张厚卿  周六光   (四川四正建设工程质量检测有限公司   成都  610031)

[摘  要]  沥青路面的破坏往往是因为沥青混合料的高温稳定性较差引起的，在以往的质量控制中，受试验手段和试验方法的限制，对沥青混合料的高温稳定性的评价并未得到重视。文章从目前国内外对沥青混合料的高温稳定性的评价方法、影响因素等方面，对车辙试验进行较详细的介绍，期望在沥青路面质量控制中引起各方面的重视。

[关键词]  沥青混合料   高温稳定性   车辙   动稳定度

1、前言

由于沥青路面无接缝、施工迅速、维修方便、低噪音、行车舒适等优点，不仅公路建设中占据主导地位，而且城市道路也开始广泛地采用沥青混凝土铺筑路面，成都市近几年以来的大量市政道路建设，基本上都采用沥青混凝土路面，使得正在创建国际大都会的成都市在外在形象上得到提升，这是与我国在近年来在沥青方面的技术取得了长足的进步分不开的。举世瞩目的美国SHRP研究计划的完成，提出了新的沥青技术标准和沥青混合料配合比设计思路，是沥青路面在发展史上的一个新的里程碑，我国在沥青道路技术方面与发达国家相比，仍然有较大的差距，由于材料、施工工艺、荷载等的影响，沥青路面出现早期破坏问题也日益突出，车辙是沥青路面结构破坏的最主要形式之一，这是沥青路面的高温稳定性能较差所致，车辙问题越来越受到人们的重视。

2、沥青路面车辙的形成机理及分类

沥青路面高温稳定性习惯上是指沥青混合料在荷载作用下抵抗永久变形的能力，严格地讲，推移、捅包、搓板、泛油均属于沥青路面高温稳定性范畴。随着交通量的不断增大以及车辆行使的渠化，沥青路面在行车荷载的反复作用下，由于永久变形的积累导致路表面出现车辙，车辙致使路表过量变形，从而影响路面的平整度，轮迹处沥青变薄，削弱了面层及路面结构的整体强度，从而易于诱发其他病害，根据车辙形成原因的不同，可分为三大类型：

（1）失稳型车辙    由于沥青路面结构层在车轮荷载作用下，其内部材料的流动发生横向位移，通常发生在轮迹处，当沥青混合料的高温稳定性不足时，在外力的作用下就会产生这种车辙。

（2）结构型车辙    由于路面结构在交通荷载作用下，产生整体永久变形而形成，这种变形主要是由路基变形传递到面层而产生。

（3）磨耗型车辙    由于沥青路面结构顶层的材料在车轮磨耗和自然环境作用下持续不断的损失变形。

三种车辙类型中以失稳型车辙最严重，其次为磨耗型车辙，由于大部份沥青路面均系半刚性材料基层，结构型车辙较少产生，故一般情况下所指的车辙是失稳型车辙。

3、影响沥青路面车辙的因素

（1）集料：集料的表面越粗糙，形状越角砾状，沥青混凝土越易形成嵌挤结构，车辙就越小，集料的最大粒径也影响车辙的深度，随着最大粒径的增加，车辙深度减小。

（2）结合料：结合料（沥青材料）的劲度和粘度越大，车辙深度就越小，而随着沥青用量的增加，超过一定用量成为自由沥青时，成为集料颗粒间的润滑剂，车辙值增加。

（3）混合料：车辙试验发现，对相同级配和相同沥青用量的沥青混合料，空隙率越大，变形速率也越大，当空隙率达某一最小值后，继续减小，车辙增大。

（4）荷载：沥青混凝土路面随着荷载大小及作用次数的增加，车辙深度增加。

（5）环境条件：随着环境条件如温度、湿度的增加，车辙深度随之加大。

4、车辙试验

沥青混合料高温稳定性的评价方法有经验评述法、高温抗剪切评价、蠕变试验以及车辙试验，而车辙试验方法是目前国内外最通用的沥青混合料高温稳定性评价方法之一。

车辙试验方法最初是由英国道路研究所（TRRL）开发，由于其试验结果直观而且与沥青路面的车辙相关性甚好，很快在日本及欧州国家得到广泛应用。

4、1  试验条件及方法

沥青混合料的车辙试验是试件（300mm×300mm×50mm）在规定温度（60℃）及荷载（0.7MPa）条件下，测定试验轮往返行走所形成的车辙变形速率，以每产生1mm变形的行走次数即动稳定度表示。

