面層，其強(qiáng)度與9～15cm面層厚的路段沒有明顯差異，也證明了這一結(jié)論的可行性。 

沙博士在多年觀察西安試驗(yàn)路和長春試驗(yàn)路后發(fā)現(xiàn)，面層厚15cm的路段裂縫甚至還多于9cm路段。國外的資料表明，路面的抗車轍能力與面層厚成反比。特別在高溫季節(jié)，瀝青砼的抗壓摸量急劇下降，可以下降到600MPa，甚至更低。面層太厚就容易產(chǎn)生嚴(yán)重的車轍和擁包，從而降低路面的使用性能。 

從以上分析和各種研究結(jié)果看，面層厚減至9cm或12cm是可行的，沒有必要將面層厚度設(shè)計(jì)為15cm以上。 

另一方面，幾乎所有的高速公路路面都使用不到設(shè)計(jì)年限就需要進(jìn)行中修，日本高等級(jí)公路也在使用6～8年后加鋪一層。因此，高速公路路面面層厚設(shè)計(jì)為9cm或12cm ，在使用一段時(shí)間后再加鋪一層是既經(jīng)濟(jì)又科學(xué)的。 

3、 合理選擇和改善路面建筑材料的性能 

3．1 改善瀝青結(jié)合料的性能 

瀝青面層的低溫裂縫和溫度疲勞裂縫，以及在高溫條件下的車轍深度、推擠、擁包等永久變形都與瀝青有很大的關(guān)系。不同的瀝青，面層的裂縫率有很大的差別，其差別能達(dá)到10倍以上，最大可相差20倍。改善瀝青的溫度敏感性、低溫穩(wěn)定性和流變性對(duì)提高混合料的高溫和低溫力學(xué)性質(zhì)效果非常顯著，瀝青性能改善對(duì)提高路面長期使用性能有著非常重要的作用。 

改善瀝青性能，首先要控制瀝青的含蠟量。資料顯示，含蠟量愈小，瀝青的路用性質(zhì)就愈好。 

選用普通瀝青采用傳統(tǒng)措施要同時(shí)提高混合料的高溫穩(wěn)定性和低溫抗脆裂性能幾乎是不可能的。這時(shí)，就必須開辟其他途徑，如使用改性瀝青來達(dá)到上述目的。 

比較各種改性瀝青的性能，SBS改性瀝青無論從高溫、低溫性能，彈性恢復(fù)性能、感溫性哪個(gè)方面，都有明顯的優(yōu)勢，是其他改性瀝青如PE和EVA無法相比的。SBS的優(yōu)越性突出表現(xiàn)在使軟化點(diǎn)大幅度提高的同時(shí)，又使低溫延度明顯增加，感溫性得到很大改善，不僅高溫穩(wěn)定性大幅度提高，而且低溫性能也同時(shí)改善，并且彈性恢復(fù)率特別大，所有指標(biāo)都有明顯提高，這是非常難得的。SBS改性瀝青具有其他改性劑或綜合改性劑無法相比的優(yōu)點(diǎn)，而且在價(jià)格上也可以與PE、EVA競爭，所以改性瀝青以選用SBS為佳。目前，世界上使用最多的是SBS，約占改性瀝青總量的40%～44%。 

3．2 提高集料的質(zhì)量 

在考慮材料對(duì)瀝青混合料的影響時(shí)，往往比較重視瀝青的影響，而對(duì)集料的影響都重視不夠。然而，集料質(zhì)量差，必然結(jié)果是混合料的質(zhì)量也差，要提高瀝青混合料的性能，必要條件是保證集料的質(zhì)量，然后再考慮礦料級(jí)配的控制。要提高路面抗車轍的能力，集料要符合下面兩項(xiàng)要求：一是碎石表面微觀粗糙度大，且形狀接近立方體，質(zhì)地堅(jiān)硬；二是使用人工砂，限制使用圓形顆粒的天然砂。但是，我國生產(chǎn)的碎石針片狀偏多，形狀難以接近立方體；人工砂沒有專門生產(chǎn)供應(yīng)，所謂的人工砂一般只是軋石廠篩余的下腳料。碎石的粒徑組成比例也不穩(wěn)定，篩分結(jié)果有較大偏差。從某高速公路其中一個(gè)合同段連續(xù)6天從拌和機(jī)4個(gè)熱料侖中分別取樣篩分的研究分析結(jié)果可以看到，礦料顆粒的組成變化很大，有一半篩孔的變化甚至超過了一倍以上。這種變化在同一天中也可能出現(xiàn)。這樣勢必引起混合料級(jí)配的改變，對(duì)路面的質(zhì)量和使用壽命產(chǎn)生很大影響。為此，我們應(yīng)該采取有效措施，提高礦料質(zhì)量，保證顆粒組成的穩(wěn)定性。 

