青藏高原道路长寿命沥青路面材料与工程措施★

吴建司 王文奇 田荣燕 王 泽

(1.西华大学西华学院，四川 成都 610039； 2.西南交通大学土木工程学院，四川 成都 610039；3.西华大学建筑与土木工程学院，四川 成都 610039； 4.西藏大学工学院，西藏 拉萨 850000)

青藏高原道路长寿命沥青路面材料与工程措施★

吴建司1王文奇2,3*田荣燕4王 泽3

(1.西华大学西华学院，四川 成都 610039； 2.西南交通大学土木工程学院，四川 成都 610039；
3.西华大学建筑与土木工程学院，四川 成都 610039； 4.西藏大学工学院，西藏 拉萨 850000)

在青藏高原特殊的自然和气候条件下，为了解决道路沥青路面早期病害多的问题，研究了影响道路使用寿命的多种不利因素，并从材料、结构、养护等方面入手，研究了解决沥青路面使用寿命短的问题，指出采用废胶粉改性的沥青材料、增加乳化沥青封层、及时采取预防性养护等措施可延长道路使用寿命。

青藏高原，道路，沥青路面，材料

我国很多路面在建成通车后两年甚至更短的时间内就会出现病害[1]。我国西部地区地形起伏大，广泛分布着许多地质不良的地段，所以道路的工程病害较多。在青藏高原地区，冻土广泛分布，昼夜温差大、强紫外线辐射，道路工作环境比较恶劣。尤其藏东南高山深谷的地貌形态，丰富的降水补给[2]，给道路建设和养护提出了严峻挑战。再加上由于条件所限，施工、养护方面存在不足，青藏高原道路沥青路面的早期破坏格外严重。

因此，针对青藏高原地区特殊的地质和气候条件，研究道路建设所需的材料及其工程措施具有重要意义。

1 青藏高原自然和气候条件

1.1 冻土

冻土是一种成分、结构、热物理及物理力学性质均特殊的土体，每年活动层发生季节性融化和冻结，伴随各种冻土问题[3]。冻土在青藏高原广泛分布，对道路建设和养护造成一定问题。

1.2 雨雪

不同海拔低的地区，青藏高原的降雪多发于春秋两季，降温降雪天气会导致部分公路路段结冰积雪，对路面沥青材料的低温稳定性和抗滑性提出了更高的要求。青藏高原东南部降水较多。

1.3 气温

青藏高原冬春季特别是冬末春初，冷空气入侵频繁，最大降温幅度可达17 ℃～22.6 ℃。昼夜温差大、冬季极端气温低等问题对路面材料的低温抗裂性提出了严峻考验。

1.4 辐射

随着海拔的升高，阳光穿过的大气层厚度大大减少，太阳辐射被吸收和散射的幅度就大大减少，因此青藏高原是全国紫外线辐射最强且辐射量最大的地区。

2 沥青路面早期破坏主要因素

2.1 冻土

在多年冻土地区修建的道路，每年都要发生一些破坏[3]。该地区的地基沉陷病害普遍，不均匀的变形则出现大量路基纵向裂缝，这些裂缝不仅规模巨大、数量繁多,而且发展迅速、难以养护，会对路面使用造成危害，导致路面行驶质量每况愈下。

2.2 雨雪

降雪结冰使得交通受阻，同时使得路面抗滑性能受到巨大考验。尤其是沥青路面，有必要对其改性，提高其抗滑能力。

藏东南等降水多的地方要注意水损害的问题。如果路面裂缝不及时修补，水渗入基层甚至路基，容易造成坑槽等严重病害。

2.3 气温

气温下降，特别是急骤降温时，沥青层受基层的约束，不能迅速收缩产生很大的温度应力，累计温度应力超过沥青混合料的极限抗拉强度时路面就会开裂。每年第一次寒潮来临时，容易造成沥青路面裂缝的产生和发展。气温昼夜温差大，使沥青路面反复的膨胀和收缩，导致物质内部的组织结构发生变化。随着气温的降低，沥青的粘滞度增高，变形能力降低，易出现脆性破坏。

2.4 紫外线辐射

由于沥青混合料有一定的空隙,在沥青路面长期的使用过程中，青藏高原的强紫外线时刻作用沥青膜，引起沥青中的轻质成分转化成胶质，胶质又转化成沥青质，使沥青变硬变脆。沥青老化导致路面龟裂等病害，因此需要对路用沥青改性，提高其抗老化能力。

3 工程对策

3.1 推广废胶粉改性沥青

用废胶粉改性沥青铺设的公路，与普通路面相比，可延长使用寿命1倍～3倍，提高路面的耐热性、耐寒性，增强防滑性[4]。对于提高青藏高原的道路材料低温、抗滑等方面要求非常有帮助。废旧轮胎是固体废弃物中最难处理的,采用焚烧的方法处理将带来新的污染,采用堆放、填埋占用土地资源,而且容易滋生蚊虫、传播疾病[4]。高原生态脆弱，废胶粉改性沥青有着显著的环保和社会效益。废胶粉改性沥青变废为宝，经济好，适合经济技术发展水平有限的青藏高原。

