温抗剂在高速公路车辙病害中的应用

车辙病害是沥青混凝土路面的早期主要病害，由于其维修周期长，维修费用高，往往影响正常交通运输。尽管车辙产生的原因是多方面的，如内部的因素：沥青种类和性质、集料的形状及表面纹理、沥青用量、矿料级配、粉胶比、沥青混合料残留空隙率等方面；外部因素如：持续的极端高温、重荷载、车流量、路面坡度等。但高速公路渠化交通的特点，车辙现象更为普遍和严重。
 1、高速公路车辙形成的几个主要原因
    通过现场调查并进行路面钻芯和切割取样分析，综合室内试验结果分析得出车辙产生的原因。

   （1）高温对车辙的影响：荷载和温度是高速公路路面产生车辙的两个重要因素，路面车辙的发展过程实际上是沥青混合料在高温下的蠕变过程。温度越高，沥青混合料的劲度模量越低，抗车辙能力越小。

    通过调查发现高速公路车辙的产生一般发生在每年的7、8月份中，尤其是连续两三天内出现高温天气时，车辙很容易出现。持续高温使得路面积聚的热量不能很快的释放出去，沥青混合料在持续高温环境下，粘聚力降低，抗剪强度降低导致了路面的破损。这种情况在北方尤其显著。因为北方降雨量次明显偏少，持续高温现象严重，车辙同样是高温的天气，在广东等地车辙却出现很少，究其原因是因为南方的雨水较多，对路面起到了降温的作用。

（2）轴载荷和车流量对车辙的影响：同轴载作用下沥青层内剪应力理论研究表明：车辙产生的主要原因之一是在车轮竖向和水平荷载作用下，沥青层内产生剪应力，致使沥青混合料产生剪切变形，不可恢复变形的不断累积形成车辙。

实验表明，随着车辙试验的轮压增大时，车辙次数降低，但是轮压与车辙次数并不是简单的线形关系，只是随着轮压的增加，车辙次数下降速度加快，当轮压小于设计压强时，车辙次数大幅提升。

（3）渠化交通的影响：高速公路渠化交通是产生车辙并进一步加剧的一个重要因素。车辙形成因素的几个外因中，按照分析及实际观测，温度与荷载影响最大，车速与交通渠化对车辙的影响位于其次。对于高速公路而言，渠化交通的特征，是导致车辙严重的重要原因。

高速公路车辙路面检测   

预防车辙：提高混合料动稳定度

     为研究荷载对动稳定度的量化性影响，选取一种沥青混合料AC-161，分别进行0.7Mpa、0.9Mpa、1.1Mpa三种压力下的车辙试验，发现在标准温度60°C下动稳定度与轮压成指数关系，1054，801和634；荷载对动稳定度的影响是非常大的。当荷载由0.7Mpa增加到1.1Mpa时，动稳定度几乎要降低一倍，按现在标准轴载设计的路面在重载车作用下，沥青混合料抗剪强度远远超过允许值，造成路面车辙。

因此，在既定的温度、轴载荷条件下，提高路面的抗车辙能力，就是要提高混合料的动稳定度。

3、温抗1号抗车辙剂对沥青混合料性能及拌和温度影响

温抗1号抗车辙剂（简称温抗剂）是一种提高混合料动稳定度，改善其高温性能的抗车辙剂。将温抗剂按不同比例（分别为沥青混合料质量的3‰、4‰和5‰）掺加到AC-20沥青混合料中，其中混合料拌和温度160℃，击实温度采用140℃条件下进行了沥青混合料高温性能试验，试验结果见表1。

表1 两种沥青混合料动稳定度对比

由表1可以看出，在沥青混合料相同拌和温度下，基准普通沥青混合料140℃成型温度下的动稳定度在1300以下，而添加3‰WK-I号抗车辙剂后，沥青混合料在130℃成型温度条件下，其动稳定度超过3000以上，完全满足现行《公路沥青路面施工技术规范》要求。不同掺量下沥青混合料动稳定度增长见图1。

图1不同掺量下沥青混合料动稳定度

由上图可以看出，沥青混合料随温抗1号抗车辙剂的增加而逐渐增加，3‰掺量下，沥青混合料动稳定度已超过3000以上，当掺量达到5‰时，动稳定度超过6000，是基准沥青混合料的4.8倍以上，增长效果显著。

添加温抗1号抗车辙剂后，沥青混合料与普通沥青混合料相比，二者各项生产及施工温度非常接近，添加温抗1号抗车辙剂后沥青混合料碾压温度甚至低于普通沥青混合料，但是混合料性能尤其是高温性能增加非常明显，与普通沥青混合料相比，添加3‰新型抗车辙剂后，沥青混合料动稳定度可以高达3000以上，为普通沥青混合料动稳定度的2.6倍，完全满足现行《公路沥青路面施工技术规范》要求。

与其他常规抗车辙剂相比，温抗1号抗车辙剂则可以大幅降低拌和及施工温度，表2为温抗1号抗车辙剂与国外抗车辙剂拌和及施工温度对比（国内多数抗车辙剂的使用方法与国外产品相似）。

表2 不同抗车辙剂拌和及施工温度对比

由上表可以看出，对国外抗车辙剂产品，其使用时集料加热温度、混合料拌和温度乃至摊铺碾压温度均需要大幅度提高，而温抗1号抗车辙剂的相应温度皆明显低于其他抗车辙剂。

因此，温抗1号车辙剂在达到提高路面抗车辙能力的同时，还能有效的降低燃油消耗，具有明显的性能优势和经济优势，可广泛应用于高速公路的中面层混合料。