改善瀝青混合料高溫穩定性的措施

劉佳文

(佳木斯市路橋有限公司)

1 影響瀝青混合料高溫穩定性的主要因素

影響瀝青混合料高溫穩定性的主要因素有:瀝青路面結構和瀝青混凝土本身的內在因素(簡稱內因)，以及氣候、交通量和交通組成等外界因素(簡稱外因)。

1.1 材料

瀝青混合料由瀝青、集料和礦粉混合組成，顯然，這些材料的物理力學特性將程度不同地影響到瀝青混合料的各種路用性能。一般來說選擇優質的材料，采用合適的瀝青用量，進行適當的級配設計，能顯著地提高瀝青混合料的抗車轍能力。

(1)瀝青對瀝青混合料的抗車轍能力有極為明顯的影響，一是瀝青標號直接影響高溫穩定性，瀝青的高溫粘度越大、勁度越高與石料的粘附性越好，抗高溫變形能力越強;二是瀝青用量，過多的瀝青用量將在瀝青混合料中形成游離的自由瀝青，在高溫條件下，這部分瀝青將在荷載作用下發生明顯的流動變形，從而導致混合料的永久塑性變形。我國《公路瀝青路面施工技術規范》規定，在夏季高溫炎熱的地區，在配合比設計得出的最佳用量OAC基礎上，減少0.3%之后的瀝青用量作為設計瀝青用量往往是適宜的。

(2)集料所具有的特性對瀝青混合料高溫穩定性的影響尤其顯著。通常情況下，破碎、堅硬、紋理粗糙、多棱角、顆粒接近立方體的集料，相應的瀝青混合料的高溫穩定性就比較好。在集料組成中，破碎的細集料比破碎的粗集料對高溫穩定性更有利。

1.2 氣候

氣候條件主要包括氣溫、日照、熱流、輻射、風、雨等，除了濕度以外，其他問題都可以反映在溫度上，黑褐色的瀝青混合料具有較強的吸熱能力，使整個路面構成了一個巨大的溫度場，由于熱量的大量積聚，很難從瀝青路面中散出，在外部荷載作用下容易產生流動變形，從而形成車轍。相反，路面在潮濕狀態下，瀝青混合料的水敏感性增大，使得高溫穩定性降低。

1.3 荷載

交通條件對瀝青路面高溫性能的影響可以歸結為荷載、輪胎氣壓、行車速度、車流渠化等。荷載對路面高溫穩定性的影響是不言而喻的，特別是重載車、超載車對瀝青路面的變形起到了推波助瀾的作用。

2 改善瀝青混合料高溫穩定性的措施

2.1 材料

(1)集料。對于高等級公路和一些重要路段，應首選高質量的集料，特別是表面兩層瀝青混合料應采用堅硬、安定、表面粗糙、破碎、顆粒接近立方體的集料。

細集料在有可能的情況下，應充分考慮采用破碎的人工砂，盡可能避免采用天然砂，不能避免也盡量減少其用量。對于石屑的使用應仔細的選擇，因為石屑往往是石料中的軟弱部分，而且針片狀顆粒極多，在施工和碾壓過程中很容易粉碎，產生“細粒化”現象。所以，石屑的質量首先是看巖石本身是否堅硬，與瀝青的粘附性好不好;二是看開采時覆蓋層及夾層是否清理干凈，石屑中的含泥量大不大。好的石屑可以代替天然砂使用的，這對于提高混合料的高溫穩定性有好處。填料應采用石灰巖或巖漿中的強基性巖石等憎水性石料經磨細得到的礦粉。

(2)瀝青結合料。就瀝青對瀝青混合料高溫穩定性能的影響來說，瀝青含量的影響可能比瀝青本身特性的影響更重要，對于細粒式或中粒式密級配瀝青混合料，適當減少瀝青用量有利于抗車轍，因此，在用馬歇爾法進行混合料設計時，在考慮高溫性能時，瀝青用量應選擇最佳瀝青用量范圍靠下限之處。但對于粗粒式或開級配瀝青混合料，在考慮抗車轍時應綜合考慮級配、集料對瀝青的吸收性、集料與瀝青間的粘結力、混合料的空隙率等，不能簡單地采用減少瀝青用量來改善抗車轍性能。必要時可考慮在瀝青中摻加改性劑來提高其抗車轍的能力。

2.2 設計

(1)級配。較粗的級配有較好的抗車轍能力，但不容易控制，而且級配過粗反而影響其高溫穩定性，相比之下，密級配的瀝青混合料抗車轍能力較開級配混合料穩定。規范規定，最大粒徑13 mm及16 mm的適合于鋪筑表面層，20 mm及25 mm的適合于鋪筑瀝青路面中面層和下面層。另外，適當提高混合料中粗集料的用量(不一定是最粗部分)，對改善瀝青混合料的高溫性能有利。

(2)混合料。在進行混合料的設計時，可有意識地按較多的重載車輛、較大的軸載、較高的輪胎氣壓進行瀝青混合料的設計，同時，應控制混合料中礦粉的含量，一般來說，礦粉與瀝青之比不宜大于1∶2。

瀝青混合料的設計空隙率是一個非常重要又一直有爭議的指標。在現階段，瀝青混合料的設計空隙率在3%～5%范圍內是適宜的，它既照顧了高溫性能又考慮了水穩性，有較好的耐久性。

通常認為，瀝青瑪蹄脂碎石混合料(SMA)是一種具有優良高溫穩定性能的混合料，但其設計和施工均有特殊要求。

2.3 施工

瀝青路面施工應針對不同的混合料采用不同的施工方法，除了把住材料的質量關以外，最重要的還有兩點:一是施工溫度，包括拌和、攤鋪、壓實溫度，都必須嚴格控制;二是壓實，這是瀝青路面施工的最后工序，也是最重要的工序，好的混合料設計只有通過充分的壓實才能獲得優良的性能，適當的碾壓才能獲得最滿意的效果。此外，加強施工中的質量檢驗也是很重要的。

［1］嚴家及.道路建筑材料［M］.北京:人民交通出版社，1998.

［2］沙慶林.高速公路瀝青路面早期破壞現象及預防［M］.北京:人民交通出版社，2000.

［3］公路瀝青路面施工技術規范(JTJ 032-94)［S］.