沥青混合料抗车辙性能试验研究

2012-03-01赵文美刘海龙程培峰

黑龙江交通科技 2012年6期

赵文美，刘海龙，程培峰

(1.黑龙江省公路勘察设计院;2.东北林业大学)

1 绪论

自从1988年第一条高速公路通车以来，我国的公路建设用20年的时间走完了发达国家半个多世纪的发展历程，截止2011年底我国的高速公路通车里程已达8.5万km，仅次于美国位居世界第二。由于沥青路面具有表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪声低、施工期短、养护维修简便、适宜于分期修建等优点，所以沥青路面在高等级公路中得到广泛应用。但沥青路面车辙病害在高等级公路运营中较为常见，一直受到国内外学者关注。提高沥青混合料抗车辙性能，改善沥青路面行车质量，是国际沥青路面技术改进的热门课题。20世纪70年代，我国引入马歇尔法来评价沥青混合料的高温稳定性，马歇尔法也在我国得到了推广应用，改革开放后，我国的高等级沥青路面得到了很大的发展，随着交通量增加、汽车轴载加大及渠化交通的形成，车辙问题越来越突出，促使道路工作者对车辙问题做进一步的研究。

2 车辙试验与分析

车辙变形的指标为动稳定度，车辙试验是一种模拟实际车轮荷载在路面上行走而形成车辙的工程试验方法。车辙试验的最大特点是能够充分模拟沥青路面上车轮形式的实际情况，试验研究时，还可以改变温度、荷载、试件厚度、尺寸、成型条件等，以模拟路面的实际情况，分析各种因素变化对车辙变形的影响。车辙试验采用往复式车辙试验机，控制混合料温度在60℃，承受轮压荷载为0.7 MPa的条件下车轮往复运动，产生1 mm变形车轮作用次数，即得到所需要的动稳定度值，试验结果见表1。

表1 车辙试验结果

从表1可以看出，同种级配，沥青不同的两种混合料抗车辙性能是不同的，改性沥青混合料的动稳定度明显高于基质沥青混合料的，并且比规范要求高出的幅度大，原因是基质沥青软化点44.3℃，改性沥青软化点为68℃，而车辙试验温度为60℃，所以在车辙试验环境中基质沥青已处于软化状态，粘结力低，抗车辙性能差。而改性沥青软化点高于车辙试验温度，此时沥青粘结力仍较强，颗粒间粘结力较大，混合料的动稳定性较好，说明沥青在混合料抗车辙方面也起着非常重要的作用。

级配2相对于级配1减少了起骨架支撑作用的粗集料比例，增加了流动性更强的砂的比例，基质沥青级配2混合料的动稳定度小于级配1的，相差20%，幅度较大;相反改性沥青级配2混合料的动稳定度大于级配1，相差10%，幅度相对基质沥青的小。说明基质沥青高温粘结力不强，集料颗粒间嵌挤作用好坏对基质沥青混合料的抗车辙性能影响很大，适当调整混合料矿料级配，增强集料的骨架支配作用，能提高混合料的抗车辙性能。级配1中粗集料空隙率大，混合料主要依靠粗集料间相互支撑承受外来荷载，骨料接触面积相对较小没有完全利用改性沥青较强的粘结力，而粗集料表面沥青膜在荷载作用下很容易搓动，所以抗车辙性能不是最佳。级配2相对于级配1粗集料少细集料多，混合料更密实，骨料接触面积比更大，改性沥青粘结力发挥的更充分，混合料抗车辙性能更好。