雷明臣

(黑龍江省公路勘察設(shè)計(jì)院，黑龍江 哈爾濱 150080)

瀝青混合料抗車轍性能的評(píng)價(jià)分析

雷明臣

(黑龍江省公路勘察設(shè)計(jì)院，黑龍江 哈爾濱 150080)

通過對(duì)同種級(jí)配不同種類瀝青生產(chǎn)的瀝青混合料，不同試驗(yàn)溫度下瀝青混合料的抗車轍能力，不同配合比設(shè)計(jì)方法生產(chǎn)的瀝青混合料對(duì)路面高溫抗車轍能力的評(píng)價(jià)分析，科學(xué)的提出改善和提高瀝青混合料抗車轍性能的注意事項(xiàng)和影響因素。

混合料；車轍；溫度；瀝青

瀝青混凝土是通過瀝青作為膠結(jié)材料，將粗集料、細(xì)集料和礦粉等多種石質(zhì)材料按照一定的比例，組合形成的一種具有優(yōu)良的路用性能的混合料。根據(jù)河北省近年來的研究成果，選取不同瀝青品種、瀝青混合料孔隙率、細(xì)骨料種類、不同瀝青用量等方面，除了礦料本身的性質(zhì)，瀝青混合料在設(shè)計(jì)中所采用的細(xì)骨料種類、用油量，在施工中的壓實(shí)度控制(孔隙率)等，對(duì)瀝青混合料的抗高溫性能具有很大的影響。

1 同種級(jí)配不同種類瀝青在不同溫度下的抗車轍表現(xiàn)

由于國內(nèi)特殊的交通組成結(jié)構(gòu)和氣候條件，重車多且超載多，夏季氣候炎熱，尤其是超載車輛及極端氣溫的綜合作用，瀝青混凝土路面的車轍病害日趨嚴(yán)重。改性瀝青作為目前高等級(jí)公路尤其是高速公路瀝青面層中廣泛應(yīng)用的瀝青材料，能夠極大的提高瀝青混合料的路用性能。通過對(duì)兩種瀝青：一種是重交道路70#瀝青，另外一種是SBS改性瀝青，重交道路70#瀝青軟化點(diǎn)為49 ℃，SBS改性瀝青的軟化點(diǎn)為72 ℃，分別進(jìn)行不同溫度的車轍試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 同種級(jí)配不同瀝青的車轍試驗(yàn)結(jié)果

由表1中數(shù)據(jù)可知，瀝青混合料車轍性能指標(biāo)隨著溫度的上升呈下降趨勢(shì)，但是，在某一溫度范圍內(nèi)動(dòng)穩(wěn)定度下降不多，這一溫度可以稱之為瀝青混合料的臨界溫度。通過試驗(yàn)結(jié)果可知，一般重交道路瀝青和改性瀝青混合料的溫度超過55 ℃和65 ℃時(shí)，混合料的抗車轍檢測(cè)結(jié)果下降很快，因此我們?cè)谶x擇瀝青時(shí)，還應(yīng)該根據(jù)實(shí)體工程所處的環(huán)境選擇瀝青，使設(shè)計(jì)的瀝青混合料的臨界溫度不能低于路面所在地區(qū)的實(shí)際溫度。

2 不同瀝青混合料在不同溫度下抗車轍能力的表現(xiàn)

根據(jù)石家莊地區(qū)10組高速公路路面養(yǎng)護(hù)工程中的使用的SBS改性瀝青混合料60 ℃動(dòng)穩(wěn)定度和65 ℃進(jìn)行了對(duì)比發(fā)現(xiàn)，動(dòng)穩(wěn)定度指標(biāo)隨著試驗(yàn)溫度的增加呈下降的趨勢(shì)，但下降幅度差異很大。見表2。

表2 不同級(jí)配及不同瀝青在不同溫度

瀝青混合料60 ℃動(dòng)穩(wěn)定度和65 ℃動(dòng)穩(wěn)定度的試驗(yàn)結(jié)果并不存在完全一致的趨勢(shì)。比如2#瀝青混合料60 ℃動(dòng)穩(wěn)定度基本相同，但是65 ℃動(dòng)穩(wěn)定度卻相差了1 700次/mm；再比如6#和7#混合料，6#混合料60 ℃動(dòng)穩(wěn)定度比7#混合料要高出1 000次/mm，但是65 ℃的動(dòng)穩(wěn)定度反而7#混合料比6#混合料高出400次/mm。因此對(duì)于動(dòng)穩(wěn)定度指標(biāo)來說，60 ℃動(dòng)穩(wěn)定度指標(biāo)表現(xiàn)好，并不能說明在稍微提高溫度以后也表現(xiàn)出良好的抗車轍性能。

