高温下沥青公路问题探究

章劲

中交路桥建设有限公司北京100000

摘要：公路路面的主要材料为沥青和混凝土，其中沥青材料为粘弹塑性材料，对高温敏感，易变性。三亚地处南方高温地带，公路常年在高温条件下超负载运行，容易发生路面变形、拱起、破碎等病害，严重影响了公路的运输质量，应在公路的施工材料、施工工艺以及后期的

养护管理等各方面加以改进，以确保沥青公路在高温下安全稳定的性能。

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关键词：高温病害；沥青公路；养护管理

1 概述

随着工业的快速发展，二氧化碳（CO2）的排放量逐年递增，引起的温室效应越来越明显。近几年，随着我国的经济快速发展，公路的需求量也越来越大，沥青路面的发展已成必然。沥青路面与水泥路面相比，其优点诸多，比如平整性、耐磨性、噪音小、施工短还有养护和维修简便等优点；水泥路面重修时要比沥青路面麻烦很多，费用也高出不少；更重要的一点是在行驶过程中，沥青路面使乘客感到更加舒适，少有颠簸；因为沥青混合料是用具有一定粘度和适当用量的沥青材料与一定级配的矿物集料，在使用过程中要承受行驶车辆荷载的反复作用，以及环境因素的长期影响。所以沥青混合料在具备一定的承受能力的同时，还必须具备环境下的稳定性。三亚地处我国南部，由于其特殊的地理位置的影响，高温就成为该地区公路病害的主要原因之一。高温下的公路路面容易变形、发生路面拱起、融化、裂缝、车辙等各种现象，严重影响了公路的实用性能。

2 高温对沥青公路的影响

沥青和混凝土是公路路面的主要材料，其中沥青混合料属于粘弹塑性物质，当沥青材料处于高温条件下，较小的车辆荷载作用即可对其产生严重的、永久性的伤害，引起路面变形，降低公路的运输质量。

2.1 胀缝附近的水泥破碎

胀缝是在施工过程中，为避免温度过高引起水泥混凝土面板膨胀而在面板上预置的缝隙，胀缝的预置可有效缓冲温度过高对沥青公路的损害。在施工过程中，应对胀缝进行精确计算，若计算出现误差，会造成胀缝过少、填充胀缝振捣不足、胀缝填料密实度不够等一系列问题，影响胀缝的质量及其保护作用的发挥。胀缝两侧的水泥板在高温条件下会产生季度膨胀，从而产生相互挤压，当挤压力度超过水泥混凝土自身的强度时，在车辆荷载作用下就会发生挤压破碎的病害。

2.2 水泥面板拱起

水泥面板发生拱起现象主要与胀缝有关，当胀缝设置数目较少、宽度及间距的设定不符合设计要求时，则可能发生水泥面板拱起的现象。水泥混凝土板受热膨胀会发生顶推现象，当膨胀长度超过缝宽或者缝隙内有杂物影响其作用时，水泥土板就会将顶推力作用到上方，从而引起水泥面板拱起；若缝隙内填缝料与杂物在受力过程中产生滑动，同样会造成胀缝处水泥板的拱起；最后，水泥混凝土施工质量不达标，出现厚度不均匀情况时，由于膨胀产生的压力也会造成水泥板薄处发生破碎。

2.3 车辙引起的路面不平

车辙主要是由于车辆的负载以及高温因素引起的。高温稳定性主要表现为车辙。随着交通量不断增长以及车辆行驶的渠化，沥青路面在行车荷载的反复作用下，会由于永久变形的积累而导致路面出现车辙。车辙致使路表过量的变形，影响了路面的平整度；轮迹处沥青层厚度减薄，消弱了整体强度，从而易于诱发其它病害；雨天路表排水不畅，降低了路面的抗滑能力，甚至会由于车辙内积水而导致车辆飘滑，影响了高速行车的安全；车辆在超车或更换车道时方向失控，影响了车辆操纵的稳定性。由于车辙的产生，严重影响了路面的使用寿命和服务质量。公路多数为沥青混合材料，且该材料具有粘弹性效应，尤其是高温下，材料易发生熔化，从而影响材料的承受力。在低温条件下，沥青混合材料主要表现为弹性状态，车辆荷载及作用次数对公路的影响较小，车辙不明显或根本不产生车辙；当材料处于高温下，则主要表现为粘性状态，其流动性增强，在车辆等外界荷载的作用下，极易出现车辙，车辙对公路的运输质量具有极大的负面影响。

