瀝青混合料抗轍能力影響分析

摘 要： 文章從道路建筑材料、道路結構設計、瀝青混合料性能設計、道路施工方面對瀝青混合料抗轍能力進行了分析。

關鍵詞： 瀝青混合料;質量;路面結構

一、 引言

瀝青路面車轍形成的瀝青路面流動變形是當今瀝青路面破壞的第一現象。據國際上統計，瀝青路面的養護費用的80 % 用于車轍作用的維修。在我國引起車轍問題的原因有以下幾個方面：第一，持續時間長的高溫天氣;第二，重載車輛的日益增多及其難以根治;第三，道路建筑材料及其質量的不確定性;第四，道路結構的局限性;第五，瀝青混合料性能設計的不統一性;第六，道路施工的變異性。

基于溫度氣候的非人力即時可改變和重載車輛與現代社會經濟發展的不和諧，作為道路施工管理工程師可能去解決車轍的角度是從以下這四個方面著手。

二、 道路建筑材料的質量亟待規范改觀

瀝青路面建設的主要原材料瀝青質量良莠不齊是造成路面車轍損害的重要原因之一，這在使用桶裝瀝青的高速公路瀝青路面工程中反映得更加顯著。由于近幾年國際原油價格的不穩定性，瀝青招標采購制度的缺陷和瀝青經銷商的唯利是圖，相當一部分進口桶裝瀝青質量不達標卻混入到了高速公路建設中來。這集中反映在瀝青針入度偏大，

瀝青60C黏度偏低等指標上。

碎石材料生產的不規范有時也能成為路面車轍損害的原因之一。有許多采用二級反擊破生產碎石的廠家生產的碎石棱角性太少，從而造成混合料礦料嵌擠結構的破壞，以致在路面通車不久就產生結構流動性破壞。

因此，加強管理，從源頭控制原材料質量是減少車轍損害最基本的手段。

三、 改進路面結構設計，應用先進的路面結構形式

多年來，道路結構設計局限于半剛性基層+18cm厚瀝青混凝土形式。通常在瀝青路面結構的設計中考慮到三層瀝青混凝土結構的粘聯性將全部的瀝青混凝土視為比較標準的彈性體系而成為一個連續的界面條件，在此時它的層間剪應力是很小的。基于這種設計結構和比較一般的施工工作水平在實際的建成路面使用過程中，這種理想狀態下的連續界面很快被破壞而在瀝青結構層間產生滑動破壞，更主要的破壞產生在了應力集中的底面層和半剛性基層間，剪應力急劇增大產生了滑動破壞。柔性基層的出現從一定程度上能夠較好的改變這種現象。在超載情況下瀝青結構層中的剪應力逐漸增大，其剪應力峰值也在向瀝青結構層的深處轉移，在底面層和柔性基層間產生了較好的應力擴散，從而在各結構層間保持了較好的連續界面。瀝青混合料的內部組成結構是影響瀝青路面高溫穩定性的主要原因之一。

四、 瀝青混合料的性能需要進行優化設計

確保瀝青混合料在微觀條件下的合理性瀝青混合料路面層涌過集料顆粒間的接觸以及膠結料的勁度抵抗混合料的蠕變流動，將荷載從表面傳遞到下臥層。故而，如果要達到足夠的抗車轍性能，在層內一定要形成高度的抗剪切力量。必須具有這樣高度的抗剪切力才可以防止重車作用下的車轍變形。在較好的瀝青材料條件下，礦料的級配構成、粉膠比（相關瀝青膜的厚度）、混合料的空隙率、密度無疑是直接影響瀝青混合料性能的重要指標。近年來各地開始使用s型級配進行礦料級配的設計，取得了良好的使用效果，所謂S型級配是指在整個的級配曲線中靠近最大粒徑的粗集料以及細集料適當少用，增加中間檔料一種級配形式，它的特征是即使在相當的高溫條件下，重型震動壓路機碾壓都不容易產生混合料的推擠和擁包現象，這一點與SMA的特征相近。

從比較表可以看出S型級配有著良好的動穩定度性能。在配合比的比選過程中我們設計使得4.75mm通過率有著較大的差異。在AC-25I型級配中P4.75mm=39 % ，AC-25S型級配中P4.75mm=33.2 % ，針對AC-25I型的混合料可以看出車轍試驗也都滿足規范大于1000次/mm的要求，但是粉膠比較高，超出了現行規范的范圍，如果將粉膠比的數值調下來，就立即出現車轍不合格的情況。AC-25S型級配有著均勻的施工性能，不容易產生離析，可能會對壓實造成比較微小的影響，但是這恰恰能夠反映出這種S型級配的特點，一旦壓實以后就能夠產生良好的路用性能;而AC-25I型的級配雖然也有滿足規范要求的抗車轍能力，但是由于較高的粉膠比、較細的級配，這都會給施工帶來負面的影響，同時也不會有良好的路面使用性能。瀝青用量是影響高溫穩定性的最重要因素之一。

五、 施工變異性也是產生車轍的影響因素

施工的變異性集中表現在瀝青用量的控制、級配的控制、現場的壓實三方面。根據蠕變勁度模量與瀝青用量的關系，隨瀝青用量的增加，混合料的蠕變勁度模量也將迅速下降。瀝青混合料的級配控制是施工過程控制的重點，級配的良好與否直接影響混合料的各項技術指標以及路用性能，不好的級配不能夠在混合料的內部形成積極有效的礦料嵌擠結構，從而亦不能形成較強的抵抗車轍能力。現場壓實施工班組與試驗檢測機構的密切配合是至關重要的，認真控制壓實質量是現場施工人員的頭等大事。在現行新技術地S型級配設計中，由于設計結構的特點規定在預計有可能產生車轍變形的路段，宜將室內設計空隙率適當提高到4 % ～6 % 范圍內，以減少瀝青用量，然后在施工時加強碾壓，將增大的1 % 的空隙率再壓回去，這就要求現場施工班組采用合理而認真的碾壓工藝以提高壓實度。

六、 結語

以上從道路建筑材料、道路結構的設計、混合料的結構設計、施工控制角度對車轍流變變形預防方法進行了初探，要從根本上徹底消除車轍損害，無非是消除超載現象，我國目前已經對高速公路采用了按車型收費制度，各交通管理部門也對超載現象加強了管理。道路設計、施工工程師從自身角度出發，減少瀝青路面車轍損害的責任仍然任重而道遠。

作者簡介：? 谷楓，江蘇省交通工程集團有限公司。