摘要：随着一带一路的发展，越来越多的企业参与了中亚国家的公路工程建设，在高速公路沥青混凝土路面设计施工过程中，遇到了不少问题。其中车辙问题一直是普遍存在的问题，为了解决中亚地区高速公路路面普遍存在的车辙问题，该文从公路沿线气候以及规范要求角度深入分析了可能产生车辙风险的原因，然后从沥青品质、碎石种类，级配调整、沥青含量、添加外掺剂和降低沥青混合料空隙率5个方面进行了车辙试验，根据试验结果提出了应对车辙风险问题的技术对策。通过对后续试验结果和施工实际得到，高速公路路面抗车辙能力获得了巨大的提升，消除了车辙现象，取得了良好的效果。

关键词：中亚标准；沥青路面；车辙；技术对策

绪论：车辙是沥青路面最具危害的破坏形式之一，车辙的存在，不仅会降低路面的路用性能，还会缩短沥青路面的使用寿命，甚至危及行车安全。中亚地区高速公路位于冬季寒冷夏季炎热的中亚地区，完全按照GOST标准进行设计、施工、监理。路面采用全厚式路面结构，从下到上一般为级配碎石垫层、沥青碎石底基层、多孔沥青上基层，密集配沥青混凝土下面层，SMA上面层。必须严格执行GOST技术标准，因此该文依据GOST技术标准，分析评价该地区高速路面的车辙风险，制定出经济合理、技术可行的技术对策，以此解决中亚沥青路面常见车辙问题。

GOST技术规范对路面沥青混合料高温性能评价指标主要是两个，一是50度抗压强度，二是50度时内摩擦系数和50度时的剪力系数，由于50度时内摩擦系数和50度时的剪力系数按照GOST技术规范测定时，由于检测仪器的限制，人为因素较大，因而新版规范增加了车辙试验检测的要求，密集配车辙试验不大于6mm，SMA不大于3mm.因而我们先检测50度的抗压强度，合格后再60度车辙试验，沥青混合料通过两项指标后再进行路面铺筑，由于施工季节温度相对较低，无法在短时间内检验实际铺筑的沥青混合料的高温抗车辙能力，因而要求我们对试验检测要仔细认真，不能有丝毫侥幸心理，这也是中亚地区沥青路面施工的难点之一，风险与挑战并存。

1、中亚地区车辙影响因素

1.1气候环境因素

中亚地区虽然冬季寒冷温度在零下30度以下，但是夏季炎热，极端空气温度达到42度，七月八月两个月日最高气温在30度以上持续时间可达每日５小时以上，因而高温气候也是中亚地区必须考虑的问题，有资料表明气温在高于30度，持续一周的气候环境时，沥青路面就可能有车辙产生，GOST标准偏重于保证低温性能，高温性能考虑的因素偏少。

较高的温度可导致沥青变软，黏结性能下降，抗变形能力减弱，在渠化交通作用下，沥青混合料容易产生横向流动变形，随着变形的不断积累而在轮迹带处形成车辙。因此，中亚地区夏季炎热的气候条件是产生车辙风险的重要原因。

1.2沥青因素

基于GOST沥青混合料耐低温疲劳性能突出的理念，GOST中关于沥青混合料密集配面层（上面层和下面层），属于悬浮密实型结构，与中国习惯采用的骨架嵌挤型级配存在很大差异。为了保证优良的低温抗疲劳性能的同时，为提高沥青混合料的抗裂能力，GOST通常采用针入度较大（一般采用70/100，100/130）的沥青以提高混合料的低温抗裂性。因此较软的沥青的品质对于该地区公路沥青混合料的抗车辙能力具有重要影响。

在采取防范车辙风险的措施前，沥青的针入度主要集中在100（0.1mm）左右，在规范规定值70/100（0.1mm）的偏上限；软化点主要集中为50～51℃，大于规范规定值45度较多。说明进场沥青尽管在合同要求的范围内，但总体偏软，会对沥青面层的抗车辙性能造成不利的影响。