3 沥青公路高温病害的预防

3.1 施工材料的改进

为减少高温对沥青公路的损坏，可使用符合原理的SMA、Superpave 等沥青混合物料。SMA 为沥青马蹄脂混合料，该物质具有的耐用、耐磨、抗疲劳等优点，可有效降低高温对沥青公路的危害，减少高温下车辙的产生，保障公路路面的平整性。SMA 成本较高，不适于大范围使用，只能在重点交通地段采用。

3.2 施工工艺的改进

稀浆封层工艺方法对于抵抗高温病害具有一定优势。该工艺是在常温条件下，将乳化状态下的沥青与优质的矿料、填料、添加剂和水按照既定比例混合成稀浆，然后将其均匀的铺在路面上，一般铺设厚度为3-10mm，以达到对路面细小缝隙密封的目的。通过稀浆封层工艺，可有效减缓公路松散、老化病害的发生，并对路面泛油具有良好的控制效果。

3.3 加强对胀缝的检查和维护

定期对公路水泥路面的胀缝进行检查，对于胀缝设置数目不合格、胀缝间距不达标、胀缝填充物密实程度不足的路段应进行及时修正及改善。

首先要适当增加胀缝的设置数目，减少路面高温膨胀病害的发生。三亚地区温度较高，胀缝的宽度设置除考虑水泥板的承受能力之外，还应考虑高温的影响。施工时，要严格按照设计要求进行胀缝的施工；填充拌料时，应对拌料进行充分搅拌，待均匀后一次性填满，以保证胀缝的密实度，最大限度的减少施工时间对胀缝质量的影响；做好胀缝的清理工作，对于胀缝已经出现破碎的情况，应用切缝机在破碎周边进行深度纵切，将破碎处的混凝土残渣进行彻底清除，再用柔性的沥青混合料进行填充，减少水泥面板受热应力作用的影响。

3.4 选择性能较高的原料

为降低高温对沥青公路的影响，应选择良好的沥青原料。公路主要原料为沥青和混凝土，其中沥青主要起提供粘结强度和抵抗温度变形的作用。沥青混凝土材料的成分不同，其对高温和荷载的承受力不同。在高温地段的南方地区，应选择耐高温的沥青材料，传统沥青材料不足以抵抗南方高温病害。改性后的沥青材料不仅能增强其对高温的抵抗，还能有效减少车辙的发生。高温阶段，应对部分交通路段实施管控，通过分时段、分车型等交通管制手段，减少车辆荷载对路面的影响，保障公路的运输质量。

3.5 加强公路养护管理

公路的运输质量很大程度上取决于工程建设后的养护管理。科学的养护管理方式，不仅可以保障公路的运输质量，还能延长公路的使用寿命，为社会创造更大的经济效益。各级部门应设立专门的公路养护队伍，加强公路的日常养护工作。通过对公路的实时检查，及时了解公路的运行情况，做到及时发现病害，及时处理，防止病害的加深和扩大，影响公路的运输质量。另一方面，设立专业化的维修队伍，对于高温引起的胀缝病害及时进行切割或修补等养护处理。维修人员的专业性，是影响公路养护管理事业的主要原因。当前公路维修人员缺乏专业的维修技术，影响公路的维修质量，应不断完善人才引进机制和管理机制，提高公路维修队伍的整体水平。公路运输事业的发展，一靠建设，二靠养护管理，而且养护管理对于公路的使用寿命具有重要的影响。

4 结语

沥青公路由于其施工材料的特殊性能，对高温敏感，易产生高温病害，影响公路的正常使用。为避免病害的发生，保障运输安全，应从施工材料、施工工艺、施工质量、后期的养护及管理等各个方面加以改进，利用改良的新型材料和科学的管理方法，提高公路抵抗高温病害的能力，保障公路运输质量，促进社会经济的发展。

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参考文献：

[1]陈海燕.从科学的养护角度浅谈如何预防公路高温病害[J].科技创新导报,2012,14:127.

[2]徐桂阳.新疆高温地区沥青路面车辙病害处治研究[D].新疆农业大学,2014.