瀝青混合料抗車轍性能試驗研究

趙文美，劉海龍，程培峰

(1.黑龍江省公路勘察設計院;2.東北林業大學)

1 緒論

自從1988年第一條高速公路通車以來，我國的公路建設用20年的時間走完了發達國家半個多世紀的發展歷程，截止2011年底我國的高速公路通車里程已達8.5萬km，僅次于美國位居世界第二。由于瀝青路面具有表面平整、無接縫、行車舒適、耐磨、振動小、噪聲低、施工期短、養護維修簡便、適宜于分期修建等優點，所以瀝青路面在高等級公路中得到廣泛應用。但瀝青路面車轍病害在高等級公路運營中較為常見，一直受到國內外學者關注。提高瀝青混合料抗車轍性能，改善瀝青路面行車質量，是國際瀝青路面技術改進的熱門課題。20世紀70年代，我國引入馬歇爾法來評價瀝青混合料的高溫穩定性，馬歇爾法也在我國得到了推廣應用，改革開放后，我國的高等級瀝青路面得到了很大的發展，隨著交通量增加、汽車軸載加大及渠化交通的形成，車轍問題越來越突出，促使道路工作者對車轍問題做進一步的研究。

2 車轍試驗與分析

車轍變形的指標為動穩定度，車轍試驗是一種模擬實際車輪荷載在路面上行走而形成車轍的工程試驗方法。車轍試驗的最大特點是能夠充分模擬瀝青路面上車輪形式的實際情況，試驗研究時，還可以改變溫度、荷載、試件厚度、尺寸、成型條件等，以模擬路面的實際情況，分析各種因素變化對車轍變形的影響。車轍試驗采用往復式車轍試驗機，控制混合料溫度在60℃，承受輪壓荷載為0.7 MPa的條件下車輪往復運動，產生1 mm變形車輪作用次數，即得到所需要的動穩定度值，試驗結果見表1。

表1 車轍試驗結果

從表1可以看出，同種級配，瀝青不同的兩種混合料抗車轍性能是不同的，改性瀝青混合料的動穩定度明顯高于基質瀝青混合料的，并且比規范要求高出的幅度大，原因是基質瀝青軟化點44.3℃，改性瀝青軟化點為68℃，而車轍試驗溫度為60℃，所以在車轍試驗環境中基質瀝青已處于軟化狀態，粘結力低，抗車轍性能差。而改性瀝青軟化點高于車轍試驗溫度，此時瀝青粘結力仍較強，顆粒間粘結力較大，混合料的動穩定性較好，說明瀝青在混合料抗車轍方面也起著非常重要的作用。

級配2相對于級配1減少了起骨架支撐作用的粗集料比例，增加了流動性更強的砂的比例，基質瀝青級配2混合料的動穩定度小于級配1的，相差20%，幅度較大;相反改性瀝青級配2混合料的動穩定度大于級配1，相差10%，幅度相對基質瀝青的小。說明基質瀝青高溫粘結力不強，集料顆粒間嵌擠作用好壞對基質瀝青混合料的抗車轍性能影響很大，適當調整混合料礦料級配，增強集料的骨架支配作用，能提高混合料的抗車轍性能。級配1中粗集料空隙率大，混合料主要依靠粗集料間相互支撐承受外來荷載，骨料接觸面積相對較小沒有完全利用改性瀝青較強的粘結力，而粗集料表面瀝青膜在荷載作用下很容易搓動，所以抗車轍性能不是最佳。級配2相對于級配1粗集料少細集料多，混合料更密實，骨料接觸面積比更大，改性瀝青粘結力發揮的更充分，混合料抗車轍性能更好。

3 結論

對比分析基質瀝青和改性瀝青兩種級配四種混合料的抗車轍性能試驗結果，得出以下結論。

(1)改性瀝青混合料的抗車轍性能明顯優于基質瀝青混合料抗車轍性能。

(2)對改性瀝青混合料，調整粗細集料比例適當減小混合料空隙率、間隙率，增加密實度，能提高改性瀝青混合料抗車轍性能，控制好改性瀝青質量是保證混合料抗車轍性能的重要措施。

(3)礦料級配對基質瀝青混合料抗車轍性能影響較大，在不改變連續密實結構的前提下，適當增加粗料，改善礦料顆粒間嵌擠作用，能提高基質瀝青混合料抗車轍性能。

［1］ 閆其來.瀝青混合料抗車轍性能試驗研究［D］.東南大學碩士學位論文.

［2］ 馬金環.瀝青混合料高溫穩定性評價方法［J］.黑龍江交通科技，2011，(8).

［3］ 景太生.路用改性瀝青的生產方法及應用前景［J］.科技情報開發與經濟，2003，(7).

［4］ 楊瑞華，許志鴻，張超，等.瀝青混合料分形級配理論［J］.同濟大學學報(自然科學版)，2008，(12).

［5］ 王登忠，嚴恒.瀝青混合料高溫性能試驗方法探討［J］.石油瀝青，2009，(6).