碎石質(zhì)量從料源抓起，注意選擇好軋石機(jī)械，采用二次破碎工藝進(jìn)行碎石加工。先采用鍔式軋石機(jī)進(jìn)行破碎，然后再采用錘式或反擊式軋石機(jī)進(jìn)行第二次破碎以減少針片顆粒。片石要選用無風(fēng)化，無表土的清潔片石，不要將風(fēng)化石和山皮土投入軋石機(jī)內(nèi)。篩孔的尺寸應(yīng)與要求碎石的最大粒徑相匹配。石料如果由多家軋石場供應(yīng)，要保證料源一致，統(tǒng)一軋石機(jī)、篩分設(shè)備和篩孔尺寸，有條件的項(xiàng)目，應(yīng)統(tǒng)一組織加工，避免從社會(huì)上多個(gè)大小軋石場收購碎石。 

軋好的碎石要分開堆放，并做好防塵保護(hù)，保持碎石清潔。 

進(jìn)場材料要按進(jìn)行檢驗(yàn)，盡可能加大抽檢密度，不合格的材料堅(jiān)決退場。堆場要進(jìn)行場地硬化，避免將堆場的土混入碎石中。不同規(guī)格的料堆間設(shè)置隔離墻，以免不同規(guī)格碎石混雜一起。料堆要有明顯標(biāo)示，防止上料時(shí)裝錯(cuò)料。

3．3  改善瀝青與集料的粘結(jié)性 

前面提到過，路面早期破壞水損害是其中一個(gè)重要原因。水損害產(chǎn)生的原因除了施工和配合比設(shè)計(jì)方面的原因以外，瀝青結(jié)合料與集料表面的粘結(jié)力喪失而導(dǎo)致集料松散剝離是其中的主要原因。瀝青混合料的粘附性差（水穩(wěn)性不好），容易導(dǎo)致面層嚴(yán)重轍槽，局部松散和坑洞等水損壞現(xiàn)象。 

為解決瀝青與礦料遇水剝落的問題，長期以來國內(nèi)外都采用不同的添加劑來改善瀝青混凝土的水穩(wěn)性。國內(nèi)外道路工程師們常采用兩種方法。一是利用堿性礦料處理酸性礦料的表面，使后者活化，傳統(tǒng)做法是使用石灰或水泥。我我們?cè)谑�黃高速公路采有石灰水處理礦料取得了良好的效果。由于用消石灰水處理礦料工程量較大，也可以直接往拌和室內(nèi)加消石灰或生石灰粉。消石灰粉的用量一般為1%～2%，國內(nèi)外也有用水泥做添加劑的，也取得了預(yù)期效果。摻消石灰粉、生石灰粉或水泥是首選推薦措施。理由是這種方法價(jià)格便宜，施工簡單，只要用它代替一部分礦粉就可以了。實(shí)踐證明，使用這幾種抗剝落劑的效果是好的，而且長期使用性能或耐久性好。 

另外一種方法是向?yàn)r青中加入少量液體抗剝落劑。這些液體抗剝離劑的初期效果不錯(cuò)，但其長期性能或耐久性尚待進(jìn)一步研究，工程應(yīng)用時(shí)要注意選擇。 

3．4 使用纖維瀝青混凝土 

我國農(nóng)村很早以前在砌筑土坯墻時(shí)在土中加入草（麥或玉米）桔之類的加強(qiáng)筋，對(duì)減小墻體裂縫，增強(qiáng)墻體整體性起到了很好的效果。在瀝青混凝土中摻加纖維，以改善瀝青砼的性能，提高瀝青砼的高溫穩(wěn)定性，低溫抗裂性、抗疲勞性、柔韌性、抗剝落性、抗磨耗性和水穩(wěn)性，以及抵抗反射裂縫等方面都有很好的功效。 

