李宾

（山东省公路建设(集团)有限公司）

路用沥青混合料高温性能探微

李宾

（山东省公路建设(集团)有限公司）

本文针对沥青混合料的高温特性，通过对原材料选择、混合料配比设计、施工现场控制等方面进行了较为详细的分析，从而得出不同因素对沥青混合料高温性能的影响程度，提出改善其性能的相关措施。

沥青混合料；高温性能

随着我国交通事业的飞速发展，高速公路通车里程已位于世界前列。在通车的高速公路中沥青混凝土路面占了很大的比重。部分高速公路在通车很短的时间内就出现了早期损害，造成了巨大的经济损失和较坏的社会影响，其中最主要的破坏方式是高温车辙变形。为了防止出现这种类型的车辙，如何提高混合料的高温抗车辙能力对改善路面早期病害具有决定性的意义。

1 沥青材料的高温性能

在我国大部分地区，夏季的最高气温能达到35～40℃以上，沥青路面的最高温度要比最高气温高25℃，可能达到60～65℃以上（2013年8月份在京台高速济南段上测得最高路面温度达80℃），再加上高温持续的时间长，将可能使沥青路面在重交通作用下迅速变形破坏。沥青作为粘弹性材料，在如此持续高温的条件下，沥青性能由弹性体向塑性体转化，劲度模量大幅度降低，抗变形性能急剧下降，因此高温稳定性始终是沥青路面最基本的路用性能，车辙变形仍然是沥青路面最主要的损坏形式。

因此在沥青标准中无一例外地都列入了反映沥青高温使用条件下的性能指标，这类指标通常有两个：一个是软化点，另一个是60℃粘度。

1.1 沥青的软化点及当量软化点

沥青的软化点是沥青高温稳定性的重要指标，我国长期的使用实践证明，我国众多的普通沥青软化点虽高，但高温稳定性并不好。究其原因，这是由于我国大部分沥青属于多蜡沥青，多蜡沥青软化点偏高，沥青中的蜡影响了软化点测定，使测定的软化点出现假象。由于软化点的真实性受到蜡的影响，必须对实测软化点进行修正，并提出了以修正软化点T800代替软化点的问题。

T800实际上发挥了软化点的功能，具有软化点表示沥青高温性能的全部优点，又克服了多蜡沥青的影响。最低T800值由所使用的沥青针入度（25℃）和所在地区的最小PI值按下式计算：

T800要求值=｛50×（2.9031-logP25）×(PI-10)｝/(20-PI)+25

现行规范要求的各针入度等级沥于要求的T800最小值如下表

不同标号沥青要求的T800范围：

1.2 沥青的粘度

沥青粘度与沥青路面抗车辙性能的关系：

从评价沥青路面的高温稳定性出发，沥青的60℃粘度特别受到重视。60℃粘度指标常作为反映沥青在盛夏季节沥青耐热性的指标。夏季沥青路面的温度可达50～70℃，测定60℃粘度可真实地反映路面的实际使用情况，粘度大的沥青在荷载作用下产生较小的剪切变形，弹性恢复性能好，残留的永久性塑性变形小，这就说明了抵抗车辙的本质。测定沥青粘度最基本的测流方法是毛细粘度计，但由于沥青的粘度大，因此都采用真空减压毛细管粘度计。

2 沥青混合料高温稳定性的影响因素

影响沥青混合料高温性能的因素是很多的，可归纳为内在因素和外部条件。

2.1 沥青混合料类型的影响

沥青混合料是由沥青结合料粘结矿料组成的，其高温稳定性的形成机理也来源于沥青结合料的高温粘结性和矿料级配的嵌挤作用。据国外研究得出的经典的说法是，沥青混合料的高温抗车辙能力有60%依赖于矿料级配的嵌挤作用，沥青结合料的粘结性能只能有40%的贡献。

2.2 材料

沥青混合料由沥青、集料和矿粉混合组成，一般来说，选择优质的材料，采用合适的沥青用量，进行适当的级配设计，能显著地提高沥青混合料的抗车辙能力。

沥青用量对混合料的抗车辙能力有极为明显的影响，沥青材料本身的特性对沥青混合料高温性能的影响也是不可忽视的，沥青的高温粘度越大、劲度越高、与石料的粘附性越好，相应的沥青混合料抗高温变形能力越强。通过添加合适的改性剂可大幅度提高沥青的高温粘度，从而改善沥青混合料的高温稳定性。

2.3 气候

气候条件主要包括气温、日照、热流、辐射、风、雨等，其中，除了湿度对沥青混合料高温性能的影响机理不同外，其他因素归结起来都反映在温度上，而这也是影响最为显著的因素。

2.4 荷载

交通条件对路面高温性能的影响可以归结为荷载、轮胎气压、行车速度、车流渠化等。

3 改善沥青混合料高温性能的措施

沥青混合料的高温性能受到诸多因素的影响，这些因素涉及到材料、设计、施工及气候、荷载等方面。

3.1 材料

3.1.1 集料

高质量的集料应是坚硬、安定、表面粗糙、破碎颗粒接近立方体的集料。无论粗、细集料都要对表面粗糙问题引起足够重视。因此细集料要尽量采用人工砂，填料应采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉。

3.1.2 沥青结合料

就沥青对沥青混合料高温性能的影响来说，沥青含量的影响可能比沥青本身特性的影响更重要。对于细粒式或中粒式密级配沥青混合料，适当减少沥青用量有利于抗车辙。若试验、验证结果仍不能令人满意时，可考虑在沥青中掺加改性剂来提高其抗车辙的能力。通常可采用SBS或EVA、PE等改性剂，还可以增加抗剥落剂如生石灰粉等。

3.2 设计

3.2.1 级配

集料级配对沥青混合料的高温性能也是一个重要的影响因素。适当提高混合料中粗集料的用量（不一定是最粗的部分），对改善沥青混合料的高温性能有利。对于细集料，美国Superpave混合料设计方法给出了一个限制区，规定0.3～2.36mm（或4.75mm）的范围内的集料级配线不得进入限制区，认为进入选择区的级配容易产生塑性流动。

3.2.2 混合料

在进行混合料设计时，矿粉与沥青之比不宜大于1.2。沥青混合料的设计空隙率是个非常重要又一直有严重争议的指标。沥青混合料的设计空隙率在3%—5%范围内是适宜的。它既照顾了高温性能又考虑了水稳定性，透水也不会严重，可望有较好的耐久性。

3.3 施工

沥青路面施工应针对不同的混合料采用不同的施工方法，最重要的有两点：一是施工温度，包括拌和、摊铺、压实温度，都必须严格控制；二是压实，这是沥青路面施工的最后工序，也是最重要的工序。适度的碾压能够获得最满意的效果。施工时除了必须检测压实度外，还应注意将空隙率控制在要求的范围内，必须及时现场跟踪检测。

4 结论

改善沥青混合料高温稳定性的技术措施是多种多样的，本文只提到了目前使用较为广泛、经济、方便的一种，但是无论是哪一种形式的改善措施，目的和结果应该是一样的。既提高软化点、减小针入度能有效改善沥青混合料的高温稳定抗车辙性，在抗老化、弹性恢复和施工方便（温度＞150℃时粘度降低）程度上都得到了明显的改变。其次是搞好沥青混合料的结构配合比设计，再就是施工工艺控制，这从施工过程的各项实验指标中可以明显的看出。