河北南部的一些地區(qū)，夏季溫度較高，并且高溫天氣持續(xù)的時(shí)間比較長(zhǎng)，路表溫度往往超過65 ℃，在持續(xù)高溫的幾天時(shí)間內(nèi)，路面就出現(xiàn)了嚴(yán)重的車轍，但是60 ℃動(dòng)穩(wěn)定度指標(biāo)表現(xiàn)的非常好，從這一個(gè)事實(shí)就可以說明在室內(nèi)進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定度試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)溫度應(yīng)該考慮路面夏季實(shí)際溫度，在河北南部地區(qū)應(yīng)該考慮進(jìn)行65 ℃動(dòng)穩(wěn)定度試驗(yàn)。通過對(duì)石家莊地區(qū)的瀝青混合料的長(zhǎng)期跟蹤調(diào)研認(rèn)為，炎熱地區(qū)重載交通條件下，改性瀝青混合料65 ℃動(dòng)穩(wěn)定度指標(biāo)不小于3 000次/mm為宜。

3 不同配合比設(shè)計(jì)方法生產(chǎn)的瀝青混合料的抗車轍性能

河北省廣泛應(yīng)用的混合料設(shè)計(jì)方法主要是馬歇爾法和GTM法。雖然兩種混合配合比設(shè)計(jì)方法的原理、設(shè)備和評(píng)價(jià)體系等均存在較大差異，但其對(duì)生產(chǎn)出的瀝青混合料路用性能卻殊途同歸，為了達(dá)到相同的目的。試驗(yàn)表明，GTM 法生產(chǎn)的瀝青混合料，抗車轍能力更加優(yōu)異。同時(shí)通過增加試驗(yàn)的設(shè)計(jì)壓強(qiáng)，高溫抗車轍能力逐步加強(qiáng)。

我國瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范中規(guī)定，對(duì)于重載交通，在設(shè)計(jì)的最佳油石比基礎(chǔ)上減少0.3%，以此瀝青用量作為設(shè)計(jì)瀝青用量。根據(jù)試驗(yàn)檢測(cè)可知，同等條件下重載交通控制指標(biāo)設(shè)計(jì)的油石比和一般設(shè)計(jì)油石比的瀝青混合料在0.7 MPa輪壓下，車轍次數(shù)基本上約提高20%～30%。在施工現(xiàn)場(chǎng)不少單位的實(shí)際瀝青用量均有所降低，甚至降低0.5%，經(jīng)幾年使用路面表現(xiàn)出良好的高溫使用性能。

車輛荷載的大小對(duì)于瀝青路面的高溫抗車轍能力的影響也是非常明顯的，特別是重載車和超載車對(duì)瀝青路面的影響更大。隨著車轍試驗(yàn)輪壓與車轍次數(shù)并不是直接的線性關(guān)系，隨著輪壓的增加，車轍次數(shù)下降速度加快。通過兩種配合比設(shè)計(jì)方法生產(chǎn)的混合料在60 ℃時(shí)車轍試驗(yàn)結(jié)果對(duì)上述分析是吻合的。

表3 不同方法設(shè)計(jì)的瀝青混合料

4 結(jié) 語

為保證瀝青混合料具有優(yōu)良的抗車轍性能，在選擇瀝青時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)體工程所處的環(huán)境選擇瀝青，使設(shè)計(jì)的瀝青混合料的臨界溫度不能低于路面所在地區(qū)的實(shí)際溫度。

在夏季高溫地區(qū)的瀝青混合料進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)室時(shí)，試驗(yàn)溫度應(yīng)該考慮路面夏季實(shí)際溫度，如在河北南部地區(qū)應(yīng)該考慮進(jìn)行65 ℃動(dòng)穩(wěn)定度試驗(yàn)。

GTM 法設(shè)計(jì)的瀝青混合料與馬歇爾法相比，具有較高的抗車轍能力，并且隨著試驗(yàn)設(shè)計(jì)壓強(qiáng)的增加，高溫抗車轍能力增強(qiáng)。對(duì)于重載交通，適當(dāng)降低瀝青用量，可以大幅提高瀝青路面的抗車轍性能。

[1] 劉愛輝.影響瀝青路面抗高溫車轍能力的指標(biāo)[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2010，(8)：160-162.

The evaluation and analysis of asphalt mixture rut resistance

LEI Ming-chen

(Heilongjiang Highway Survey and Design Institute,Harbin,Heilongjiang 150080,China)

By the same kind of grading different types of asphalt bitumen production, under different test temperature asphalt mixture rutting resistance, with different mix design methods asphalt mixture for high-temperature pavement rutting resistance evaluation and analysis, scientifically proposes improved and enhanced the considerations and factors which influence asphalt mixture rut resistance.

mixture; rut; temperature; asphalt

2015-08-24

雷明臣 (1972-)，男，本科，從事交通工程勘察設(shè)計(jì)工作。

U416.217

C

1008-3383(2016)02-0008-02