攸立準

(衡水公路工程總公司)

1 高溫穩(wěn)定性

1.1 車轍的形成機理及影響因素

(1)失穩(wěn)型車轍

這類車轍是由于瀝青路面結構層在車輪荷載作用下，內(nèi)部材料流動，產(chǎn)生橫向位移而發(fā)生，通稱集中在輪跡處。

(2)結構型車轍

這類車轍是由于路面結構在交通荷載作用下產(chǎn)生整體永久變形而形成，主要是由于路基變形傳遞到面層而產(chǎn)生。

(3)磨耗型車轍

由于瀝青路面結構頂層的材料在車輪磨耗和自然環(huán)境勻速下持續(xù)不斷的損失而形成。分析以上原因，影響瀝青路面車轍的因素主要有集料、結合料、混合料類型、荷載、環(huán)境等。此外，壓實方法會直接影響混合料的內(nèi)部結構，從而產(chǎn)生車轍。

1.2 混合料穩(wěn)定性的評價方法

影響瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的主要因素有瀝青的用量、瀝青的粘度、礦料的級配、礦料的尺寸、形狀等。提高路面的高溫穩(wěn)定性，可采用提高瀝青混合料的粘結力和內(nèi)摩擦阻力的方法，增加粗骨料含量可以提高瀝青混合料的內(nèi)摩阻力。適當提高瀝青材料的粘度，控制瀝青與礦料比值，嚴格控制瀝青用量，均能改善瀝青混合料的粘結力。這樣可以增強瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性。

1.3 瀝青路面車轍的防治措施

對于失穩(wěn)型車轍，可以通過以下方法減緩:確保瀝青混合料中含有較高的經(jīng)過破碎的集料;集料中要含有足夠的礦粉;大尺寸集料要具有較好的表面紋理和粗糙度;集料級配中要含有足夠的粗顆粒;瀝青結合料要有足夠的粘度;集料顆粒表面的瀝青膜要具有足夠厚度，確保瀝青與集料間的粘聚力。

對于結構型車轍通過以下方法可以減緩:確保基層設計滿足工程實踐要求;基層材料滿足規(guī)范要求，含有較多經(jīng)破碎的顆粒;混合料內(nèi)含有足夠的礦粉;基底應充分的壓實，工后不產(chǎn)生附加壓密;路基壓實后應滿足規(guī)范要求;磨耗型車轍可通過交通管制、改善混合料級配來防治。

2 低溫抗裂性

瀝青混合料隨著溫度的降低，變形能力下降。路面由于低溫而收縮以及行車荷載的作用，在薄弱部位產(chǎn)生裂縫，從而影響道路的正常使用。因此，要求瀝青混合料具有一定的低溫抗裂性。

瀝青混合料的低溫裂縫是由混合料的低溫脆化、低溫縮裂和溫度疲勞引起的?；旌狭系牡蜏卮嗷侵钙湓诘蜏貤l件下，變形能力降低;低溫縮裂通常是由于材料本身的抗拉強度不足而造成的;對于溫度疲勞，因溫度循環(huán)而引起疲勞破壞。

瀝青路面低溫開裂受多種因素制約，就瀝青材料選擇和瀝青混合料設計而言，應注意以下幾點:注意瀝青的油源，在嚴寒地區(qū)采用針入度較大，粘度較低的瀝青，但同時也應滿足夏季的要求;選用溫度敏感性小的瀝青有利于減少瀝青路面的溫度裂縫;采用吸水率低的集料，粗集料的吸水率應小于2%;采用100%軋制碎石集料拌制瀝青混合料;控制瀝青用量在馬歇爾最佳用量0.5%范圍內(nèi)對裂縫影響小，但同時也應保證高溫穩(wěn)定性;采用應力松弛性能好的聚合物改性瀝青;摻加纖維，使用改性瀝青。

3 耐久性

3.1 瀝青路面的水穩(wěn)定性

經(jīng)常會看到，路面在水損害后會出現(xiàn)松散、剝離、坑洞等病害，嚴重影響路面的使用。瀝青路面的耐久性主要依靠瀝青與集料之間的粘附程度，水和礦料的作用破壞了瀝青與集料之間的粘附性，是影響瀝青路面耐久性的主要因素之一。而影響瀝青與集料間粘結力的因素包括瀝青與集料表面的界面張力、瀝青與集料的化學組成、瀝青粘性、集料的表面構造、集料的空隙率、集料的清潔度及集料的含水量、集料與瀝青拌和的溫度。

3.2 瀝青路面的耐老化性

另一個影響瀝青混合料耐久性的是熱老化。瀝青材料在拌和、攤鋪、碾壓過程中以及瀝青路面的使用過程中都存在老化問題。老化過程可分為施工中的短期老化和道路使用中的長期老化。

(1)瀝青短期老化

瀝青短期老化可分為三個階段。

①運輸和儲存過程的老化。瀝青從煉油廠到拌和廠的熱態(tài)運輸一般在170℃左右，進入儲油罐，溫度有所降低。調(diào)查資料表明，這一過程中瀝青老化非常小。

②拌和過程的熱老化。加熱拌和過程中，瀝青是在薄膜狀態(tài)下受到加熱，比運輸過程中的老化條件嚴酷的多。瀝青混合料拌和后，瀝青針入度降低到拌和前瀝青針入度的80%～85%。因此，拌和過程引起的瀝青老化是嚴重的，是瀝青短期老化的最主要階段。

③施工期的老化。瀝青混合料運到施工現(xiàn)場攤鋪、碾壓完畢，降溫至自然溫度，這一過程中裹覆石料的瀝青薄膜仍處于高溫狀態(tài)。瀝青混合料在攤鋪、碾壓和降溫期間，瀝青熱老化進一步發(fā)展。

(2)長期老化

混合料中的瀝青長期老化是一個漫長而復雜的過程，具有如下特點。

①瀝青路面在使用早期針入度急劇變小，隨后變化緩慢，大體發(fā)生在1～4年之間。

②瀝青老化主要發(fā)生在路表與大氣接觸部分，在深度0.5cm左右的瀝青針入度降低幅度相當大。

③瀝青混合料的空隙率是影響瀝青老化的主要原因。

④當路面中的針入度減小到35～50之間時，路面容易產(chǎn)生開裂，針入度小于25時路面容易產(chǎn)生龜裂。

4 抗滑性

用于高等級公路瀝青路面的瀝青混合料，其表面應具有一定的抗滑性，才能保證汽車高速行駛的安全性。

瀝青混合料路面的抗滑性與礦質(zhì)集料為表面性質(zhì)、混合料的級配組成以及瀝青用量等因素有關。為提高路面抗滑性，配料時應特別注意礦料的耐磨光性，應選擇硬質(zhì)有棱角的礦料。瀝青用量對抗滑性影響也非常敏感，瀝青用量超過最佳用量的0.5%，即可使抗滑系數(shù)明顯降低。

另外，含蠟量對瀝青混合料行滑性有明顯影響，我國《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》(JTJ052－93)的《重交通量道路路用石油瀝青技術要求》提出，含蠟量應不大于3%，在瀝青來源有困難時對下面層路面可放寬至4%～5%。