在礦質材料中摻入路用瀝青材料鋪築的各種類型的路面。瀝青結合料提高瞭鋪路用粒料抵抗行車和自然因素對路面損害的能力,使路面平整少塵、不透水、經久耐用。因此,瀝青路面是道路建設中一種被最廣泛採用的高級路面(包括次高級路面)。

  簡史 據考古資料,印加帝國在15世紀已採用天然瀝青修築瀝青碎石路。英國在1832~1838年之間,用煤瀝青在格洛斯特郡修築瞭第一段煤瀝青碎石路;法國於1858年在在巴黎用天然巖瀝青修築瞭第一條地瀝青碎石路;到20世紀,使用量最大的鋪路材料為石油瀝青。中國上海在20世紀20年代開始鋪設瀝青路面。1949年以後隨著中國自產路用瀝青材料工業的發展,瀝青路面已廣泛應用於城市道路和公路幹線,成為目前中國鋪築面積最多的一種高級路面。

  路面材料 瀝青結合料 瀝青結合料將礦質粒料粘結成整體,增加強度和增強路面抵抗行車破壞的能力,並使路面具有抗水性。適合修築路面的瀝青材料主要為石油瀝青和煤瀝青,此外,還有天然瀝青。瀝青的性質和標號要求,隨瀝青路面種類、地區的氣候和路段的交通情況不同而異;熱拌或熱法澆灑以及在炎熱地區和重交通道路上宜選用較稠的瀝青;冷拌或冷法澆灑以及在寒冷地區和輕交通道路上宜選用較稀的瀝青。

  集料 集料是瀝青路面材料中礦物質粒料的通稱,在路面材料中起骨架作用和填充作用。有時需數種粗、細粒料混合組成所需要的粒度級配。集料中把粒徑在5毫米以上的稱作粗集料,5毫米及以下者稱為細集料。根據來源不同,集料可分為天然集料和人造集料兩大類。天然集料有碎石、礫石、砂、石屑等;人造集料有燒礬土、穩定的堅實冶金礦渣等。瀝青路面用的集料應潔凈無泥,粗集料的顆粒宜接近立方體,多棱角,少扁片長條,其抗壓強度不宜小於60兆帕,作重車道面層者,不宜小於80兆帕,而且能耐磨耗。集料和瀝青材料應有良好的粘著力,不易經水的侵蝕而剝落,如集料和瀝青粘著不良,應摻入有效的抗剝落劑改善。選配集料時,分層鋪澆的應為粒徑相近的各檔的同粒徑集料;拌制混合料的則常需有大小粒徑按規格配合的級配集料,這類集料也可采用分檔不同的同粒徑集料按比例摻合而成。

  礦粉 粒徑小於0.074毫米的礦質粒料。多用於瀝青混凝土和瀝青碎石路面,其作用為填充空隙,防止熱瀝青流淌,增強瀝青材料的粘結力和熱穩定性。礦粉也要和瀝青有良好的親和力(即粘著力),能抵抗水的剝蝕作用。最常用的礦粉為石灰石粉。

  路面分類 瀝青路面的瀝青類結構層本身,屬於柔性路面范疇,但其基層除柔性材料外,也可采用剛性的水泥混凝土,或半剛性的水硬性材料。瀝青路面有多種分類方法,按集料種類不同分為:瀝青砂、瀝青土、瀝青碎(礫)石混合料等;按瀝青材料品種不同分為:石油瀝青路面、煤瀝青路面、天然瀝青路面和渣油路面。但較普遍的分類方法是按其施工方法、技術品質和使用特點分為:瀝青混凝土路面、廠拌瀝青碎石路面、瀝青貫入式路面、路拌瀝青碎(礫)石混合料路面和瀝青表面處治路面。

  瀝青混凝土路面 由適當比例的各種不同大小顆粒的集料、礦粉和瀝青,加熱到一定溫度後拌和,經攤鋪壓實而成的路面面層。

  ① 碾壓式。瀝青混凝土混合料多用熱拌熱鋪法制備,其路用性質比較好,故對制備工藝和原材料要求也較高,大多采用集中廠拌法。用得較普遍的瀝青混凝土混合料為碾壓式類型,即混合料需經重型機械壓實後才能成型,故有的國傢稱它為碾壓式地瀝青。成型以後路面平整、密實、少塵,有一定粗糙性,因而有較好的行車舒適性和外觀;且有較好的耐老化性、耐磨性、溫度穩定性和抗行車損壞的能力。使用壽命一般較長,當采用石油瀝青作結合料時,大修年限常在15年以上。

