沥青混凝土路面质量影响原因研究

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1、沥青混凝土路面质量影响原因研究　　摘要：沥青混凝土是由沥青胶泥与不同粒径的粒料、天然砂或碎石砂、填充料（石粉），以较佳的比例加热至适当温度后，在拌合机中均匀拌合所得到的混合料。本文对沥青混凝土路面质量影响原因进行了阐述。关键词：沥青混凝土路面质量一、温感性沥青胶泥之稠度随温度之变化而改变，其针入度、黏滞度对温度敏感之程度即为温感性。因此，有关于沥青胶泥或沥青混合料之试验均需在指定的温度下进行，未指出试验温度，其试验结果即无法作完整有效的解释。沥青胶泥之行为亦与荷重时间长短有关。而沥青胶泥受到温度

2、与荷重时间两者之间的影响关系是可以互换的。低荷重速率可仿真高温状态，而高荷重速率则可仿真低温的情况。沥青胶泥温感性较大者，其黏滞性变化大，且在低温状态下，沥青混凝土材料容易产生收缩变形，当超过沥青混凝土所能承受之最大应变时，则产生低温收缩龟裂。二、黏滞度5沥青胶泥的黏滞度决定了沥青混凝土拌合、铺设与滚压之时机与温度。黏滞度太大则无法在短时间内将粒料完全包裹，造成施工不易拌合与铺设，黏滞度太低则缺乏凝聚力，易造成沥青胶泥之流失。因此应绘出黏滞度与温度之关系曲线图，来作为施工、控制加热温度之依据。三

3、、老化特性沥青“老化”是指沥青胶泥从原油被提炼出来后，在储存、运送、施工及使用过程中，由于长时间暴露在空气在环境因素如受热、氧气、阳光及水的作用下，会发生一系列的挥发、氧化，乃至沥青内部结构发生变化同时发生性质变化，导致路面性能劣化的过程。而氧化反应则会改变沥青分子间的结构与组成。氧化使得沥青材料材质变硬，此状况即所谓沥青胶泥之氧化、老化或硬化现象。沥青老化是一个逐步发生的过程，它的速率直接影响路面的使用寿命，因而是影响沥青路面耐久性的主要因素。沥青的老化过程可以分为几个阶段如图2所示。3.1运

4、输、储存、及加热过程中的老化沥青从炼油厂提炼出来到拌合沥青混合料前，一直储存在保温桶内，沥青的热态储存、热态运输、在拌合厂内储存桶的保温往往经历很长的时间。由于温度升高加速沥青分子的运动，除引起沥青蒸发外，还能引起沥青发生某些物理化学变化。例如因受热使轻轻中的轻质油分不断挥发，使沥青变硬变脆降低黏结性。不过由于沥青储存桶内，沥青数量多、深度深，与空气接触面积较少故此阶段老化状况较不严重。3.2沥青在加热拌合与铺筑过程老化5沥青最主要也是最常的使用方式，是采热拌沥青混合料的施工方式，此时沥青将经历

5、一个比储存过程更为严重的老化过程，亦是沥青老化的最主要原因。拌合过程中的老化最重要。拌合机的类型也会影响拌合过程的老化，一般来说连续式拌合机所引起沥青的老化又较盘式拌合机所引起的老化更为严重。无论何种型式的拌合机，沥青混合料拌合过程都将发生严重的老化。据测定，沥青混合料拌合后，40/60级沥青针入度可能降低到原沥青针入度的85%，60/80级沥青针入度可能降低到80%，85/100级沥青针入度可能降低到75%，也有的数据显示会降低到63%〔9〕，也就是说沥青在拌合过程中热老化将使针入度下降50%

6、～85，因此是沥青老化的最主要的一个阶段。3.3沥青在路面使用过程中的老化5沥青在路面使用过程中由于环境因素及载重因素，特别是水分、紫外线、氧气的长期作用下，亦会引起老化，但老化的过程是一个比较缓慢的长期过程，在路面开放交通2～3年间稍快一些，以后变慢。由于环境因素的复杂性，因而使用期的老化过程是一种非常复杂的现象，它将引起沥青流变性质发生根本的变化，直接影响道路面的耐久性。但是对已经经过高热拌合的沥青混合料来说，轻质油分的挥发损失已不是沥青老化的主因，而是与空气中氧的反应及分子结构的变化将是沥

7、青路面使用期老化的主要原因。一般来说，使用性能良好压实度达到要求，空隙率小于5%的沥青路面沥青的老化很小。四、粒料的使用对路面工程而言，粒料可单独使用于铺面结构之底层和基层，亦可与黏结材料，如沥青胶泥、水泥等混合，拌合成沥青混凝土或水泥混凝土，施于铺面之底层与面层。而沥青混凝土中粒料约占沥青混合物体积之80%～95%或占沥青混合物重量之90%～93%，其余为沥青和空隙率。因此粒料的良窳与否、直接影响到沥青混凝土的质量，有必要作一深入的了解。4.1粒料性质当粒料受到交通荷重，因沥青混凝土受到外力作

8、用所产生的剪应力大于沥青混凝土结构材料的抗剪强度时，在粒料结构之间将开始产生滑动或剪力的现象，如图4所示，此一现象通常发生于高温地区空隙率偏低的沥青混凝土铺面上。5不论粒料的来源、处理方法或其矿物成份为何，粒料通常被要求提供一个强度良好的结构来抵抗车辆重复的载重。而具有立方体且表面组织较粗糙的粒料所提供的强度比圆球的粒料来得高，如图5所示。虽然立方体粒料与圆滑粒料本身均拥有相同的强度，然而立方体粒料间相对嵌合的能力较强，能紧密结合成架构强硬的材料；圆滑粒料却有相对滑动的趋势，容易导致脆弱级配的产