LSPM瀝青混合料抗車轍性能研究

謝 超

廣東省交通規劃設計研究院股份有限公司（510507）

0 引言

隨著城市交通的發展，城市道路出現車流量大、軸載大、重載多、交通渠化等現象，尤其在交叉口路段，車速比較慢、車輛啟停頻繁，路面易產生嚴重的車轍。相關研究表明:LSPM瀝青混合料的溫度穩定性、耐久性好，其應用范圍越來越廣泛，尤其適用于對高溫抗車轍性能要求比較高的瀝青路面。

針對瀝青混合料抗車轍性能，陳淵召[1]針對長縱坡瀝青路面病害系統地進行了常規、高溫、變載、變坡、浸水單層及結構組合車轍試驗，得到了瀝青混合料及結構組合抗車轍性能隨相關因素的變化規律和抗車轍性能排序。李亞明[2]基于加速加載車轍儀與APA試驗及常規車轍試驗對瀝青混合料車轍性能進行評價，說明加速加載方法評價瀝青混合料車轍性能的可行性。趙海濱[3]通過車轍試驗、浸水車轍試驗及大型環道試驗對瀝青混合料的類型及相關因素進行分析，研究瀝青組合料的抗車轍性能。戚林玲等[4]為了改善瀝青路面高溫下的抗車轍性能，對路面采用復合高模量瀝青混合料，并通過動態模量試驗研究其高溫穩定性。

文章針對城市交叉口路段的交通特點及常見路面病害，將LSPM瀝青混合料作為熱反射涂層用于路面，對熱反射涂層配方進行設計及相關性能驗證，并在此基礎上采用單軸壓縮試驗和單軸壓縮蠕變試驗對LSPM瀝青混合料高溫性能進行研究。

1 熱反射涂層配方

LSPM瀝青混合料是一種將瀝青、礦粉及纖維穩定劑組成的瀝青瑪蹄脂結合料填充于間斷級配的礦料骨架中所形成的骨架密實混合料。LSPM的結構組成可以概括為“三多一少”，即瀝青多、粗集料多、礦粉多、細集料少。LSPM瀝青混合料的原材料指標均滿足規范要求。

1.1 礦料組成及配合比設計

依據集料篩分結果及規范進行礦料級配設計，瀝青混合料配合比合成級配結果見表1，級配位于規范中值與下限之間，呈S型級配曲線。

1.2 最佳油石比確定

根據工程經驗，采用三種油石比制備馬歇爾試件并進行試驗，結果見表2；得到最佳油石比為6.24%。在最佳油石比下，馬歇爾穩定度最高，說明瀝青與集料有很好的裹覆能力；其在一定程度上可以反映瀝青混合料的高溫性能，但有局限性。其他試驗指標均滿足規范要求。

表1 LSPM-13礦料級配組成

表2 LSPM-13不同油石比的馬歇爾試驗結果

1.3 最佳油石比確定

在最佳瀝青油石比條件下，對高溫穩定性、水穩定性、低溫抗裂性進行檢驗，試驗結果見表3。

表3 LSPM-13瀝青混合料性能檢驗

LSPM瀝青混合料的動穩定度平均值為7 585次/mm，遠遠超過不小于2 800次/mm的規定值，該級配下的瀝青混合料在高溫狀態下穩定性很好；然而由于改性瀝青的黏度較好，礦粉用量較大，殘留穩定度也遠大于規范值；殘留強度比和破壞應變同樣比規范下限值大，符合水穩性和低溫性能要求；瀝青和其他成分的混合物有很好的路用性能，此瀝青混合料混合物比例設計合理。

2 瀝青混合料抗車轍性能研究

2.1 單軸壓縮試驗

單軸壓縮試驗是測定瀝青混合料強度特性的典型方法之一，操作簡單、經濟性好。試驗儀器為瀝青混合料性能試驗系統 LMT（0～100 KN）；試件由輪碾成型機碾壓成型。將300 mm×300 mm×50 mm板切制成40 mm×40 mm×80 mm試件，應力水平為0.1 MPa，加載速率為0.8 mm/s，試驗溫度分別為20℃、30℃、40℃。試驗結果見表4。

表4 單軸壓縮試驗結果

從上述試驗結果可知，在相同荷載和加載速率下，單軸壓縮強度和勁度模量均隨著溫度的升高而不斷降低，且下降的幅度隨著溫度的升高不斷降低；LSPM瀝青混合料的壓縮應變隨著溫度的升高而逐漸增大，且應變變化速度隨著溫度的升高而加快。

2.2 單軸壓縮蠕變試驗

單軸壓縮蠕變試驗可較好地模擬受壓區的實際變形情況，主要用來檢驗瀝青混合料的抗永久變形性能；其試驗儀器、成型試驗尺寸、試驗溫度與單軸壓縮試驗一致，應力水平為0.1 MPa。LSPM-13瀝青混合料單軸壓縮蠕變試驗結果見表5。

表5 單軸壓縮蠕變試驗結果

由表5可知，在相同荷載作用下，隨著溫度的升高，壓縮蠕變勁度模量逐漸減小；壓縮蠕變柔量和壓縮蠕變速率隨著溫度的升高而增大。

3 結論

文章針對城市交叉口路段的交通特點及常見車轍病害，對上面層LSPM-13瀝青混合料進行混合物比例設計及性質和功能的驗證，并采用單軸壓縮試驗和單軸壓縮蠕變試驗對LSPM瀝青混合料高溫性能進行研究，結果表明:上面層采用LSPM-13可以改善路面抗車轍性能。