改善沥青混合料高温稳定性的措施

刘佳文

(佳木斯市路桥有限公司)

1 影响沥青混合料高温稳定性的主要因素

影响沥青混合料高温稳定性的主要因素有:沥青路面结构和沥青混凝土本身的内在因素(简称内因)，以及气候、交通量和交通组成等外界因素(简称外因)。

1.1 材料

沥青混合料由沥青、集料和矿粉混合组成，显然，这些材料的物理力学特性将程度不同地影响到沥青混合料的各种路用性能。一般来说选择优质的材料，采用合适的沥青用量，进行适当的级配设计，能显著地提高沥青混合料的抗车辙能力。

(1)沥青对沥青混合料的抗车辙能力有极为明显的影响，一是沥青标号直接影响高温稳定性，沥青的高温粘度越大、劲度越高与石料的粘附性越好，抗高温变形能力越强;二是沥青用量，过多的沥青用量将在沥青混合料中形成游离的自由沥青，在高温条件下，这部分沥青将在荷载作用下发生明显的流动变形，从而导致混合料的永久塑性变形。我国《公路沥青路面施工技术规范》规定，在夏季高温炎热的地区，在配合比设计得出的最佳用量OAC基础上，减少0.3%之后的沥青用量作为设计沥青用量往往是适宜的。

(2)集料所具有的特性对沥青混合料高温稳定性的影响尤其显著。通常情况下，破碎、坚硬、纹理粗糙、多棱角、颗粒接近立方体的集料，相应的沥青混合料的高温稳定性就比较好。在集料组成中，破碎的细集料比破碎的粗集料对高温稳定性更有利。

1.2 气候

气候条件主要包括气温、日照、热流、辐射、风、雨等，除了湿度以外，其他问题都可以反映在温度上，黑褐色的沥青混合料具有较强的吸热能力，使整个路面构成了一个巨大的温度场，由于热量的大量积聚，很难从沥青路面中散出，在外部荷载作用下容易产生流动变形，从而形成车辙。相反，路面在潮湿状态下，沥青混合料的水敏感性增大，使得高温稳定性降低。

1.3 荷载

交通条件对沥青路面高温性能的影响可以归结为荷载、轮胎气压、行车速度、车流渠化等。荷载对路面高温稳定性的影响是不言而喻的，特别是重载车、超载车对沥青路面的变形起到了推波助澜的作用。

2 改善沥青混合料高温稳定性的措施

2.1 材料

(1)集料。对于高等级公路和一些重要路段，应首选高质量的集料，特别是表面两层沥青混合料应采用坚硬、安定、表面粗糙、破碎、颗粒接近立方体的集料。

细集料在有可能的情况下，应充分考虑采用破碎的人工砂，尽可能避免采用天然砂，不能避免也尽量减少其用量。对于石屑的使用应仔细的选择，因为石屑往往是石料中的软弱部分，而且针片状颗粒极多，在施工和碾压过程中很容易粉碎，产生“细粒化”现象。所以，石屑的质量首先是看岩石本身是否坚硬，与沥青的粘附性好不好;二是看开采时覆盖层及夹层是否清理干净，石屑中的含泥量大不大。好的石屑可以代替天然砂使用的，这对于提高混合料的高温稳定性有好处。填料应采用石灰岩或岩浆中的强基性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉。

(2)沥青结合料。就沥青对沥青混合料高温稳定性能的影响来说，沥青含量的影响可能比沥青本身特性的影响更重要，对于细粒式或中粒式密级配沥青混合料，适当减少沥青用量有利于抗车辙，因此，在用马歇尔法进行混合料设计时，在考虑高温性能时，沥青用量应选择最佳沥青用量范围靠下限之处。但对于粗粒式或开级配沥青混合料，在考虑抗车辙时应综合考虑级配、集料对沥青的吸收性、集料与沥青间的粘结力、混合料的空隙率等，不能简单地采用减少沥青用量来改善抗车辙性能。必要时可考虑在沥青中掺加改性剂来提高其抗车辙的能力。

2.2 设计

(1)级配。较粗的级配有较好的抗车辙能力，但不容易控制，而且级配过粗反而影响其高温稳定性，相比之下，密级配的沥青混合料抗车辙能力较开级配混合料稳定。规范规定，最大粒径13 mm及16 mm的适合于铺筑表面层，20 mm及25 mm的适合于铺筑沥青路面中面层和下面层。另外，适当提高混合料中粗集料的用量(不一定是最粗部分)，对改善沥青混合料的高温性能有利。

(2)混合料。在进行混合料的设计时，可有意识地按较多的重载车辆、较大的轴载、较高的轮胎气压进行沥青混合料的设计，同时，应控制混合料中矿粉的含量，一般来说，矿粉与沥青之比不宜大于1∶2。

沥青混合料的设计空隙率是一个非常重要又一直有争议的指标。在现阶段，沥青混合料的设计空隙率在3%～5%范围内是适宜的，它既照顾了高温性能又考虑了水稳性，有较好的耐久性。

通常认为，沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)是一种具有优良高温稳定性能的混合料，但其设计和施工均有特殊要求。

2.3 施工

沥青路面施工应针对不同的混合料采用不同的施工方法，除了把住材料的质量关以外，最重要的还有两点:一是施工温度，包括拌和、摊铺、压实温度，都必须严格控制;二是压实，这是沥青路面施工的最后工序，也是最重要的工序，好的混合料设计只有通过充分的压实才能获得优良的性能，适当的碾压才能获得最满意的效果。此外，加强施工中的质量检验也是很重要的。

［1］严家及.道路建筑材料［M］.北京:人民交通出版社，1998.

［2］沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防［M］.北京:人民交通出版社，2000.

［3］公路沥青路面施工技术规范(JTJ 032-94)［S］.