3.2 应用改性乳化沥青稀浆封层

改性乳化沥青稀浆封层是冷拌冷铺技术，造价仅为热拌沥青的1/2左右[5]。改性乳化沥青技术具有十分广阔的推广应用前景和良好的社会经济效益[6]。对于青藏高原的道路，由于冻土、气温和降雪等因素，沥青路面面层开裂多，仅仅依靠沥青混合料面层防水不能满足要求。尤其是藏东南等降水多的地方，乳化沥青稀浆封层可以减少水损害，推广应用很有必要。改性乳化沥青稀浆封层能延长施工季节,改善施工条件,减轻环境污染。对于夏季短暂、生态环境脆弱的青藏高原，非常有意义。

3.3 加强预防性养护

预防性养护是在路面状况良好的情况下就开展的有计划的养护，减少大修和重建昂贵费用，延长路面使用时间[7]。青藏高原，道路早期病害多，预防性养护非常有必要。预防性养护把养护工作转变到在路面出现损坏之前就积极采取措施的主动状态[8]。由于我国西部地区养护资金欠缺，养护往往是疲于应付的被动养护，“哪里坏了修哪里”，往往是“钱也花了，路也坏了”，浪费了有限的养护资金。美国研究结果表明有效的预防养护能延长一倍的道路寿命。如果养护不及时，就会出现路面寿命受损，达不到预期寿命的问题。青藏高原东缘某二级路，2008年刚建好时曾经作为灾后援建工程的样板工程，供各省市援建代表参观。但是由于地处高原加之基层刚度过大出现了反射裂缝，预防性养护要花几百万元。由于经营权问题，公司不敢投入资金进行预防性养护，错失了时机。现在7年的病害积累起来，大修费用需要5亿元。因此，要在青藏高原的道路积极推行预防性养护。

4 结语

青藏高原的自然和气候条件特殊，道路沥青路面早期病害多，道路使用寿命受到多种不利因素影响。为了实现长寿命沥青路面，可以从材料、结构、养护等方面入手。采用废胶粉改性的沥青路面材料，增加乳化沥青封层，及时采取预防性养护措施对于延长道路使用寿命很有帮助。

[1] 王莉华，藏芝树.浅析长寿命沥青路面的发展现状及设计理念[J].山西建筑，2009，35(20):296-297.

[2] 姚令侃，邱燕玲，魏永幸.青藏高原东缘进藏高等级道路面临的挑战[J].西南交通大学学报，2012，47(5)：719-734.

[3] 孙双梅.多年冻土路基病害及防治措施探讨[J].交通标准化，2013(20):28-30.

[4] 王 泽，王文奇，班明霞.四川省山区道路推广废胶粉改性沥青的必要性和可行性研究[J].四川建材，2009(6):147,150.

[5] 谢建立.改性乳化沥青稀浆封层在公路工程施工中的应用[J].交通科技，2014(2):128-130.

[6] 王文奇，谢远新，文 龙，等.乳化沥青稀浆封层混合料路用性能与铺装工艺研究[J].施工技术，2014(sup):256-258.

[7] 吕镇锋，李金明，何剑星.佛山一环沥青路面预防性养护技术实施探索[J].华东公路，2014(4):60- 62.

[8] 阮少萍，黄海明，冯海明.沥青路面预防性养护规划技术研究[J].公路，2010(8):217-220.

Research of the Tibetan Plateau roads long-life asphalt pavement materials and engineering countermeasure★

Wu Jiansi1Wang Wenqi2,3*Tian Rongyan4Wang Ze3

(1.SchoolofXihua,XihuaUniversity,Chengdu610039,China;
2.SchoolofCivilEngineering,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610039,China;
3.SchoolofArchitecturalandCivilEngineering,XihuaUniversity,Chengdu610039,China;
4.SchoolofEngineering,TibetUniversity,Lhasa850000,China)

Under special natural climate conditions of Tibetan Plateau, in order to solve earl asphalt pavement diseases, the paper studies negative factors influencing road service cycle. Starting from aspects of material, structure and maintenance, it discusses ways of solving short asphalt pavement service cycle, such as applying wasted rubber powder modified asphalt material, increasing emulsified asphalt slurry seal, and timely adopting preventive maintenance measures and so on.

Tibetan Plateau, road, asphalt pavement, material

2014-12-13 ★:西华大学重点科研基金项目(项目编号：THJ10-03)；西藏自治区科技厅重点科技计划项目(项目编号：Z2014A19G2-11)；西华大学科研项目(项目编号：14206107)

吴建司(1992- )，男，在读本科生

王文奇(1980- )，男，在读博士，讲师

1009-6825(2015)06-0134-02

TU528.42

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