1．前　言

　　近年來(lái)我國高速公路得到了飛速發(fā)展，截止到2004年底，我國的公路總里程達185.6萬(wàn)公里，位居世界第三，其中高速公路總里程已超過(guò)3.4萬(wàn)公里，僅次于美國，位居第二。由于瀝青路面具有無(wú)接縫、低噪音、易維修等優(yōu)點(diǎn)，因此在已建成的高速公路中有90%以上采用的是瀝青混凝土路面。伴隨著(zhù)瀝青路面結構在高速公路中廣泛使用的同時(shí)，其耐久性和路面結構的早期破壞問(wèn)題也日益突出。許多高速公路通車(chē)1—2年以后，甚至不到1年，就開(kāi)始大面積破壞，有的使用2—3年就開(kāi)始明顯破壞。路面的早期破壞，既影響公路的交通運輸，又造成巨大的經(jīng)濟損失，已引起人們的高度重視。實(shí)際上，我國高速公路的早期破壞與路面的空隙率有極為密切關(guān)系。

　　2．早期破壞

　　習慣上將早期破壞分為裂縫、修補和坑洞、變形、表面損壞及其他損壞，而水損壞則作為早期損壞現象單獨討論。與國外早期破壞相比，我國的早期破壞出現得更早，許多僅為1—3年，即路面在設計壽命期前l(fā)/4至l/3期間內。所發(fā)生的過(guò)早的各種形式的路面破壞，主要有車(chē)轍、開(kāi)裂、卿漿、泛油、松散、坑槽等幾種形式。

　　3．空隙率

　　空隙率是指壓實(shí)瀝青混合料試件內除礦料毛體積和有效瀝青體積之外的間隙體積占試件毛體積的百分比，是瀝青混合料各項體積指標中的核心，根據試件實(shí)測密度與最大理論密度比值求得。yy=（1—P//Pz）x100，式中yy為試件空隙率，P/為試件實(shí)測密度，F2為瀝青混合料理論最大密度。

　　空隙率是瀝青混凝土性能的主要影響因素，它的大小與瀝青混凝土的透水性、耐久性、高溫穩定性和強度密切相關(guān)。

　　3.1空隙率與透水性的關(guān)系

　　瀝青混合料的空隙率是影響瀝青路面透水性的主要因素，混合料空隙率越大，透水性也越大。瀝青混凝土的空隙率過(guò)大，降水容易透入結構層中，使瀝青路面產(chǎn)生各種各樣的水破壞。

　　zube（修比）專(zhuān)家的研究表明，密級配熱拌瀝青混凝土的空隙率約為8%時(shí)，路面的透水性很大。

　　Brown（布朗）、C011ins（柯林斯）等專(zhuān)家在美國喬治亞州對離析混合料的研究也表明，熱拌瀝青混凝土的空隙率小于8%時(shí)，混合料的透水性很小，空隙率大于約8%時(shí)，混合料的透水性增加很快。

　　國內最近研究表明，粗型密級配瀝青混凝土路面的現場(chǎng)滲水性和現場(chǎng)空隙率的相關(guān)性較大，集料的最大公稱(chēng)尺寸對路面的滲水特性影響很大，大公稱(chēng)尺寸集料混合料路面的滲透性大，粗級配混合料明顯比細級配混合料滲透性大，集料最大公稱(chēng)粒徑在20mm以上時(shí)，路面空隙率大于5%，開(kāi)始滲水過(guò)多。

　　3.2空隙率與耐久性的關(guān)系

　　瀝青混合料的耐久性主要體現在老化過(guò)程中，老化將導致混合料的脆性升高，韌性下降，過(guò)早出現疲勞開(kāi)裂和其他形式破壞。瀝青在使用過(guò)程中受空氣、紫外線(xiàn)、水的作用而老化，其原因可以歸結為輕質(zhì)油的揮發(fā)、氧化縮合、結構位阻硬化，所有這些變化都是在瀝青直接接觸空氣的條件下發(fā)生的�？障堵蚀笠馕吨�(zhù)瀝青接觸空氣的表面積大，老化也就越快，使瀝青更容易氧化變跪，從而導致瀝青混凝土容易產(chǎn)生裂縫和松散，直接影響路面的使用壽命，瀝青老化越嚴重，開(kāi)裂也越嚴重。

　　Santucci（桑塔西）等專(zhuān)家的研究表明，瀝青的殘留針人度直接受瀝青面層空隙率的影響。瀝青混凝土的空隙率大于8%時(shí)，瀝青針入度的損失顯著(zhù)增加。

　　美國的研究表明，熱拌瀝青混凝土的空隙率7%時(shí)，空隙率每增加1%，瀝青面層的使用壽命要降低10%.

　　3.3空隙率與車(chē)轍的關(guān)系

　　車(chē)轍試驗發(fā)現，對相同的級配及瀝青用量，空隙率大的變形速率也大。隨著(zhù)試驗繼續，空隙率達到某一最小值以后，空隙率再變小，變形速率又有所增加。這是因為，過(guò)多的瀝青成為流動(dòng)變形的潤滑劑使車(chē)轍加大。因此當礦料級配決定后，瀝青用量適當減少，可使極限空隙率變大，從而使流動(dòng)變形造成的車(chē)轍減少。相反瀝青用量過(guò)多，空隙率過(guò)小，反而使車(chē)轍增大。

　　Huber（休伯）專(zhuān)家在加拿大的研究考慮一系列引起轍槽的因素后。指出產(chǎn)生車(chē)轍的主要原因之一是瀝青混凝土的空隙率小于3%.

　　3.4空隙率與強度的關(guān)系

　　試驗研究表明，無(wú)論是抗壓強度還是劈裂強度，也無(wú)論是否浸水和是否經(jīng)過(guò)凍融，瀝青混凝土的空隙率對其各種不同情況下的強度都有顯著(zhù)影響�？障堵蕦�Ak—16C瀝青混凝土劈裂強度的影響�？梢钥闯隹障堵食�過(guò)臨界值，試件強度急劇下降。

　　空隙率對強度的影響與混合料本身的材料設計、骨架結構等因素密切相關(guān)。根據一般經(jīng)驗，空隙率越大，混合料的強度越低，其原因在于空隙率大，混合料的實(shí)際有效厚度越小，其整體抗力越低。

　　由此可見(jiàn)，空隙率不能太大，也不能太小，對于密實(shí)瀝青混凝土，應控制路面初始空隙率不大于7%，開(kāi)放交通后的最終空隙率應不小于3%，否則易造成路面早期破壞。

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