4、2  试验设备

国内生产的自动车辙仪较多，我公司所使用的是国内最大生产车辙仪厂家北京今谷神箭测控技术研究所所生产的ZCZ-10型车辙仪，采用该厂生产的杠杆式CX-7成型机，该机可靠性高，操作简单方便，系统自动完成车辙曲线图。自动计算及打印车辙试验动稳定度值，通过曲线可得出任意时刻的总变形，即车辙深度值。

4、3  动稳定度计算

试验动稳定度按下式计算：

               (60-45)×N

         DS=                 × C1×C2

                 D60-D45

         式中：DS--------动稳定度，次/mm;

               D60--------试验时间为60时试件变形量，mm;

               D45--------试验时间为45时试件变形量,mm;

               N --------试验轮往返碾压速度，通常为42次/min;

               C1--------试验机修正系数;

               C2--------试件尺寸系数。

5、提高沥青混合料抗高温稳定性的措施

从影响沥青路面车辙原因及实践来看，改善沥青路面抗车辙能力从以下方面入手：

（1）集料的选用

集料的形状： 采用立方体（非扁、薄、长形）棱角状颗粒的粗集料，使混合料形成较大的内嵌锁与内摩阻能力，产生更大的力学稳定性。在石料加工设备的选用上，圆锥式破碎机与颚式破碎机相比，前者生产的物料颗粒均匀，更趋于立方体状，是路面材料的首选。

集料的耐磨性：石料的强度愈高，磨耗率就低，采用如玄武岩、花岗岩类石料优于石灰岩、砂岩类石料。

集料的级配：通过大量实验证明，采用断级配集料的沥青混合料更易形成嵌锁结构(如SMA结构)。

（2）沥青性能的改善

实验证明，改性沥青能在很大程度上提高沥青混合料的高温稳定性，在相同条件下可以使车辙试验的动稳定度值提高2到3倍以上，如SBS改性沥青混凝土。

（3）优化沥青混合料配合比

通过试验调整各种集料的比例以及最佳沥青用量，同时可掺入适量纤维，提高沥青混合料高温稳定性。

6、结束语

我国目前现行规范对沥青混合料的高温稳定性进行了严格要求，GB50092-96《沥青路面施工及验收规范》7.3.4条规定：对于高速公路、一级公路和城市快速路、主干路沥青路面的上面层和中面层的沥青混凝土混合料进行配合比设计时，应通过车辙试验对抗车辙能力进行检验。在温度60℃、轮压0.7MPa条件下进行车辙试验的动稳定度，对高速公路和城市快速路不应小于800次/mm，对一级公路及城市主干路不应小于600次/mm。

交通部颁布的JTG.F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》对沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求如下表：

气候条件与技术指标		相应于下列气候分区所要求的动稳定度（次/mm）
七月平均最高气温（℃）气候分区		＞30				20～30				＜20
		1.夏炎热区				2.夏热区				3.夏凉区
		1-1	1-2	1-3	1-4	2-1	2-2	2-3	2-4	3-2
普通沥青混合料，不小于		800		1000		600	800			600
改性沥青混合料，不小于		2400		2800		2000	2400			1800
SMA 混合料	非改性，不小于	1500
	改性，不小于	3000
OGFC混合料		1500（一般交通路段）、3000（重交通量路段）

由以上可知，新的部颁标准对沥青混合料车辙试验动稳定度要求更详细，并对改性沥青混合料、SMA混合料、OGFC混合料提出了更高的要求。

在成都市的市政建设上，目前使用SMA混合料铺筑的路面有红星路南延线、光华大道工程、高新西区工程，从车辙的试验结果来看，由于是一种新的材料，施工单位通过逐步改进，动稳定度已由原来的达不到要求到现在能够达到要求。

在沥青材料新技术的大力推广下，沥青路面的高温抗车辙能力越来越受到质监部门的重视。“百年大计，质量第一”，用先进的技术手段对其进行控制，不仅能防患病害于未然，更能提高我们的工程技术水平。

[参考文献]

[1] 张登良.沥青路面施工手册[M].人民交通出版社,2003.

[2] JTG.F40-2004公路沥青路面施工技术规范[S].人民交通出版社,2004.

[3] GB50092-96沥青路面施工及验收规范[S].中国计划出版社,1996.