沥青混合料抗辙能力影响分析

摘 要： 文章从道路建筑材料、道路结构设计、沥青混合料性能设计、道路施工方面对沥青混合料抗辙能力进行了分析。

关键词： 瀝青混合料;质量;路面结构

一、 引言

沥青路面车辙形成的沥青路面流动变形是当今沥青路面破坏的第一现象。据国际上统计，沥青路面的养护费用的80 % 用于车辙作用的维修。在我国引起车辙问题的原因有以下几个方面：第一，持续时间长的高温天气;第二，重载车辆的日益增多及其难以根治;第三，道路建筑材料及其质量的不确定性;第四，道路结构的局限性;第五，沥青混合料性能设计的不统一性;第六，道路施工的变异性。

基于温度气候的非人力即时可改变和重载车辆与现代社会经济发展的不和谐，作为道路施工管理工程师可能去解决车辙的角度是从以下这四个方面着手。

二、 道路建筑材料的质量亟待规范改观

沥青路面建设的主要原材料沥青质量良莠不齐是造成路面车辙损害的重要原因之一，这在使用桶装沥青的高速公路沥青路面工程中反映得更加显著。由于近几年国际原油价格的不稳定性，沥青招标采购制度的缺陷和沥青经销商的唯利是图，相当一部分进口桶装沥青质量不达标却混入到了高速公路建设中来。这集中反映在沥青针入度偏大，

沥青60C黏度偏低等指标上。

碎石材料生产的不规范有时也能成为路面车辙损害的原因之一。有许多采用二级反击破生产碎石的厂家生产的碎石棱角性太少，从而造成混合料矿料嵌挤结构的破坏，以致在路面通车不久就产生结构流动性破坏。

因此，加强管理，从源头控制原材料质量是减少车辙损害最基本的手段。

三、 改进路面结构设计，应用先进的路面结构形式

多年来，道路结构设计局限于半刚性基层+18cm厚沥青混凝土形式。通常在沥青路面结构的设计中考虑到三层沥青混凝土结构的粘联性将全部的沥青混凝土视为比较标准的弹性体系而成为一个连续的界面条件，在此时它的层间剪应力是很小的。基于这种设计结构和比较一般的施工工作水平在实际的建成路面使用过程中，这种理想状态下的连续界面很快被破坏而在沥青结构层间产生滑动破坏，更主要的破坏产生在了应力集中的底面层和半刚性基层间，剪应力急剧增大产生了滑动破坏。柔性基层的出现从一定程度上能够较好的改变这种现象。在超载情况下沥青结构层中的剪应力逐渐增大，其剪应力峰值也在向沥青结构层的深处转移，在底面层和柔性基层间产生了较好的应力扩散，从而在各结构层间保持了较好的连续界面。沥青混合料的内部组成结构是影响沥青路面高温稳定性的主要原因之一。

四、 沥青混合料的性能需要进行优化设计

确保沥青混合料在微观条件下的合理性沥青混合料路面层涌过集料颗粒间的接触以及胶结料的劲度抵抗混合料的蠕变流动，将荷载从表面传递到下卧层。故而，如果要达到足够的抗车辙性能，在层内一定要形成高度的抗剪切力量。必须具有这样高度的抗剪切力才可以防止重车作用下的车辙变形。在较好的沥青材料条件下，矿料的级配构成、粉胶比（相关沥青膜的厚度）、混合料的空隙率、密度无疑是直接影响沥青混合料性能的重要指标。近年来各地开始使用s型级配进行矿料级配的设计，取得了良好的使用效果，所谓S型级配是指在整个的级配曲线中靠近最大粒径的粗集料以及细集料适当少用，增加中间档料一种级配形式，它的特征是即使在相当的高温条件下，重型震动压路机碾压都不容易产生混合料的推挤和拥包现象，这一点与SMA的特征相近。

从比较表可以看出S型级配有着良好的动稳定度性能。在配合比的比选过程中我们设计使得4.75mm通过率有着较大的差异。在AC-25I型级配中P4.75mm=39 % ，AC-25S型级配中P4.75mm=33.2 % ，针对AC-25I型的混合料可以看出车辙试验也都满足规范大于1000次/mm的要求，但是粉胶比较高，超出了现行规范的范围，如果将粉胶比的数值调下来，就立即出现车辙不合格的情况。AC-25S型级配有着均匀的施工性能，不容易产生离析，可能会对压实造成比较微小的影响，但是这恰恰能够反映出这种S型级配的特点，一旦压实以后就能够产生良好的路用性能;而AC-25I型的级配虽然也有满足规范要求的抗车辙能力，但是由于较高的粉胶比、较细的级配，这都会给施工带来负面的影响，同时也不会有良好的路面使用性能。沥青用量是影响高温稳定性的最重要因素之一。

五、 施工变异性也是产生车辙的影响因素

施工的变异性集中表现在沥青用量的控制、级配的控制、现场的压实三方面。根据蠕变劲度模量与沥青用量的关系，随沥青用量的增加，混合料的蠕变劲度模量也将迅速下降。沥青混合料的级配控制是施工过程控制的重点，级配的良好与否直接影响混合料的各项技术指标以及路用性能，不好的级配不能够在混合料的内部形成积极有效的矿料嵌挤结构，从而亦不能形成较强的抵抗车辙能力。现场压实施工班组与试验检测机构的密切配合是至关重要的，认真控制压实质量是现场施工人员的头等大事。在现行新技术地S型级配设计中，由于设计结构的特点规定在预计有可能产生车辙变形的路段，宜将室内设计空隙率适当提高到4 % ～6 % 范围内，以减少沥青用量，然后在施工时加强碾压，将增大的1 % 的空隙率再压回去，这就要求现场施工班组采用合理而认真的碾压工艺以提高压实度。

六、 结语

以上从道路建筑材料、道路结构的设计、混合料的结构设计、施工控制角度对车辙流变变形预防方法进行了初探，要从根本上彻底消除车辙损害，无非是消除超载现象，我国目前已经对高速公路采用了按车型收费制度，各交通管理部门也对超载现象加强了管理。道路设计、施工工程师从自身角度出发，减少沥青路面车辙损害的责任仍然任重而道远。

作者简介：  谷枫，江苏省交通工程集团有限公司。