提高国产沥青路面热稳定性能的探讨

沥青路面的油包、波浪辙是当前柔性路面的主要病害之一。由于国产沥青的热稳定性差，在夏季高温的情况下，极易出现泛油、或油层推移形成油包、波浪的情况。从而影响路面的平整度和使用效果。因此改善沥青混合料的温度稳定性是当前提高沥青路面使用质量的主要途径之一。因为沥青混合料作为路面建筑材料，它的最大问题是与温度有关的强度、形变性和流变性随温度变化。
　　为减轻温度对沥青混合料性能的影响，提高沥青混合料的温度稳定性、加水稳定性，当阳市公路段从2006年1月份开始采用在沥青混合料中加入外掺材料――水泥沙浆的实验研究。获得了理想的效果。
　　根据试验成果，我段于2006年4月28日到7月28日在我市汉宜线K292-K295路段铺筑了1.5km沥青、水泥砂浆砾石混合料实验路。
　　1、试验分析
　　从2006年1月开始的试验和路面试用中，我们采用了一些原材料：①硅酸盐水泥（325号）；②水泥砂浆配比：水泥：砂=1：2；③水灰比：0.75；④石油沥青（200号）；⑤砾石（0.5cm-2.0cm）。
　　我们先把不同配比的沥青混合料加热拌和至75℃，再把不同配比的水泥砂浆加入其中，而后再拌60s，然后做成6组18个试件。保存在空气中喷水养生7d后，再用60℃热水浸泡48h，然后在马歇尔试验机上进行抗压试验。
　　试验结果表明：这种新型沥青、水泥砂浆砾石混合料在水泥砂浆含量为8%，沥青含量为5%，水泥用量为3%时的稳定性和强度为最好，它与没有掺水泥砂浆的普通沥青混合料试件对比，强度和稳定性平均提高了2.4倍。一般没掺水泥砂浆的100号沥青混合料试件，经60℃热水浸泡45h后多数泡散无法试压。
　　显而易见，高温下，水泥砂浆承担了沥青水泥砂浆混合料的极大部分表面应力。实验观察发现，由于水泥砂浆充满了沥青混合料的孔隙。其新生的水泥砂浆结晶体穿过沥青膜与矿料牢牢地结合在一起。因此，这种新结构极大地改善了沥青混合料与温度有关的所有性能，即高温时具有很高的抗剪稳定性；同时又具有很好的水稳性。因为试验表明，当混合料中的水泥砂浆含量为10%的时候，沥青―水泥砂浆混合料试件的强度实际上已不受充斥于孔隙中水的影响了。同时试验观察发现，由于水泥砂浆结晶体穿过沥青膜，与砾石料紧密结合在一起，形成柔性空间网，有助于减少整个混合体的刚性和提高低温时候的弹性，因此，沥青水泥砂浆混合体的抗裂稳定性就比普通沥青混合料的抗裂稳定性高。特别当沥青含量为最佳的时候更是这样。试验结果同时还表明：沥青水泥砂浆混合料的温度膨胀系数比普通沥青混合料要低25%，因而这种新结构沥青混合料与温度有关的强度、形变性和流变性都得到了很大的改善提高。
　　2、施工
　　当阳市公路段从2006年4月28日到2006年7月17日在汉宜线K292-K295路段铺筑了沥青、水泥砂浆砾石双层表处试验路1.5km。基层为水泥砾石结构。双层表处所用沥青、水泥砂浆碎石混合料是用JQ5.00型拌和机拌制的。
　　沥青、水泥砂浆碎石混合料的压实厚度为：主油层9.5cm，罩面层1.5cm。
　　其组成比例为：①砾石（0.5cm-2.0cm）,87%；②水泥砂浆：水泥：砂=1：2.8%；③石油沥青(200号)主油层4%，罩面层5%；④水灰比：0.75；⑤水泥用量：3%。
　　拌制程序是先把砾石料与150℃沥青拌和，随后再加入已拌和好的水泥砂浆，再搅拌60s后再出料。拌和出料温度仅在8℃-90℃之间。但因为沥青经发泡处理，水泥砂浆所含水分起润滑作用。因此沥青、水泥砂浆碎石混合料仍具有良好的摊铺性和压实性。
　　该试验路段采用振动压路机碾压后即放开让行车碾压密实。
　　经过对试验路段的实地观察，这种新结构的路用热稳定性和水稳定性都很好。
　　例如：在2006年4月28日在汉宜线K292+50～K295+500路段所铺沥青、水泥砂浆碎石混合料铺完后即遇连续3d阴雨，但试验路段雨后仍保持完好状态。而与此同时，前一天所铺的油石比相同的普通沥青表处路段却被雨水、行车所损坏。
　　路用实践和试验都说明了由于水泥砂浆充满了沥青混合料的空隙，新生成的水泥砂浆结晶体穿过沥青膜与矿料牢牢结合在一起而极大地提高了路面的防水系数。
　　同时，我段汉宜线K292+50～K295路段所铺1.5km试验路段经过2007年7月持续36℃以上高温气候的使用后，经与同期所铺筑的普通沥青表处路段对比观察发现，普通沥青表处路段因沥青热稳定性差等各种因素影响，已全面发生波浪、油包，而相同油石比的沥青、水泥砂浆沥青试验路段无一处波浪、油包。路用实践与试验都表明沥青、水泥砂浆碎石混合料路面的热稳定性明显优于普通沥青碎石路面。
　　3、结论
　　沥青、水泥砂浆、碎石混合料路面新结构，通过试验和路用实践，都充分说明了这是一种有效的新型筑路材料。这种新结构的主要优点是极大地改善了普通沥青混合料与温度有关的所有性能，高温热天时具有很高的强度和抗剪稳定性。低温多雨气候下，又具有很好的抗裂防水稳定性。低温多雨气候下，又具有很好的抗裂防水稳定性。从而提高了沥青路面质量，延长了路面使用寿命。同时还由于这种新结构路面少用了沥青，