浅谈市政道路沥青老化问题

2014-10-21李永茂

建筑遗产 2014年1期

李永茂

摘要：我国市政公路建设过程中，多数公路的路面已由原来的水泥路面逐渐变成沥青混凝土路面。在市政沥青道路中，沥青老化问题，降低了沥青的各项性能，从而影响公路的正常使用。文章主要对引起沥青老化的原因以及沥青老化导致路面出现各种病害做简要的阐述。

關键词：沥青路面；老化；材料性能；病害

引言

在最近十几年中，我国的多半公路，尤其是高速公路，逐渐采用沥青混凝土铺筑面层，因为沥青路面有优良的使用性能、行车舒适性、耐腐蚀、抗疲劳、防滑、便于施工等优点，并且其可以满足各种车型的辗压。可是，由于沥青易于老化，很大程度上降低沥青道路的使用性能。在沥青路面的使用过程中，往往会出现一些病害，如路面的开裂、大面的泛油、车辙等，影响了公路的正常使用。

1 沥青的老化的原因

（1）沥青在运输以及储存过程的老化问题。这一阶段的老化，主要是沥青从炼油厂运输到混合料拌和厂的途中，必须控制沥青的温度在170℃，沥青在进入储油罐中，其温度会有一定程度的降低。但因沥青在油罐封存中，与空气接触的面积较小，因此，沥青在运输、储藏过程中，其性能并未受到较大的影响。

（2）沥青混合料在拌和过程中老化问题。在沥青混合料的拌和加热过程中，其老化程度比沥青原料运输途中的老化问题严重。研究发现，在沥青混合料加热以后，针入度性能会受到较明显的影响，其针入度将会降低到原来的85%，因此，在沥青拌合过程是其老化的初始较严重的过程。

（3）在沥青拌和以后的施工过程的老化。在沥青混合料加热拌和以后，将其运输到道路施工现场进行拌合物的摊铺，并进行机械碾压结束，在拌合物的温度降低到自然温度后，在此过程中，石料表面的沥青薄膜还保持较高的温度，这过程沥青的热老化问题会继续的发展。这一阶段的沥青老化现象，主要是由于沥青成分中的油分会逐渐的挥发和吸收，并与空气中的氧发生化学反应，从而导致沥青分子结构发生变化，致使沥青逐渐硬化。

研究还发现，沥青油分的挥发和吸收变化，主要处于其加热、拌和与现场摊铺过程中，这是导致沥青出现老化的原因。

2 老化对道路沥青三大指标的影响

2.1 软化点

沥青的软化点随老化的时间增加，其软化点逐渐增加，具体数据如表1所示。

从表1 可获知，沥青的软化点与其老化时间成正比例的关系，即软化点随老化的时间的增加而逐渐增加。沥青的软化点与当量软化点都会随着老化时间的增加不断的增加，会对沥青的高温稳定性有一定的提高。

2.2 针入度

根据对未老化的沥青试样以及受到不同程度老化的沥青试样，分别进行自动针入度仪测定试验，分别测5℃、15℃、25℃等三个温度的针入度，再对三个温度的试验结果进行对比，得出了沥青针入度性能与老化的关系。试验测得的数据结果如表2所示。

2.3 延度

研究发现，沥青的老化时间不同，其残留物处于不同温度时的延度也不相同，如表3。

由表3可获知，沥青的延度与老化时间成正比，即老化时间越大，其延度则会越小，也就是沥青的变形能力将会越来越小。

3市政道路沥青老化的危害

一般市政沥青混凝土公路的设计使用寿命为10 ～ 15年，但在实际的的正常使用过程中，由于沥青的老化问题，导致沥青道路加速损坏，影响正常的车辆的通行，这种现象可以认为路面的早期破坏。沥青混凝土路面老化引发的几种病害的研究发现，大致有以下几种：

（1）路面出现较明显的裂缝

沥青老化问题，最容易引发的沥青混凝土路面早期破损，即是路面发生较明显的裂缝，而且条数较多，影响较为严重。路面的裂缝的主要危害，在于雨水通过裂缝进入到公路的基层，雨水的浸泡破坏了公路的路基的力学性能，使其变得软化，从而降低路面的竖向承载力，导致路面的早期破坏越来越严重，影响公路的正常使用。

此外，由于未对车辙部位进行及时的修补，此处较容易出现横缝。横缝主要分为两大类：荷载性裂缝和非荷载性裂缝。通常会由于设计不合理，或者施工中的施工质量不达标，在车辆荷载的重复作用之下，很容易会发生荷载性裂缝。非荷载性裂缝是横缝的主要形式，其是由于沥青面层的受到温度热胀冷缩的作用，出现的横向裂缝，多发生在寒冷的北方地区。

（2）水损坏

在沥青路面的正常使用以后，沥青的老化会导致路面会逐渐变得越来越黑，尤其是雨水较多的地区，在车胎轮迹处的路面逐渐向两边推挤，最后起包，并随着车辆的辗压，鼓包越严重，最终导致路面松散、剥落等病害发生。这些情况主要是由于沥青路面的排水不及时引起的。

（3）大面积的车辙

沥青老化加上路面在车辆的重复作用下，其材料性能有一定的降低，致使路面出现累积变性形，路面发生不均匀沉降。造成这种现象的主要原因是路基的压实度不满足要求，或者是混合料的配合比设计不合理，造成沥青路面的承载力低，在车辆轮胎的重复作用下，出现沉降以及横向位移。

（4）路面龟裂

龟裂，大多是由于沥青路面老化，而导致路面的抗压强度不足所形成的。路基的压实不足，造成路面的整体稳定性较差，路面出现大面积网状的裂缝，又称网裂。

5 结论

综上所述，道路沥青的老化是逐渐产生的，会随着时间的增加、加热拌合程度、雨水的作用等因素影响而逐渐的严重。沥青老化的问题，很大程度降低了沥青道路的使用性能。因此在沥青道路设计施工过程中要十分注意这个问题。

参考文献：

[1] 沈金安.沥青及沥青混合料路用性能[ M].北京：民交通出版社，2001.

[2] 陈平，黄晓明.老化因素对沥青性能的影响[ J].公路交通科技，2005（2）：11- 13.

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