山西省公路局运城分局 山西运城 044000
摘要：很多路面在使用一段时间之后都会产生车辙印等诸多质量问题，这些问题严重影响路面的正常使用。以沥青路面的抗车辙性为题，从车辙印的定义进行分析，在常见的影响沥青路面抗车辙性的因素中进行分析，试图找到若干能够帮助城市建设者和管理者提高沥青路面抗车辙性能的对策。
关键词：沥青路面；高温车辙；影响因素
引言
车辙的危害体现在两个方面,一是影响行车舒适性,二是对交通安全构成威胁。影响沥青混合料高温稳定性的因素是多方面的,包括测试方法、材料因素、环境因素等,要控制好车辙的发生,需要多方面因素综合考虑,抓住主要矛盾,使车辙得到控制。
一、高温稳定性的影响因素
1.1沥青原材对高温稳定性的影响
沥青材料本身的特性对沥青混合料高温性能产生较大的影响，沥青的高温性能主要指标是软化点。从沥青的性能上来讲，沥青的高温粘度越大，软化点越高，沥青就越容易与集料粘附，沥青与集料之间的粘结力就越大，沥青混合料的高温稳定性就越好。特别是改性剂或者抗车辙剂会显著提高沥青的高温粘度，改善沥青混合料的高温性能。对于基质沥青而言，宜选用70号或者50号A级沥青，并在软化点指标要求上有所提高。对于改性沥青，在高温地区，建议选用I-D型改性沥青，软化点指标提高到75℃以上，运动粘度建议在1～3Pa•s之间，以避免沥青运动粘度过低造成沥青与矿料之间粘结力不足影响沥青混合料高温性能。
1.2集料性能对高温稳定性的影响
集料本身的属性会对沥青混合料的高温性能产生很大的影响，不同类型的石料对混合料性能影响很大。对于普通沥青混合料，无论级配做如何调整，石灰岩沥青混合料的动稳定度很难达到1000次/mm以上，而玄武岩或辉绿岩沥青混合料则一般都能1200次/mm以上。对于改性沥青混合料，石灰岩沥青混合料动稳定度一般在4000～5000次/mm，而玄武岩或辉绿岩沥青混合料一般都在5000次/mm以上，这是由集料的本身特性决定的。另外集料的针片状、洁净程度也会对车辙产生影响。当集料原材为玄武岩或者辉绿岩时，普通沥青混合料可增加为不小于1200次/mm，改性沥青混合料可要求5000次/mm以上。
1.3级配对高温稳定性的影响
级配曲线决定着混合料结构，也对沥青混合料的高温稳定性产生较大的影响，通常认为，级配曲线越较粗提高沥青混合料的抗车辙能力，其实这种说法有些片面。混合料级配过粗，容易造成各档料颗粒之间无法形成嵌挤结构，导致颗粒间没有足够的接触点，反而降低了沥青混合料的高温稳定性。另外，混合料越粗，施工现场越难以控制，容易造成现场离析，反而更容易出现车辙，因此，在不产生路面离析的前提下，可适当调粗级配曲线，以提高其高温稳定性。
1.4沥青用量对高温稳定性的影响
沥青用量的大小对沥青混合料的动稳定度也有显著的影响，通常情况下，沥青用量与混合料的动稳定度会呈现反比的趋势。因此，我国《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40－2004)规定，在配合比设计过程中，对于夏季炎热高温地区，沥青用量可在配合比设计的最佳沥青用量下减少0.3%，这样给出来的沥青用量经工程实践证明往往是符合要求的。但是，也要根据沥青混合料的性能验证试验结果来决定，如果减少0.3%沥青用量后，沥青混合料虽然高温性能得到提高，但其水稳定或其他指标不能符合规范要求，则不能贸然的降低沥青用量。同时降低沥青用量也提高了沥青路面的碾压要求，增加了施工难度。
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1.5施工工艺对高温稳定性的影响
沥青路面施工工艺的要求除了要求按照规范进行沥青混合料施工外，着重强调以下3个方面:一个是沥青混合料施工温度，包括拌合温度、摊铺温度、压实温度等，沥青是一种温度敏感性材料，其温度的高低直接影响到沥青混合料的粘结力，从而影响到沥青混合料的抗车辙能力。二是控制混合料离析。混合料离析会使路面产生粗细料不均匀的现象，使好的混合料配合比设计不能应用在路面上，造成同一横断面不同位置承载能力不一致，容易形成车辙。三是控制好现场压实，这是最重要的工序和提高高温稳定性的措施。在高温多雨地区，路面空隙率不宜过小，空隙率太低高温时膨胀的沥青无处可去，只能渗到路面表面，引起路面泛油，路面承载能力下降引起车辙等病害。按照规范要求，沥青混合料的设计空隙率一般为3%～5%，对于高温地区，建议设计空隙率为4%～5%，现场空隙率不宜小于4%。
