【摘 要】 本文對(duì)幾種瀝青混合料進(jìn)行了車轍試驗(yàn)，以評(píng)價(jià)其高溫抗車轍性能。通過試驗(yàn)研究，認(rèn)為大粒徑瀝青混合料和SMA具有較好的高溫穩(wěn)定性能，使用改性瀝青有利于提高瀝青混合料高溫抗車轍能力。

【關(guān)鍵詞】瀝青混合料 高溫穩(wěn)定性 車轍試驗(yàn)

隨著我國高等級(jí)道路建設(shè)和交通運(yùn)輸?shù)目焖侔l(fā)展，尤其車輛交通的渠化以及軸載輪壓的不斷增加，車轍成為瀝青路面使用期限內(nèi)的主要破壞形式之一。瀝青路面車轍是路面結(jié)構(gòu)各層永久變形的積累，過大的車轍對(duì)路面使用性能、行車安全和舒適均有較大影響。對(duì)于半剛性基層瀝青路面，車轍主要源于瀝青面層的永久變形。因此，研究抗車轍性能良好的瀝青混合料是減小瀝青路面車轍的重要途徑之一。

本文對(duì)多種不同類型瀝青混合料試件進(jìn)行了車轍試驗(yàn)，并在此基礎(chǔ)上，分析了影響瀝青混合料抗車轍性能的因素，以便為瀝青混合料級(jí)配和瀝青的合理選擇提供依據(jù)。

l 試驗(yàn)材料

1.1 瀝青

選用兩種瀝青，其主要技術(shù)性質(zhì)見表1。

表1 瀝青的技術(shù)性質(zhì)

項(xiàng)目

重交瀝青

SBS改性瀝青

針入度（25℃，100g，5s）1/100mm

49

53

延度（15℃），cm

>100

36

軟化點(diǎn)，℃

49

58

密度，g/cm3

1.035

1.035

1.2 集料

集料采用石灰?guī)r，粗集料表觀密度2.748 g/cm3，壓碎值14.3%；細(xì)集料表觀密度2.727 g/cm3，礦粉密度2.699 g/cm3。其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均符合要求。

1.3 瀝青混合料級(jí)配

本研究采用4種級(jí)配，如表2所示。

表2集料級(jí)配

級(jí)配類型

通過下列篩孔（方孔篩，mm）的質(zhì)量百分率%

37.5

26.5

19.0

13.2

4.75

2.36

0.6

0.3

0.15

0.075

AC—13

100

100

100

98.3

63.9

44.1

26.4

15.3

8.2

5.6

AC—20

100

100

98.5

82.9

54.7

42.6

26.1

15.3

8.2

5.6

SMA—13

100

100

100

95.0

40.0

32.0

21.3

14.5

10.9

8.5

LSM—30

100

86.9

69.8

59.3

35.3

25.6

14.4

9.2

5.6

4.4

2 最佳瀝青用量的確定

對(duì)于AC-13和AC-20，分別使用兩種瀝青，采用標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試驗(yàn)確定最佳瀝青用量；對(duì)SMA-13，采用SBS改性瀝青，以馬歇爾試驗(yàn)和流淌試驗(yàn)相結(jié)合的方法確定；LSM混合料最佳瀝青用量采用大型馬歇爾試驗(yàn)確定，同樣采用SBS改性瀝青。通過試驗(yàn)，確定的各種混合料的最佳瀝青用量見。

3 車轍試驗(yàn)

車轍試驗(yàn)較好地模擬了行車荷載作用下路面的受壓狀態(tài)，是評(píng)價(jià)瀝青混合料高溫抗車轍性能的最直觀的室內(nèi)試驗(yàn)方法。

瀝青混合料車轍試驗(yàn)是在恒溫條件下在規(guī)定尺寸的板狀壓實(shí)試件上用固定荷載和標(biāo)準(zhǔn)硬度的橡膠輪反復(fù)行走，在變形穩(wěn)定期測(cè)定其每增加永久變形 lmm的碾壓次數(shù)，即動(dòng)穩(wěn)定度（DS）試件。動(dòng)穩(wěn)定度的計(jì)算方法為：

