沥青混凝土路面新技术初探

祁玉成 戴海燕

（江苏盛元公路工程有限公司中心试验室，江苏 泗阳 223700）

随着交通量不断增长、轴载的明显增大以及高等级公路交通车辆的渠化作用，沥青混凝土路面面临着新的严峻考验，尤其是传统的连续级配沥青混凝土路面受到了极大的挑战。有些高速公路在通车一、二年内，就出现了不同程度的早期破坏、严重影响了路面的使用功能和寿命。

因此，近年来为适应日益增长的交通量、轴载和超载车辆的不断增长，一些新的路面结构类型和新材料、新工艺已经出现并得到成功应用。研究和总结这些新型结构和施工工艺，对于加快我国高速公路沥青混凝土路面的建设步伐，提高工程质量，完善沥青混凝土路面的使用性能，延长其使用寿命，节约投资，具有十分重要的现实意义。纵观这些新型的结构主要是通过改善矿质混合料的级配来提高沥青混合料的路用性能，如大粒径沥青混合料（LSAM）结构、沥青马蹄脂碎石混合料（SMA）结构以及多碎石沥青混合料（SAC）结构；通过加入纤维和土工合成材料来改善沥青混合料的整体物理力学性能以及抵抗裂缝的加筋沥青混合料；再生沥青混凝土以及沥青路面的施工新技术等等。下面将对沥青混凝土几种路面新技术进行简单的分析。

1.沥青马蹄脂碎石混合料

沥青马蹄脂碎石混合料（SMA）式一种新型的沥青混合料类型，它起源于20世纪60年代的德国，德文称Splitrnastixasphalt。20世纪90年代初引入美国，被称为Stone Matrix Asphalt，缩写SMA。

1.1 SMA的结构特点

SMA属于间断级配的沥青混合料，是目前通用的两种结构形式的有机组合，属于骨架密实结构，它既有一定数量的粗集料形成骨架结构，又有足够的细集料填充到粗集料之间的空隙中去。其中4.75mm以上的粗颗粒含量在70%～80%之间，0.075mm筛孔的通过率为10%，粉胶比超过通常1.2的限制值，沥青结合料较普通混合料高1%以上，因沥青用量高而掺加纤维稳定剂，配合比设计时主要由体积指标控制。由于SMA具有粗集料多、矿粉多、沥青结合料多、细集料少、掺加纤维增强剂及材料要求高的特点，使得SMA及保持了大孔隙排水性路面表面功能好的优点，又克服了其耐久性差的缺点，兼具嵌挤和密实型混合料的长处，即同时具有较高的粘结力和内摩阻力。

1.2 SMA的优点

（1）优良的温度稳定性

由于粗集料颗粒之间良好的嵌挤作用和骨架结构，增加了混合料的抗剪能力，使之具有较强的抗车辙能力（高温稳定性好）。同时由于SMA的集料之间填充了相当数量的沥青马蹄脂，沥青膜较厚，在温度下降时仍具有较好的粘结作用，低温时同样具有良好的抗变形能力。

（2）良好的耐久性

SMA混合料的空隙率小，不透水，对下层具有保护和隔水作用，同时使得其与空气的接触少，从而使抗老化、耐疲劳性能都很好。

（3）优良的表面特性

由于采用了间断级配并且粗集料含量高，使得路面压实后表面构造深度大，抗滑性能好，雨天行车不会产生较大的水雾和溅水，增加雨天行车的可见度，同时也减少了夜间行车的路面反光，还具有降低噪音的作用。

（4）投资效益高

尽管SMA初期费用较高，但是其使用寿命比密级配沥青混合料路面能延长20%～40%，因此维护费用低，整体社会效益高。

2.大粒径沥青混合料

所谓大粒径沥青混合料(Large-Stone Asphalt Mixes，简称LSAM)，一般是指含有矿料的最大粒径在25～53 mm之间的热拌热铺沥青混合料，通常铺筑在表面层的下面，以便最大限度地发挥其抗车辙能力。

