随着我国公路里程增加、等级提高，道路交通量也迅速增长，沥青路面在行车荷载的反复作用下，由于永久变形的累积而导致路表面出现车辙，车辙出现使路表产生过量的变形，影响了路面的平整度；轮迹处车辙的出现往往会导致路面厚度减小，路面整体结构强度降低，从而容易诱发其他路面病害。同时路面不平整导致雨天排水不畅，降低路面抗滑能力，车辙的出现严重的影响了行车安全及路面使用寿命和服务质量。对于半刚性基层路面而言，其车辙的深度主要取决于沥青面层混合料的性质。因此，本文针对沥青路面车辙病害严重路段，主要研究高性能沥青路面材料室内试验设计级配验证、现场试验段试铺及后期车辙路段处置评价。
1、引言
高性能沥青是采用改性剂对道路石油沥青进行改性得到, 高性能沥青和普通改性沥青相比, 具有较高的粘度、粘韧性和韧性, 特别是在高温的条件下仍具有较好的粘度( 60℃时粘度可达到21000 Pa·s) , 克服了其他热熔型材料在高温条件下粘度下降的缺点, 所以不容易引起铺装层的推移，同时也具有一定的变形能力, 能够适应在交通荷载下由于局部变形而引起的拉应力的反复作用，具有良好的抗车辙能力[2]。高性能沥青对集料有耐久的包裹力和高粘附性，同时还具有较强的抗剥离性、能以较厚的薄膜包裹集料等各种高性能，普通的改性沥青难以满足要求，因此高性能沥青对于延缓沥青路面老化，提高路面耐久性及抗车辙性能有重要作用。
2、室内实验验证
为了验证高性能沥青设计级配合理性及使用性能，本文设计高粘沥青Sup20、改性沥青Sup20两种沥青混合料，按照目标配合比设计、生产配合比设计、生产配合比验证步骤，对两种沥青混合料设计级配室内试验验证结果如下：
2.1 旋转压实试验
为了验证高粘沥青Sup20混合料、改性沥青Sup20混合料试件最大压实次数（N=160）下对应的体积性质指标，根据两种沥青混合料选定的级配和沥青用量成型试件，在室内进行旋转压实试验，试验结果见表1：
表1最大压实次数下体积指标试验结果
混合料 类型 | 沥青用量(%) | 设计压实次数 | DP | 初始压 实度(%) | 最大压实度(%) | ||
压实度(%) | VMA(%) | VFA(%) | |||||
改性沥青Sup20 | 4.1 | 95.8 | 13.0 | 67.8 | 1.32 | 84.9 | 97.5 |
高粘沥青Sup20 | 4.2 | 95.8 | 13.1 | 67.8 | 1.32 | 84.6 | 96.3 |
设计标准 | / | 96.0 | ≥13 | 65~75 | 0.6~1.2* | ≤89 | ≤98 |
注：①*表示当级配通过禁区下方时，粉胶比（DP）可增加到0.8～1.6。
试验结果表明改性沥青Sup20和高粘沥青Sup20的沥青用量分别为4.1%、4.2%时，混合料旋转压实试验各项结果均满足Superpave技术要求。
2.2马歇尔试验
为了测试高性能沥青混合料试件的稳定度、流值及孔隙率、矿料间隙率，在室内通过马歇尔实验对拌合后的沥青混合料进行击实，再根据各项指标验证高性能沥青混合料的级配和沥青用量是否满足施工要求，马歇尔试验结果见表2，试验结果表明各关键指标满足施工指导意见要求。
表2沥青混合料马歇尔试验结果
混合料类型 | 毛体积相对密度 | 计算理论最大相对密度 | 空隙率(%) | 稳定度(kN) | 流值 (0.1mm) | 饱和度(%) | 矿料间隙率(%) |
改性沥青Sup20 | 2.431 | 2.560 | 5.0 | 16.50 | 31.3 | 63.4 | 13.8 |
高粘沥青Sup20 | 2.429 | 2.559 | 5.1 | 14.28 | 34.7 | 63.4 | 13.9 |
技术要求 | / | / | 4~6 | ≥8.0 | 20-50 | 60~70 | ≥13 |
2.3浸水马歇尔试验
为了验证高性能沥青混合料受水损害时抵抗剥落的能力，检验高性能沥青混合料配合比设计是否满足要求，对试件进行浸水马歇尔试验，并通过水稳定性检验配合比设计的可行性。生产配合比浸水马歇尔试验见表3，试验结果满足要求。