在工程中應(yīng)用較多的纖維有鋼纖維，玻離纖維和聚脂材料纖維。前兩種纖維相對(duì)來說造價(jià)較高。我國通過試驗(yàn)認(rèn)為，聚脂材料纖維可以做為首選推薦纖維。 

由美國Kapeijo公司研制的博尼維是聚脂材料中的一種，國內(nèi)工程應(yīng)用中還有德萊尼特（Delinite）等聚脂纖維。相對(duì)來說博尼維價(jià)格容易被接受。博尼維是從石油中提煉的聚脂化新產(chǎn)品，在溫度249℃之下，它決不會(huì)收縮、變形。在溫度為-40℃之上時(shí)，它將保持其柔韌性。博尼維在瀝青混合料中的應(yīng)用為改善瀝青混合料的性能開辟了新的途徑。 

根據(jù)西安公路交通大學(xué)張登良教授的試驗(yàn)報(bào)告，博尼維瀝青混凝土在高溫穩(wěn)定性，低溫抗裂性以及抵抗形變和裂縫方面與普通瀝青混凝土相比有明顯的提高。按照混合料總重的2.25%的比例加入博尼維后，大約每立方米有超過18億根分離的博尼維吸附并穩(wěn)定瀝青，使瀝青的粘稠度和粘聚力增大。由于縱橫交錯(cuò)的加筋作用，使得混合料具有較高的強(qiáng)度。從動(dòng)穩(wěn)定度的結(jié)果可以看出，博尼維可使混合料的高溫抗車轍性能改善。試驗(yàn)結(jié)果還可以看出，博尼維經(jīng)攪拌均勻后，分布于瀝青混合料中，通過加筋作用使混合料具有了較好的柔性，其勁度模量增加，耐疲勞性改善，并使混合料的低溫抗裂性能增強(qiáng)，疲勞壽命增加。由于纖維的吸附，穩(wěn)定及多向加筋作用使混合料的高溫穩(wěn)定性能改善；博尼維在低溫下呈柔性，且具有較高的抗折強(qiáng)度，混合料中縱橫交錯(cuò)的纖維使混合料具有較高的彈性，能有效地抵抗溫度應(yīng)力，減少溫縮裂縫的產(chǎn)生。 

4、 改善瀝青混凝土面層的使用性能 

瀝青混合料的性能要求往往是矛盾的或相制約的，照顧了某一種性能，很可能會(huì)降低另一方面的性能。這里最突出的有以下兩對(duì)矛盾：

第一是高溫穩(wěn)定性和疲勞性能與低溫抗裂性能的矛盾。為了提高高溫抗車轍能力，應(yīng)盡量采用粗級(jí)配，增加集料數(shù)量，減少用油量，采用粘稠度小的瀝青，但這樣的混合料低溫很容易開裂，疲勞性能差；而為了提高耐久性和低溫抗裂性能，則要近可能使用粘稠度大的瀝青，而且要增加用量，用細(xì)集料、密集配混合料，但這樣到了夏天很容易產(chǎn)生泛油和車轍病害。

第二是路面表面特性和耐久性的矛盾。要求抗滑性能好，不濺水，雨霧小，噪音輕，必須提高表面粗糙度，采用構(gòu)造深度大的粗集料、開級(jí)配或半開級(jí)配的瀝青混合料。但是這樣的混合料空隙率必然較大，而孔隙率大的混合料空氣接觸面大，老化快，耐久性差，耐疲勞性能差；為了提高耐久性，就要采用較小空隙率的混合料。

為了解決這兩對(duì)矛盾，采用傳統(tǒng)集配是達(dá)不到要求的，實(shí)踐證明下面幾種方法的應(yīng)用效果非常顯著。

4．1  使用多碎石瀝青混凝土 

國內(nèi)研究統(tǒng)計(jì)資料顯示，SAC-16混凝土的 穩(wěn)定度可達(dá)到傳統(tǒng)AC25-Ⅰ型混凝土的2.67倍，表面構(gòu)造深度TD一般都在0.8～1.1（mm）之間，最大可超過1.2mm。且SAC有優(yōu)良的磨擦系數(shù)和表面構(gòu)造深度，可達(dá)到密級(jí)配，并具優(yōu)良的抗轍槽能力。 

