溫抗劑在高速公路車轍病害中的應用

車轍病害是瀝青混凝土路麵的早期主要病害，由於其維修周期長，維修費用高，往往影響正常交通運輸。盡管車轍產生的原因是多方麵的，如內部的因素：瀝青種類和性質、集料的形狀及表麵紋理、瀝青用量、礦料級配、粉膠比、瀝青混合料殘留空隙率等方麵；外部因素如：持續的極端高溫、重荷載、車流量、路麵坡度等。但高速公路渠化交通的特點，車轍現象更為普遍和嚴重。
 1、高速公路車轍形成的幾個主要原因
    通過現場調查並進行路麵鑽芯和切割取樣分析，綜合室內試驗結果分析得出車轍產生的原因。

   （1）高溫對車轍的影響：荷載和溫度是高速公路路麵產生車轍的兩個重要因素，路麵車轍的發展過程實際上是瀝青混合料在高溫下的蠕變過程。溫度越高，瀝青混合料的勁度模量越低，抗車轍能力越小。

    通過調查發現高速公路車轍的產生一般發生在每年的7、8月份中，尤其是連續兩三天內出現高溫天氣時，車轍很容易出現。持續高溫使得路麵積聚的熱量不能很快的釋放出去，瀝青混合料在持續高溫環境下，粘聚力降低，抗剪強度降低導致了路麵的破損。這種情況在北方尤其顯著。因為北方降雨量次明顯偏少，持續高溫現象嚴重，車轍同樣是高溫的天氣，在廣東等地車轍卻出現很少，究其原因是因為南方的雨水較多，對路麵起到了降溫的作用。

（2）軸載荷和車流量對車轍的影響：同軸載作用下瀝青層內剪應力理論研究表明：車轍產生的主要原因之一是在車輪豎向和水平荷載作用下，瀝青層內產生剪應力，致使瀝青混合料產生剪切變形，不可恢複變形的不斷累積形成車轍。

實驗表明，隨著車轍試驗的輪壓增大時，車轍次數降低，但是輪壓與車轍次數並不是簡單的線形關係，隻是隨著輪壓的增加，車轍次數下降速度加快，當輪壓小於設計壓強時，車轍次數大幅提升。

（3）渠化交通的影響：高速公路渠化交通是產生車轍並進一步加劇的一個重要因素。車轍形成因素的幾個外因中，按照分析及實際觀測，溫度與荷載影響最大，車速與交通渠化對車轍的影響位於其次。對於高速公路而言，渠化交通的特征，是導致車轍嚴重的重要原因。

高速公路車轍路麵檢測   

預防車轍：提高混合料動穩定度

     為研究荷載對動穩定度的量化性影響，選取一種瀝青混合料AC-161，分別進行0.7Mpa、0.9Mpa、1.1Mpa三種壓力下的車轍試驗，發現在標準溫度60°C下動穩定度與輪壓成指數關係，1054，801和634；荷載對動穩定度的影響是非常大的。當荷載由0.7Mpa增加到1.1Mpa時，動穩定度幾乎要降低一倍，按現在標準軸載設計的路麵在重載車作用下，瀝青混合料抗剪強度遠遠超過允許值，造成路麵車轍。

因此，在既定的溫度、軸載荷條件下，提高路麵的抗車轍能力，就是要提高混合料的動穩定度。

3、溫抗1號抗車轍劑對瀝青混合料性能及拌和溫度影響

溫抗1號抗車轍劑（簡稱溫抗劑）是一種提高混合料動穩定度，改善其高溫性能的抗車轍劑。將溫抗劑按不同比例（分別為瀝青混合料質量的3‰、4‰和5‰）摻加到AC-20瀝青混合料中，其中混合料拌和溫度160℃，擊實溫度采用140℃條件下進行了瀝青混合料高溫性能試驗，試驗結果見表1。

表1 兩種瀝青混合料動穩定度對比

由表1可以看出，在瀝青混合料相同拌和溫度下，基準普通瀝青混合料140℃成型溫度下的動穩定度在1300以下，而添加3‰WK-I號抗車轍劑後，瀝青混合料在130℃成型溫度條件下，其動穩定度超過3000以上，完全滿足現行《公路瀝青路麵施工技術規範》要求。不同摻量下瀝青混合料動穩定度增長見圖1。

圖1不同摻量下瀝青混合料動穩定度

由上圖可以看出，瀝青混合料隨溫抗1號抗車轍劑的增加而逐漸增加，3‰摻量下，瀝青混合料動穩定度已超過3000以上，當摻量達到5‰時，動穩定度超過6000，是基準瀝青混合料的4.8倍以上，增長效果顯著。

添加溫抗1號抗車轍劑後，瀝青混合料與普通瀝青混合料相比，二者各項生產及施工溫度非常接近，添加溫抗1號抗車轍劑後瀝青混合料碾壓溫度甚至低於普通瀝青混合料，但是混合料性能尤其是高溫性能增加非常明顯，與普通瀝青混合料相比，添加3‰新型抗車轍劑後，瀝青混合料動穩定度可以高達3000以上，為普通瀝青混合料動穩定度的2.6倍，完全滿足現行《公路瀝青路麵施工技術規範》要求。

與其他常規抗車轍劑相比，溫抗1號抗車轍劑則可以大幅降低拌和及施工溫度，表2為溫抗1號抗車轍劑與國外抗車轍劑拌和及施工溫度對比（國內多數抗車轍劑的使用方法與國外產品相似）。

表2 不同抗車轍劑拌和及施工溫度對比

由上表可以看出，對國外抗車轍劑產品，其使用時集料加熱溫度、混合料拌和溫度乃至攤鋪碾壓溫度均需要大幅度提高，而溫抗1號抗車轍劑的相應溫度皆明顯低於其他抗車轍劑。

因此，溫抗1號車轍劑在達到提高路麵抗車轍能力的同時，還能有效的降低燃油消耗，具有明顯的性能優勢和經濟優勢，可廣泛應用於高速公路的中麵層混合料。