式中：DS——瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度，次/mm；

d1——對(duì)應(yīng)于時(shí)間（一般為45min）的變形量，mm；

d2——對(duì)應(yīng)于時(shí)間（一般為 60min）的變形量，mm；

C1——試驗(yàn)機(jī)類型修正系數(shù)，曲柄連桿驅(qū)動(dòng)試件的變速行走方式為1.0，鏈驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)輪的等速方式為1.5；

C2——試件系數(shù)，試驗(yàn)室制備的寬300mm的試件為 1.0，從路面切割的寬 150mm的試件為 0.8；

N——試驗(yàn)輪往返碾壓速度，通常為42次/min。

4 試驗(yàn)結(jié)果及分析

在本研究中，車轍試驗(yàn)試件成型采用最佳瀝青用量下混合料密度為控制標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于AC-13、AC-20和SMA-13，采用 30 ×30 ×5cm試件，對(duì)于大粒徑瀝青混合料LSM-30采用 30 × 30 ×10cm試件。試驗(yàn)溫度60℃，輪壓0.7MPa。

將試件連同試模一起在恒溫室（60℃±1℃）保溫5h后，移置于輪轍試驗(yàn)機(jī)的試驗(yàn)臺(tái)上，試驗(yàn)輪在試件的中央部位，其行走方向與試件碾壓成型方向一致。開動(dòng)車轍變形自動(dòng)記錄儀，啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，使試驗(yàn)輪往返行走約lh。由車轍變形記錄儀記錄5、15、30、45、60min的試件變形量及計(jì)算的動(dòng)穩(wěn)定度。

圖1所示為6種瀝青混合料試件車轍試驗(yàn)曲線，由圖中可以看出，不同瀝青混合料車轍深度隨時(shí)間（碾壓次數(shù)）的變化趨勢(shì)有所不同，但從總的規(guī)律來看，試件的車轍深度隨輪碾次數(shù)的增加而增加，其增加速率隨輪載作用次數(shù)遞減。這主要由于瀝青混合料是一種有一定空隙率的材料，在重復(fù)荷載作用下，首先較快壓密變形，即試驗(yàn)曲線前段較陡的部分。而后變形比較平穩(wěn)，是作為彈粘塑性材料的瀝青混合料在荷載作用下產(chǎn)生的剪切流動(dòng)變形。

（l）AC-13的總變形較AC-20大，LSM混合料總變形在6種混合料中最小，說明粒徑大的瀝青混合料具有較高的抗車轍能力；

（2） 使用改性瀝青后，總車轍深度減小，AC—13和AC——20均有此規(guī)律，顯示了改性瀝青的優(yōu)越性；

（3）SMA瀝青混合料由于形成骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)，抗車轍能力也較強(qiáng)。

然而，以動(dòng)穩(wěn)定度作為指標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果和總變形量的評(píng)價(jià)結(jié)果可能有很大不同，如 AC-13的總變形量較AC-20大，但動(dòng)穩(wěn)定度卻比AC-20大。這主要由于動(dòng)穩(wěn)定度的計(jì)算僅考慮了45min 到60min的變形量，即為變形穩(wěn)定后的變形速率，對(duì)前期變形未予考慮。而采用總變形量可能更直觀一些。

5 結(jié)束語

不同瀝青混合料車轍試驗(yàn)表明：

（1）AC-20與AC一13相比粒徑大的瀝青混合料具有較高的抗車轍能力；

（2）使用改性瀝青有利于提高瀝青混合料高溫抗車轍能力；

（3）SMA瀝青混合料由于形成骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)，抗車轍能力也較強(qiáng)；

（4）以動(dòng)穩(wěn)定度作為指標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果和總變形量的評(píng)價(jià)結(jié)果可能有很大不同，采用總變形量更直觀一些。

參考文獻(xiàn)：

[1]公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程（JTJ052-2000）.北京：人民交通出版社，2000

[2]瀝青與瀝青混合料.北京：人民交通出版社，1993.