表3 浸水马歇尔试验结果
混合料类型 | 马歇尔稳定度（kN） | 浸水马歇尔稳定度（kN） | 残留稳定度（%） | 要求（%） |
改性沥青Sup20 | 16.32 | 15.48 | 94.9 | ≥85 |
高粘沥青Sup20 | 14.51 | 13.31 | 91.7 | ≥85 |
3、现场试验段验证
通过室内试验对高性能沥青混合料进行旋转压实试验、马歇尔试验、浸水马歇尔试验验证，试验结果表明高性能沥青混合料设计级配指标满足现场施工指导意见，同时高性能沥青具有较高的受水损害时抵抗剥落能力。为了验证高性能沥青现场抗车辙能力，本文选择S249、S324省道养护专项工程中车辙严重路段作为试验路段，对试验路段采用高性能沥青混合料试铺，经过养护通车后，测试试验路段车辙情况，并与原路面车辙情况对比，验证高性能沥青路面抗车辙能力。
S249、S324原路面车辙严重，最大车辙分别在12mm、13mm，平均车辙分别在8mm、9mm，影响了行车舒适性，雨天由于车辙造成排水不畅，行车时形成水漂，严重影响了行车安全性和路面使用服务质量。本文针对车辙严重路段以公里为单位，铣刨原路面后试铺高性能沥青混合料路面结构，面层材料采用4cm+6cm高粘沥青Sup20混合料，通车一年后检测试验路段车辙情况如下：
表4 S249省道试验段车辙结果对比表
桩号 | 左幅原路面 | 左幅处置后 | 右幅原路面 | 右幅处置后 |
K28+000 | 8.10 | 4.5 | 5.42 | 3.1 |
K33+000 | 7.95 | 4.8 | 9.14 | 2.7 |
K36+000 | 7.07 | 3.3 | 6.39 | 3.7 |
K37+000 | 9.40 | 3.4 | 9.6 | 4 |
K38+000 | 9.56 | 3.6 | 11.57 | 3.5 |
K39+000 | 8.59 | 3.4 | 8.13 | 3.4 |
K40+000 | 9.71 | 3.4 | 11.98 | 3.9 |
K47+000 | 5.30 | 6 | 4.2 | 3.2 |
K48+000 | 10.35 | 4.3 | 5.14 | 4 |
K49+000 | 8.81 | 4.2 | 7.97 | 3.3 |
K51+000 | 10.32 | 2.9 | 12.28 | 4.3 |
注：车辙数据单位为mm。
图1 S249试验路段车辙状况对比图
表5 S324省道试验段车辙结果对比表
桩号 | 左幅原路面 | 左幅处置后 | 右幅原路面 | 右幅处置后 |
K190+000 | 5.89 | 3.6 | 4.55 | 4.1 |
K191+000 | 10.62 | 4.4 | 13.02 | 3.1 |
K193+000 | 6.71 | 2.3 | 10.02 | 2.7 |
K194+000 | 11.37 | 2.4 | 7.63 | 3.3 |
K195+000 | 13.26 | 2.2 | 10.64 | 3 |
图1 S249试验路段车辙状况对比图
从车辙检测数据来看，原路面车辙情况严重，严重影响路面行驶质量，试验段采用高性能沥青混合料后，通车一年后车辙情况仍低于原路面车辙数据，车辙处于较低的水平，平均车辙为3mm。这是由于高性能沥青在高温的条件下仍具有较好的粘度，不容易引起铺装层的推移，同时也具有一定的变形能力, 能够适应在交通荷载下由于局部变形而引起的拉应力的反复作用，试验结果表明高性能沥青具有良好的抗车辙能力。
通过对高粘沥青和改性沥青进行室内旋转压实试验、马歇尔试验、浸水马歇尔试验验证，并通过现场试验段试铺，车辙数据对比验证，得到主要结论如下：
（1）通过室内试验对高性能沥青混合料进行验证，试验结果表明高性能沥青混合料设计级配指标满足现场施工指导意见，同时高性能沥青具有较高的受水损害时抵抗剥落能力。
（2）高性能沥青在高温的条件下仍具有较好的粘度，同时也具有一定的变形能力, 能够适应在交通荷载下由于局部变形而引起的拉应力的反复作用，试验结果表明高性能沥青具有良好的抗车辙能力，在雨天行车不会产生水雾和溅水更利于行车安全。