由于施工控制等方面的原因，SAC在滬寧的一些段落，河北京深、石安等高速公路應(yīng)用時(shí)出現(xiàn)了一些早期損壞現(xiàn)象，如表面松散，泛油等，因此引起了對(duì)SAC的爭論，有些省甚至否定了SAC的優(yōu)越性，這對(duì)提高我國瀝青路面使用性能來說是極為不利的。實(shí)際上，只要施工控制達(dá)到了要求，SAC是能滿足使用性能要求的。我們?cè)跍麑�、�?jì)青、石黃等高速公路中運(yùn)用SAC都達(dá)到了預(yù)期的效果。 

4．2 使用瀝青瑪蹄酯碎石混合料（SMA） 

SMA由于具有相互嵌鎖的骨架，它的抗形變能力受高溫影響不大。此外，它的卓越封閉性（由于其高瀝青含量在每一碎石周圍形成了厚瀝青膜）能抵抗風(fēng)化作用。但是SMA受材料波動(dòng)性的影響較為敏感。 

SMA有很好的高溫穩(wěn)定性和耐久性，其壽命較普通瀝青混凝土長20%～40%。而且有很好的耐磨性能、抗滑性能、攤鋪和壓實(shí)性能，即可用于鋪筑表面層，也可以用于鋪筑底面層。 

由于粗集料（大于4.75mm）碎石相互接觸形成碎石骨架有良好的傳力功能，SMA有高抗車轍能力。同時(shí)SMA有較多的瀝青砂膠包裹于集料表面形成相當(dāng)?shù)暮穸�，因此，SMA有較高的抗疲勞強(qiáng)度、抗老化能力、抗松散性和很好的耐久性，特別適合需要高磨擦的位置，如環(huán)道、交叉口等。 

4．3  使用新型高性能瀝青混凝土 

為了適應(yīng)重交通的需要，各國開展了新型高性能瀝青混合料的研究。法國開發(fā)了薄瀝青混凝土BBM；一些國家運(yùn)用了多孔隙瀝青混凝土PA；美國開發(fā)了新粗骨架高結(jié)合料含量混合料CMHB。這些新型瀝青混合料都有一個(gè)共同的特點(diǎn)就是粗骨料斷級(jí)配，這是解決抗車轍和抗滑要求或減少噪音的良好途徑，也是目前面層混合料的發(fā)展方向。總的趨勢看，為了適應(yīng)日趨重型化、大交通量和快速舒適的要求，瀝青混合料的發(fā)展向著粗骨架方向發(fā)展。而且趨向于粗骨料相互接觸、嵌鎖。骨料空隙一般是用高含量的膠砂填充形成密實(shí)結(jié)構(gòu)；或者保留空隙，而在底面層設(shè)置粘層防水，這樣既可保證混合料有良好的抗車轍能力，另一方面有很好的耐久性，而且可以降低噪音。 

5、改善路面使用性能的其他措施 

5．1加強(qiáng)路面施工作業(yè)質(zhì)量控制 

    施工作業(yè)質(zhì)量控制，在提高路面使用性能方面是最為重要的。其原因是結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)、材料的選擇等方面的因素，雖然對(duì)路面使用性能的提高有影響，但是設(shè)計(jì)和材料的選擇一旦原則性的問題確定后，實(shí)施起來不容易有大的偏差。而施工作業(yè)既涉及到人的因素，又與機(jī)具的性能有很大的關(guān)系；施工又是露天作業(yè)，受到氣候和環(huán)境的影響；人的因素又與知識(shí)技能水平 ，甚至情緒的變化而有所不同。因此，可變因素多。例如，要使路面平整度達(dá)到較高的要求，既要求配備性能良好的攤鋪碾壓設(shè)備，又要求施工人員有較高的攤鋪碾壓工藝控制水平。而且拌和、運(yùn)輸?shù)裙ば颦h(huán)節(jié)必須按照操作，否則平整度控制就達(dá)不到理想水平，也不可能鋪筑出使用性能良好的路面。 

