瀝青混合料高溫性能對瀝青路面的影響及處治措施

呂效偉

（甘肅新科建工監理咨詢有限公司，甘肅蘭州 730000）

0 前言

目前，國內公路瀝青路面的高溫抗車轍性能差是公路病害的主要表現形式，通過車轍試驗可以評估瀝青混合料的高溫穩定性。以AC-16C 粗集料的含量、油石比、粉膠比，進行合理地配比設計，改善了混合料的高溫穩定性。對瀝青混合料的種類、密度、添加劑抗車轍能力等進行了較為全面的探討，提出了采用GTM 法進行瀝青混合料配方設計的實驗方案。

1 原材料性質分析

選用I-D 型SBS、AH-70 型重交型瀝青，其主要成分是玄武巖、石灰巖。其主要原料滿足JTGF40-2004《公路瀝青路面施工技術規范》。為保證試驗的準確性，對所用的骨料按照顆粒尺寸分級篩選，然后進行回配。

2 設計級配與特點

在AC-16 級配中，粗集料與細集料按4.75mm 的篩孔進行分級。在分析粗集料的溫度穩定性時，僅考慮了4.75mm 的通過率對高溫穩定性的影響。4.75mm 的通過率在規范的允許范圍之內，形成4 個等級[1]。而影響瀝青混合料高溫特性的因素，實際上是4.75mm的改變，也就是粗骨料的含量。

為考察粉膠比變化對高溫穩定性的影響，固定4.75mm 通過率為41.7%，油石比4.5%，調整0.075mm通過率，相應變化細集料用量，得到不同粉膠比的瀝青混合料。

3 高溫穩定性影響因素研究

3.1 膠結料品種的影響

瀝青粘合劑自身的種類對高溫抗車轍性能的影響測試結果見表1。

表1 瀝青混合料品種對高溫抗車轍能力影響數據

從表1內容中可以看出，瀝青自身的膠結性能對于穩定度的影響十分顯著，在使用改性瀝青過程中，如果其黏度較大，那么，通過率為4.75mm 的瀝青混合料，其動態穩定性可提高7～10 倍。這一效應遠大于粗集料的用量對動穩性的影響。因此，從這一點上可以看出，提高瀝青粘合料的粘性，可以極大地提高混合料的動態穩定性，降低車輛的車轍深度。采用高粘度的改性瀝青，可以有效地預防高溫車轍，改善瀝青混合料抗車轍性能。從表1中可以看出，不管是改性瀝青還是普通瀝青，均以最大的動態穩定性和最小的車轍深度為目標，以4.75mm 的粗集料通過率37.5%為最優。結合料的種類變化不會影響這一定律。

3.2 混合料密度的影響

將GTM 和馬歇爾密度的計算方法相聯系，采用兩種不同的密度條件下，進行了不同等級、不同比例的瀝青混合料，同時測定了在測試結束后的轍槽處的相對密度。

由不同密度車轍試件的動穩定度試驗結果分析如下：

（1）GTM 是美國工程機械師為了解決飛機跑道的損壞而研制的一種新型的機械設備，它是一種用于理論研究和工程實踐的工具。GTM 在選擇最優瀝青摻量時，通過對不同耗油量的實驗，繪制出與試驗值之間的對應關系，從而確定了設計密度和最佳配比。GTM 的密度是馬歇爾密度1.01-1.02，即相對于GTM 的密度，和馬歇爾的密度相比較；現場壓實效果好，可提高1～2%的強度。

（2）馬歇爾密度成形后，車轍溝區的相對密度比1.01～1.02，說明馬歇爾密度較低，車輪碾壓使瀝青混合料發生致密，形成了壓密型車轍。采用GTM 法成形后，在車轍溝道處，其相對密度與其相對密度大致相同。尤其是馬歇爾密度道岔，其密度與GTM 密度基本相同[2]。結果表明，采用GTM工藝可以有效地避免瀝青路面的再壓密而產生壓密型車轍。

（3）采用動態穩定DS 作為準則，密度的改變對瀝青混合料的高溫穩定性有很大的影響；在相同的等級或相同的粉膠比條件下，GTM 的動態穩定性是馬歇爾密度的1.4～1.5 倍。試驗結果表明，采用目前的碾壓設備可以有效地改善瀝青路面的抗車轍性能；通過科學的碾壓技術，可以使瀝青混凝土的密度達到98%以上。這是預防瀝青路面過早失效的關鍵。

4 結論及討論

（1）由以上實驗結果可知，不是粗骨料較多的路面，其高溫抗車轍能力較好，而以大動穩性、小車轍變形為目標，以瀝青混合料本身的粗集料為最佳選擇；這種摻合料既能保證粗集料的骨架，又能使細集料的粘結力得到增強，進而改善其整體強度，從而達到最大限度的提高瀝青混凝土的整體強度，促進路面的抗車轍能力達到最優化[3]。因此，結合本次研究結果，為了提升瀝青路面的高溫抗車轍能力，建議AC-16 型瀝青混合料粗集料含量為57%～67%，粉膠比1.2～1.6。

（2）不同類型、不同密度的膠結劑對瀝青混合料抗車轍性能的影響較大。研究發現，在高粘度的改性瀝青中，其動態穩定性可提高7 倍以上。在GTM密度條件下，其抗車轍性能比馬歇爾提高1.4 倍；因此，采用高粘度改性瀝青，并以GTM 作為參考密度，對道路的抗壓強度進行了研究，可以顯著提高路面的高溫抗車轍能力。

（3）為提高瀝青路面的抗車轍性能，本文建議根據原始所推薦的粉膠比和粗集料含量實際情況，提出采用改性瀝青作為主要黏合劑，并以GTM 密度為控制指標，提高瀝青的抗車轍性能。

5 結語

結合本文研究結果，為了全面提升目前瀝青路面的抗車轍能力，可根據推薦的瀝青混合料的改性瀝青使用，調節好適合的密度和膠結料配比，達到作業目標，實現瀝青路面功能穩定性設計目標，保障車輛和行人的出行安全。