瀝青混合料及其發(fā)展
約在公元前600年,在巴比倫鋪筑了第一條瀝青路面,但這種技藝不久便失傳了。一直到 19世紀(jì),人們才又用瀝青來筑路。據(jù)記載,1833年在英國(guó)開始進(jìn)行煤瀝青碎石路面鋪裝;1854 年在巴黎首次用碾壓法進(jìn)行瀝青路面鋪裝;1870年前后在倫敦、華盛頓、紐約等地采用瀝青做 路面鋪裝。
人們?cè)谥纷鳂I(yè)時(shí),常感到瀝青需要加熱,使用上很不方便,1910年在科諾大學(xué)廣場(chǎng)上開 始第一次使用稀釋瀝青。當(dāng)時(shí),瀝青鋪路還只限于在道路表面上涂刷一層瀝青,即當(dāng)今的單層 瀝青表面處治。在此以前,可以算是瀝青材料在道路工程中使用的啟蒙時(shí)期。
第二個(gè)時(shí)期大約在20世紀(jì)的20年代到50年代。1911年美國(guó)首先提出針人度作為瀝青 的分級(jí)指標(biāo)。1916年德國(guó)馬爾庫(kù)遜(Malc us on) 提出了最初的瀝青組分分析方法, 研究了瀝青 的組分含量同路用性能的關(guān)系。
近幾十年來,隨著公路等級(jí)的不斷提高,對(duì)瀝青材料提出了更高的要求,促使研究工作進(jìn) 一步深入開展。在瀝青指標(biāo)方面,除針人度、延度、軟化點(diǎn)等目前常用的三大指標(biāo)外,先后提出 了脆點(diǎn)、含蠟量、組分分析、粘附性以及旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱老化等一系列非常規(guī)指標(biāo)。還應(yīng)用流變 學(xué)的理論和方法研究了瀝青的粘彈性力學(xué)、蝠變、應(yīng)力松弛、瀝青性能對(duì)溫度和時(shí)間的依賴關(guān) 系,以及勁度和針人度指數(shù)等流變學(xué)有關(guān)的指標(biāo)。與此同時(shí),出現(xiàn)了各種改性瀝青。
在國(guó)際瀝青混合料的發(fā)展史上,有三個(gè)可被堪稱為里程碑的大事件,它有力地推動(dòng)了瀝青 材料的發(fā)展。
1.在路面結(jié)構(gòu)類型方面,簡(jiǎn)單的瀝青表面處治已不能滿足交通要求,出現(xiàn)了用拌制的瀝 青混合料鋪筑的路面。40年代,在美國(guó)工程兵團(tuán)供職的密西西比州道路局的馬歇爾工程師提 出了著名的馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)方法,并提出了初期的馬歇爾穩(wěn)定度等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)定方法。 這些試驗(yàn)方法至今仍在沿用,只是根據(jù)交通發(fā)展的要求不斷地進(jìn)行了適當(dāng)修訂。
這個(gè)時(shí)期,在一些石油資源開發(fā)較晚或貧油的國(guó)家中,瀝青路面也開始了試驗(yàn)應(yīng)用。我國(guó) 于1935年在南京附近利用進(jìn)口瀝青修筑了瀝青路面試驗(yàn)路段;1941年又在滇緬公路修筑了雙 層瀝青表面處治路面155km;抗日戰(zhàn)爭(zhēng)勝利后又在寧杭公路修筑了瀝青貫人式及雙層瀝青表 面處治等路面。
2.60年代初, 美國(guó)A AS HO試驗(yàn)路的鋪筑和大量的試驗(yàn)研究成果的發(fā)表, 使瀝青路面的設(shè) 計(jì)、施工、結(jié)構(gòu)、材料發(fā)生了根本的變化。這個(gè)工作是從50年代開始的, A AS HO試驗(yàn)路的成果是集當(dāng)時(shí)研究成果之大成, 許多成果成為美國(guó)AASHTO路面設(shè)計(jì)指南及一系列施工規(guī)范的依 據(jù)。
3.90年代初, 美國(guó)戰(zhàn)略公路研究計(jì)劃(SHRP) 及研究項(xiàng)目的進(jìn)行, SUPERPAVE等一大批 研究成果的發(fā)表,使瀝青及瀝青混合料的研究開創(chuàng)了一個(gè)新的紀(jì)元。國(guó)際上對(duì)瀝材料的研 究得到了前所未有的重視。延續(xù)了半個(gè)世紀(jì)的瀝青標(biāo)準(zhǔn)、瀝青混合料的體積設(shè)計(jì)方法,受到了 瀝青結(jié)合料路用性能規(guī)范及瀝青混合料性能設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)和沖擊。就世界范圍而言,這方面的 工作目前正在緊張的進(jìn)行之中,尚未最終完成。