二、水稳定性的影响因素
通过对高温地区路面病害调查发现，路面病害类型以车辙和路面水损害为主，占路面病害90%以上，而路面水损害的比例要大于车辙。
2.1沥青对水稳定性的影响
沥青的粘度对黏附性及浸水马歇尔、冻融劈裂等指标有着很大的影响，粘性大的沥青具有较好的润湿性能与集料形成良好的结合。通常情况下，掺加聚合物改性剂对提高水稳定性有一定的效果，如果改性沥青混合料出现水稳定性不足的情况，加入适宜的抗剥落剂则能取得明显的效果。
2.2集料对水稳定性的影响
集料对黏附性的影响主要体现在集料本身的性质和洁净程度上，酸性材料硅质含量高，对水的吸附能力大，黏附性差，相反，碱性石料硅质含量低，对水的吸附能力小，黏附性好。集料表面泥土、粉尘会形成隔离剂，遇水后成泥水，也会影响到黏附性。因此，在石料选择上，应选择洁净、硅质含量低的憎水性集料。另外，集料的吸水率也会对沥青混合料的水稳定性产生影响。吸水率小的石料不能形成粗糙的表面，沥青不能吸入矿料，沥青膜偏薄，对沥青混合料强度形成不利。吸水率大的石料会吸入部分沥青，反而有较好的水稳定性。但是这并不意味着吸水率越大越好，吸水率大的集料会造成沥青用量过多，不经济而且影响其耐久性。因此，我国规范对集料的吸水率也有严格的要求，集料吸水率不宜大于2%。
2.3级配对水稳定性的影响
级配的粗细对沥青混合料水稳定性的影响不大，但必须保证级配曲线成连续密实性结构，一旦无法形成密实结构，水稳定性则会下降明显。另外，矿粉的用量也会对水稳定性产生较大的影响，沥青混合料中0.075mm以下颗粒中矿粉含量越高，水稳定性越好，因此，在沥青混合料生产过程中，应保持良好的除尘效果，尽可能的减少0.075mm以下粉尘含量。
2.4沥青用量对水稳定性的影响
沥青用量增加，易在沥青混合料表面形成较厚的沥青膜厚度，对水稳定性的性能有很大的提高，一般情况下，在多雨地区进行沥青配合比设计，沥青膜厚度应该在7μm以上。但沥青用量的增加不利于其高温性能，因此沥青用量应该控制在合理的范围内。通常情况下，在高温多雨地区，综合高温稳定性和水稳定性，沥青用量可在配合比设计的最佳沥青用量下减少0.1%～0.2%。
2.5施工工艺对水稳定性的影响
路面现场应尽量避免有水分进入沥青混合料内部对结构造成破坏。路面现场质量对水稳定性的影响最大的指标一个是空隙率，一个是渗水系数。需要从以下三方面着重控制:一是施工温度，施工温度过低，混合料难以碾压，造成混合料空隙较多，水容易渗入，施工温度过高，沥青在施工过程中有个老化过程，会影响路面的耐久性。二是控制压实，工程实际表明，现场空隙率在7%左右时，渗水系数明显增大，易发生水损害。因此，在施工中，建议将空隙率控制在6%以下。三是要控制离析，一旦发生离析，在粗集料聚集处渗水系数会显著增大，造成局部水损害，在路面施工控制过程中，下面层渗水系数宜控制在120mL/min以内，中、上面层宜在80mL/min以内。
三、结束语
沥青路面的高温稳定性是受多方面因素影响的, 应该选择针入度指数大、软化点高的沥青;沥青用量不能过少, 但也不能超过最佳沥青用量。沥青路面在使用过程中产生一定的车辙是不可避免的, 需要我们解决好的是如何控制使其发生在比较小的程度。
参考文献：
[1]栗培龙,舒延俊,张争奇.沥青路面车辙变形特性及其影响因素分析[J].路基工程,2011(03):37-40.
[2]杨博. 基于有限元方法的沥青路面车辙影响因素分析及其应用研究[D].长安大学,2010.
论文作者:鲁爱军
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年1期
论文发表时间:2019/5/6
标签：沥青论文; 车辙论文; 稳定性论文; 高温论文; 用量论文; 路面论文; 吸水率论文; 《建筑学研究前沿》2019年1期论文;