在質(zhì)量控制中，平整度和壓實(shí)度的控制是最重要的，也是影響使用性能的兩個(gè)關(guān)鍵�，F(xiàn)場孔隙率應(yīng)不大于6%,壓實(shí)應(yīng)不大于98%。在這種情況下，即使考慮局部偏差，實(shí)際空隙率也不會(huì)超過7%。 

5．2 避免橋頭跳車 

橋頭跳車現(xiàn)象在高等級(jí)公路中非常普遍，有些高速公路橋頭跳車到了影響行車安全和舒適性的嚴(yán)重程度，這也是一直困擾廣大工程技術(shù)人員的難題之一。解決好橋頭跳車問題，對(duì)提高路面使用性能的提高起著十分重要的作用。 

根據(jù)橋頭跳車產(chǎn)生的原因分析，人們采取了提高土基承載力、修建搭板、充分壓實(shí)填料、保持排水通暢、土方填筑與路面鋪筑間歇充分的時(shí)間間隔等措施。 

國內(nèi)的研究表明，回填土中摻入6%的石灰即可大大提高土的抗變形能力。因此，目前高速公路上使用石灰土做為回填材料是可行的。挪威在解決橋涵臺(tái)背填土問題上，采用一些輕質(zhì)填料，如成塊聚苯乙烯（泡沫塑料），在國內(nèi)，長沙交通學(xué)院進(jìn)行應(yīng)用土工格柵處理橋頭的研究工作，取得了很好的效果。 

  

5．3 確保橋面鋪裝質(zhì)量 

橋面鋪裝質(zhì)量對(duì)橋梁的使用性能影響很大，習(xí)慣上人們對(duì)橋梁的結(jié)構(gòu)本身設(shè)計(jì)非常重視，對(duì)橋面鋪裝重視程度不夠，至今尚無專門的橋面鋪裝設(shè)計(jì)和施工，有的只是輕描淡寫地給予指導(dǎo)性說明，橋面鋪裝設(shè)計(jì)與施工無章可循。 

國內(nèi)目前一直沿用的是不管什么情況下橋面鋪裝層厚度都為8cm。顯然這是不科學(xué)的。按照有關(guān)研究提出的結(jié)果，對(duì)于裝配式Ｔ梁，高速公路水泥砼鋪裝厚度應(yīng)為17～20cm，對(duì)于箱形梁橋，鋪裝厚度應(yīng)為11～16cm。具體多厚，通過建立力學(xué)模型計(jì)算確定。 

施工方面，要保證砼質(zhì)量。在特殊部位如鉸縫的處理方面要認(rèn)真對(duì)待。同時(shí)，梁體與鋪裝層連接的界面要鑿毛并清洗干凈，保證鋪裝層能與梁體共同受力，避免薄弱部位的出現(xiàn)。 

對(duì)于一般的橋梁結(jié)構(gòu)，橋面瀝青砼鋪裝不做特殊設(shè)計(jì)，瀝青砼結(jié)構(gòu)層一般都采用其他路段相同的配合比。有研究得出瀝青砼橋面鋪裝層的合理厚度為6～11cm之間。根據(jù)目前的路面結(jié)構(gòu)典型設(shè)計(jì)，鋪裝層定為兩層比較合適。為了方便施工，保證平整度和質(zhì)量，鋪裝層的兩層厚度應(yīng)與路面設(shè)計(jì)厚度一致。 

表面層應(yīng)使用改性瀝青。為了防水和防止車轍，推移等損壞，配合比應(yīng)使用SMA和SAC更為合適。 

橋面防水是避免和減緩鋪裝層損壞的必要途徑。防水首先要從面層設(shè)計(jì)上予以充分考慮。有些公路橋面上設(shè)置防水涂層，注意在涂膜噴灑之前必須對(duì)板面進(jìn)行清洗，否則涂膜與板面粘接不勞固，成為一層隔離層，反而容易引起鋪裝層的推移和脫落。從使用效果看，這種方法容易引發(fā)質(zhì)量問題。唐津高速就曾出現(xiàn)過類似問題。 

