瀝青混合料及其發展
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,人們才又用瀝青來筑路。據記載,1833年在英國開始進行煤瀝青碎石路面鋪裝;1854 年在巴黎首次用碾壓法進行瀝青路面鋪裝;1870年前后在倫敦、華盛頓、紐約等地采用瀝青做 路面鋪裝。
人們在筑路作業時,常感到瀝青需要加熱,使用上很不方便,1910年在科諾大學廣場上開 始第一次使用稀釋瀝青。當時,瀝青鋪路還只限于在道路表面上涂刷一層瀝青,即當今的單層 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期。
第二個時期大約在20世紀的20年代到50年代。1911年美國首先提出針人度作為瀝青 的分級指標。1916年德國馬爾庫遜(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系。
近幾十年來,隨著公路等級的不斷提高,對瀝青材料提出了更高的要求,促使研究工作進 一步深入開展。在瀝青指標方面,除針人度、延度、軟化點等目前常用的三大指標外,先后提出 了脆點、含蠟量、組分分析、粘附性以及旋轉薄膜烘箱老化等一系列非常規指標。還應用流變 學的理論和方法研究了瀝青的粘彈性力學、蝠變、應力松弛、瀝青性能對溫度和時間的依賴關 系,以及勁度和針人度指數等流變學有關的指標。與此同時,出現了各種改性瀝青。
在國際瀝青混合料的發展史上,有三個可被堪稱為里程碑的大事件,它有力地推動了瀝青 材料的發展。
1.在路面結構類型方面,簡單的瀝青表面處治已不能滿足交通要求,出現了用拌制的瀝 青混合料鋪筑的路面。40年代,在美國工程兵團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定度試驗方法,并提出了初期的馬歇爾穩定度等技術標準和評定方法。 這些試驗方法至今仍在沿用,只是根據交通發展的要求不斷地進行了適當修訂。
這個時期,在一些石油資源開發較晚或貧油的國家中,瀝青路面也開始了試驗應用。我國 于1935年在南京附近利用進口瀝青修筑了瀝青路面試驗路段;1941年又在滇緬公路修筑了雙 層瀝青表面處治路面155km;抗日戰爭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A AS HO試驗路的鋪筑和大量的試驗研究成果的發表, 使瀝青路面的設 計、施工、結構、材料發生了根本的變化。這個工作是從50年代開始的, A AS HO試驗路的成果是集當時研究成果之大成, 許多成果成為美國AASHTO路面設計指南及一系列施工規范的依 據。
3.90年代初, 美國戰略公路研究計劃(SHRP) 及研究項目的進行, SUPERPAVE等一大批 研究成果的發表,使瀝青及瀝青混合料的研究開創了一個新的紀元。國際上對瀝材料的研 究得到了前所未有的重視。延續了半個世紀的瀝青標準、瀝青混合料的體積設計方法,受到了 瀝青結合料路用性能規范及瀝青混合料性能設計的挑戰和沖擊。就世界范圍而言,這方面的 工作目前正在緊張的進行之中,尚未最終完成。