  ② 冷鋪式。瀝青混凝土熱拌冷鋪,有的國傢也稱為冷地瀝青,常用於養護小修或需遠距離輸送混合料的工程,所用瀝青比熱拌熱鋪者為稀,用量亦較少,以求在常溫時有適當的松散度和粘性,但其使用壽命不及熱拌熱鋪者。

  ③ 攤鋪式。熱拌熱鋪的瀝青混凝土混合料可以不用重型機械壓實即能成型,常稱作攤鋪地瀝青。為瞭使攤鋪地瀝青混合料在攤鋪時有適當流動性,能通過輕度的搗實和墁平即可密實,在混合料中要求有較多瀝青和礦粉的混合物,即瀝青膠泥,其強度主要依靠瀝青膠泥的粘結力。因集料顆粒面已被較厚的膠泥所隔開,其鎖結力和內磨阻力已減低,所以攤鋪地瀝青較少用於車行道,但某些歐美國傢也有把它用於車行道者,此時對瀝青材料的性質要求很嚴格,以免夏季發軟,同時需要另鋪防滑層或加撒防滑集料,以防表面過滑。

  廠拌瀝青碎石路面 也稱黑色碎石路面或開級配瀝青混凝土路面。其加工工藝和鋪築工藝接近瀝青混凝土路面,但其孔隙較大(兩者的分界線並不嚴格,中國以孔隙率10%為分界)。瀝青碎石混合料可以熱拌熱鋪,也可熱拌冷鋪;熱鋪質量較好,用得較普遍。集料的顆粒有同顆粒及有級配之分,目前多采用有級配者。和瀝青混凝土相比,瀝青碎石的細集料和礦粉含量較少,粗集料的比例較大,瀝青用量相應也較少。瀝青碎石混合料的熱穩定性主要依靠集料顆粒間的鎖結力,故對瀝青用量、稠度、混合料的配合比和集料級配的變動范圍可比瀝青混凝土為寬,而仍能保持其熱穩定性。但因多孔之故,路面容易滲水和老化,故瀝青碎石常用於面層的下層、聯結層、整平層和基層。若用於路面的上層時,須加瀝青封層或嵌撒細粒瀝青混合料。但也有把它鋪在密實的瀝青面層之上,作透水的防滑層用的。瀝青碎石路面的使用壽命一般短於瀝青混凝土路面,但其工程造價常較廉。

  瀝青貫入式路面 是澆灑成型的一類瀝青路面。把瀝青澆灑在鋪好的主層集料上,再分層撒佈嵌縫石屑和澆灑瀝青,分層壓實,形成一個較致密的瀝青結構層。澆灑施工的優點是設備簡單,運料方便;其缺點是施工受氣候的影響較大,而且最終成型需要一定時間,成型後的路面不如廠拌瀝青混合料路面平整和美觀,成型期又多浮動灰砂,並可能泛油。為瞭克服這一缺點,可把最後一層澆灑瀝青和撒佈石屑改為鋪築預拌細粒瀝青混合料,以加速成型和減少浮動灰塵,並有利於表面排水。貫入式路面的熱穩定性主要依靠粗集料間的鎖結力,故對瀝青用量和瀝青稠度也沒有瀝青混凝土路面那樣敏感,其路用性質和適用層位與瀝青碎石路面相接近。瀝青貫入式路面可熱法施工,也可冷法施工。熱法施工時用加熱的粘稠瀝青澆在冷集料上,路面成型較快,適用於城市道路和交通繁忙的公路;冷法施工時用乳化瀝青冷澆,但需待乳化瀝青的油水分裂、水分蒸發後才能初步成型,適用於養護小修及設置加熱設備有困難的長距離公路。貫入式用的集料顆粒宜為接近同粒徑集料,以便瀝青能充分滲入主層,並使嵌縫層厚度均勻;主層集料的最大粒徑應接近面層厚度或為面層厚度的0.7~0.8倍;集料應潔凈無灰,表面幹燥。