改性瀝青防水層在有些高速公路中使用，效果非常顯著。這種方法是在面板表面嘖灑一定厚度的SBS改性瀝青。這層改性瀝青既能起到防水的作用，又能充當(dāng)橋面板與瀝青砼之間的粘結(jié)層，起雙層作用，很有推廣應(yīng)用價(jià)值。 

粘結(jié)層要有很好的溫度穩(wěn)定性。習(xí)慣上用普通瀝青作粘結(jié)層，用SBS改性瀝青做為粘結(jié)層是可行的，也是必要的 

6．3 處理好伸縮縫 

伸縮縫是橋梁與路堤引道連接的紐帶，其型式和安裝質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到行車的舒適性和橋梁的耐久性。而在使用過程中，安裝質(zhì)量對(duì)行車的影響最直接，最關(guān)鍵。安裝工藝合理，施工控制嚴(yán)格，安裝的伸縮縫平整。顛簸則影響行車舒適性和行車安全，也影響橋梁的使用壽命。 

  

7、結(jié)論 

筆者認(rèn)為，要改善路面的使用性能，下述問題應(yīng)引起高度重視： 

1、半剛性路面的收縮和溫縮裂縫似乎是不可避免的，這也是影響我國路面使用性能的致命因素。國外絕大多數(shù)發(fā)達(dá)國家，包括亞州的日本等國都采用柔性路面，許多國家基層都采用瀝青穩(wěn)定柔性基層，我國也應(yīng)在路面結(jié)構(gòu)體系上一改瀝青路面清一色半剛性路面的局面，開發(fā)和應(yīng)用其他路面結(jié)構(gòu)體系。 

2、路面基層和底基層的厚度最大宜18cm。無機(jī)料基層之間可以用水泥漿進(jìn)行連接；基層與面層和面層之間應(yīng)設(shè)置粘層，使結(jié)構(gòu)層能形成一整體，同時(shí)提高結(jié)構(gòu)層的水穩(wěn)性。 

3、為了滿足大交通量重載交通的需要，面層配合比應(yīng)該放棄使用經(jīng)驗(yàn)證明已經(jīng)達(dá)到極限應(yīng)用狀態(tài)的傳統(tǒng)Ⅰ型和Ⅱ型瀝青混合料。二層或三層體系必須全部采用粗骨架密實(shí)級(jí)配的混合料，如SAC、SMA等新型結(jié)構(gòu)。半剛性路面的面層也可以由習(xí)慣上的15cm左右，優(yōu)化為9cm或12cm。 

4、 SBS改性瀝青混合料和摻聚脂纖維的混合料為路面在重交通和嚴(yán)酷氣候條件下具有較好的熱穩(wěn)性和耐久性提供了保證，雖然增加了一部分工程成本，但是一定情況下是唯一能夠保證路面的使用性能的途徑。 

5、骨料均勻性偏差在我國極為普遍，影響了路面質(zhì)量，同一工程項(xiàng)目應(yīng)統(tǒng)一石料加工機(jī)具、工藝和篩孔尺寸，保證材料均勻。 

6、施工機(jī)械的選型和配置要考慮其先進(jìn)性，滿足路面連續(xù)攤鋪的需要。 

7、施工過程重點(diǎn)控制好平整度和壓實(shí)度。平整度控制重點(diǎn)注意材料的均勻性，防止離析。壓實(shí)度是控制現(xiàn)場孔隙率的關(guān)鍵，壓實(shí)度應(yīng)控制在98%以上，現(xiàn)場孔隙率應(yīng)小于6%。 

8、路面使用性能的提高還應(yīng)在避免橋頭跳車，確保橋面鋪裝質(zhì)量和處理好伸縮縫上下功夫。 

瀝青混合料是一種非常復(fù)雜的材料，其物理力學(xué)特性隨材料組成、溫度、環(huán)境和外荷作用型式不同而發(fā)生變化，瀝青混凝土路面是由瀝青混合料鋪筑而成的，因此路面性質(zhì)的研究也是非常復(fù)雜的。改善路面使用性能的途徑和方法涉及的內(nèi)容非常廣泛，而筆者的學(xué)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)又存在一定的局限性，缺點(diǎn)和錯(cuò)誤之處，還望專家和讀者提出寶貴意見。