LSAM的特点可以概括为：颗粒尺寸"大"，沥青膜"厚"，路面寿命"长"，沥青含量低、VMA低和造价低；粗集料含量高、粗集料接触程度高和主骨架稳定性高。目前国内外研究成果和实践表明，大粒径沥青混凝土具有以下四方面的优点：

（1）级配良好的LSAM可以抵抗较大的塑性和剪切变形，承受重载交通的作用，具有较好的抗车辙能力，提高了沥青路面的高温稳定性，设计良好的LSAM与传统的沥青混凝土相比，显示出十分明显的抗永久变形的能力；

（2）大粒径集料的增多和矿粉用量的减少，使得在不减少沥青膜厚度的前提下，减少了沥青总用量，从而降低工程造价；

3.多碎石沥青混凝土

多碎石沥青混凝土（SAC)源于老规范中I型和II型沥青混凝土。I型沥青混凝土是传统连续级配密实式沥青混凝土，空隙率为3%～6%，II型沥青混凝土是空隙率为4%～10%的半开式沥青混凝土。根据已有的经验，I型沥青混凝土的透水性小，当表面构造深度也小，接近于光面，显然不能满足高速公路表面层抗滑性能的要求。II型沥青混凝土虽然表面构造深度能满足要求，但是由于去透水性大的特点，容易导致严重的水损害，而且由于其表面构造深度常与结构层内部较大的开口孔隙相连，表面构造深度看起来比实测值小的多，因此，在高速公路上不宜用作表面层。由于I型和II型都存在上述缺点，在此基础上想综合I型和II型的优点于一身同时避免这两种级配各自的缺点提出了断级配的多碎石沥青混凝土。室内外的实践证明，多碎石沥青混凝土的使用性能达到了预定目的，它既能提供要求的表面构造深度，又能如Ⅰ型密级配沥青混凝土那样具有较小的空气率和较小的透水性，同时又具有较好的抗形变能力。可以说，多碎石沥青混凝土既具有Ⅰ型沥青混凝土的优点，又具有Ⅱ型沥青混凝土的优点，同时它又避免了两者各自的缺点。

4.纤维加筋沥青混凝土

聚脂纤维，简称PET纤维，属高分子材料，是一种弹性体，有一定强度下具有较高延伸率（30%±6%），PET高分子弹性材料，作为添加相，可以提高基体（沥青混合料）的韧性，尤其是低温韧性，从而减小基体的温度收缩系数，可以在一定范围内限制基体的变形量，PET高分子弹性材料也通常用来提高基体的表面抗磨损性。

（1）纤维－沥青基体界面结构有助于降低沥青的温度敏感性。（2）纵横交错的纤维所吸附的沥青，增大了结构沥青的比例，减少了自由沥青，使沥青膜处于比较稳定的状态。同时纤维使沥青矿粉胶浆粘滞性增强，软化点升高，从而提高高温稳定性。（3）纤维对基体材料裂纹的扩展其阻滞作用（4）短纤维能明显改善沥青混合料的抗疲劳性能

5.其他新型沥青混凝土

为了适应重交通的需要，各国开展了新型高性能沥青混合料的研究。法国开展了薄沥青混凝土BBM；一些国家还运用了多孔沥青混凝土PA；美国开展了新粗骨架高结合料含量混合料CMHB。这些新型沥青混和料都有一个共同特点就是粗骨料断级配，这是解决抗车辙和抗滑要求减少噪音的良好途径，也是目前面层混合料的发展方向。

结束语：总的趋势看，为了适应日趋重型化、大交通量和快速舒适的要求，沥青混合料的发展向着粗骨架的方向发展，而且趋向于粗骨料相互接触、嵌锁。骨料空隙一般是用高含量的胶砂填充形成密实结构；或者保留空隙，而在底面层设置粘层防水层，这样既可以保证混合料有良好的抗车辙能力，另一方面有很好的耐久性，而且可以降低噪音。以上众多新型路面结构在实际应用中已慢慢推广验证，取得了不同的使用效果。各种不同的路面结构形式尽管相对于传统的路面结构形式都有不少的改善，但仍存在一些不足，需要在实践中不断完善。

[1]侯岩峰.高等级公路沥青混凝土路面抗滑性能技术分析及检测新技术研究.交通标准化，2005年1期.