  路拌瀝青碎(礫)石混合料路面 路拌法是堆料於路床上,澆灑適量瀝青,然後用機械或人工拌勻,並鋪平壓實。由於在路床上的集料無法加熱,因此需要采用稠度較稀的瀝青乳液或液體瀝青作結合料,拌和時乳化瀝青不常加熱,液體瀝青閃點高者可以加熱。氣候潮濕時,還需要在瀝青中加入抗剝落劑或采用陽離子瀝青乳液,或在混合料中摻入水泥、石灰等,以增加潮濕集料與瀝青的粘著力。路拌瀝青混合料因受各種條件限制,其路用性質不如廠拌瀝青混合料,但可節約就地沙石料的往返運輸費和能耗,常用於次要的公路或農村道路。

  瀝青表面處治路面 表面處治的施工工藝和路用性質接近貫入式,但因其層厚較薄(一般為1~3厘米),故不用主層集料,而是將瀝青直接澆灑在潔凈幹燥的下層上,然後依次撒佈集料和澆灑瀝青,最後壓實成型。表面處治按澆灑瀝青和撒佈集料的遍數不同,分為單層式、雙層式、三層式。表面處治路面的使用壽命不及貫入式路面,設計時一般不考慮其承重強度,其作用主要是對非瀝青承重層起保護和防磨耗作用,而對舊瀝青路面,則是一種日常維護的常用措施。施工中第一次撒佈的集料顆粒一般較大,然後逐層縮小粒徑;但也有相反的工藝,即先逐層用較細的集料修築一薄的表面處治層,待積累到一定厚度後,用粗集料壓入,形式較厚而熱穩定性較好的表面處治層;或先用細集料處治形成一層不透水的封層,然後再用較粗的集料處理,使表面粗糙。

  瀝青路面的改善和發展 改善瀝青質量 近年來,試用瞭外摻物改善瀝青路面的使用質量,主要有下列數種:①抗剝落劑,屬表面活化劑類型。它的作用是減低瀝青與集料間界面張力,使瀝青膜容易粘著集料的潮濕表面和酸性石料,不易受水剝落;在潮濕天氣需澆灑瀝青或需用瀝青拌濕集料時,亦可采用。某些抗剝落劑同時為陽離子乳化劑,如十六烷三甲基溴化胺等季胺鹽,故陽離子瀝青乳液常與集料表面有較好的粘著力。②高分子彈性體材料,大部分是能溶脹於石油瀝青或煤瀝青的天然橡膠、某些合成橡膠和塑料。它們能增加瀝青的柔韌性和溫度穩定性。曾被試用過的彈性體材料有天然橡膠(包括乳膠)、磨細的廢橡膠粉(包括脫硫的和未脫硫的)、丁苯橡膠、氯丁橡膠、聚氯乙烯、聚乙烯、聚氨酯、環氧樹脂、無規聚丙烯等,有些能溶脹於石油瀝青(如丁苯橡膠),有些能溶脹於煤瀝青(如氯丁橡膠)。③無機類外摻物,硫黃和石棉粉。把硫黃融化於瀝青中能增加瀝青混合料的強度,有大量硫黃副產品的地區,已用於鋪路,但硫黃容易升華,故加工設備須密閉,操作人員宜防護,而且不適用於路面的最表面層;石棉粉能改善瀝青的熱穩定性,並能使混合料多容納瀝青,以提高抗裂能力和使用壽命。使用時應密閉設備,防護人員安全,以免導致塵肺病。

  瀝青路面的再生 瀝青路面的再生工藝主要有:①在老化的瀝青路面上噴灑軟化劑,使老化發脆的瀝青重新變軟,多用於貫入式和表面處治路面的再生;②將老化瞭的舊瀝青層挖出,重新軋碎,必要時加入“再生劑”使瀝青質量改進,並加入部分新的集料和瀝青,重新加工回用;該法可以就地粉碎拌和,也可以集中到工廠拌和,以廠拌熱法加工者質量較好。舊瀝青路面材料的再生和回用可節約瀝青、集料和能耗,減少環境污染,近年來,已引起各國築路部門的註意和推廣使用。