1.3沥青含量

GOST技术标准对密集配沥青混合料的沥青含量的推荐用量见下表，推荐的沥青用量偏大，过多的沥青用量，会导致自由沥青过多，形成滑移面，导致车辙发生的风险。

1.4集料品质

粗集料的棱角性对密集配沥青混合料的高温抗车辙性能有着重大影响，施工中片面追求集料的针片状含量，导致粗集料棱角性缺失，导致沥青混合料无法形成空间网状结构，降低了沥青混合料的抗压强度，导致车辙的发生。

细集料的级配也影响着沥青混合料的车辙风险，采用极硬岩石加工的0-5mm砂，0.071mm以下含量过低，采用软岩加工的0-5mm砂，0.071mm颗粒含量过高都会产生车辙的风险。

2、防止车辙风险的措施

为了选取合适的方法提高中亚地区沥青道路的抗车辙能力，防止道路出现车辙问题，以哈萨克斯坦阿拉木图到阿斯坦纳高速公路建设项目为背景，分别选取可能影响抗车辙能力的多个变量，进行了大量高温性能试验，抗压强度试验检测和车辙试验，根据试验结果分析各个变量对抗车辙能力的影响程度，进而提出解决中亚地区公路项目项目车辙风险问题的对策。

2.1沥青品质

GOST大量使用高标号沥青，来对抗冬季寒冷的气候，但是降低了高温性能。为了分析不同品质沥青对抗车辙能力的影响，找到适合中亚地区公路项目的沥青指标，分别采用不同品质沥青进行车辙试验。允许使用的沥青标号是70/100，100/130。

选取已产生车辙路段的材料进行试验检测，原路段采用的沥青标号是100/130，现在用70/100的沥青进行对比，集料，级配等其他均采用原来的条件下，在室内静压99%压实度情况下的试验结果为沥青品质对沥青路面混合料的抗车辙能力有明显的影响。70/100，100/130。

沥青指标中软化点均在50度以下，相差不大，针入度相差较大，但是其50度抗压强度分别是10.6MPA和8.5MPA，车辙试验分别是8.6mm和10.3mm，说明提高软化点对沥青混合料的高温性能有明显的提升，但是70/100沥青还不足以使沥青混合料达到规范要求，消除车辙问题。如果继续降低沥青标号就会增加沥青混合料的脆性，降低低温性能，因而GOST规定只能选用70号以上的沥青，因而只能选用70/100的沥青来提高沥青混合料的高温性能，在规范允许范围内尽量采用软化点高，针入度小的沥青。

2.2 沥青含量

过多的沥青用量将在沥青混合料中形成游离自由沥青，在高温条件下，这部分自由沥青可在荷载作用下发生明显的流动变形，从而导致混合料的永久塑性变形，发生车辙病害。因此，可以考虑通过适当降低油石比来提高抗车辙能力。

仍然选用已发生这车撤路段的原材料，沥青选用70/100，选用不同的沥青用量来检测混合料的高温稳定性。

分析可知，不同的沥青用量对车辙的影响显著，沥青用量偏大，偏小都会明显产生车辙，已发生车辙的路段的沥青用量为5.5%，用量是规范推荐的中值，规范推荐的下限是5.0%，也同样产生车辙，表明规范推荐的沥青用量偏大，从图中可知，虽然调整了沥青用量，但是仍然无法彻底解决车辙问题，不过却得到了最佳沥青用量，最佳的沥青用量在4.5%附近，比规范推荐的下限低了0.5%左右，因而不能局限于推荐的用量范围内。

2.3集料品质对沥青混合料的车辙风险

选取已发生车辙的不同标段的集料，进行车辙试验分析可以看出，无风化岩石的粗集料针片状低至5%以下，碎石基本没有棱角性，对混合料抗压强度影响显著，而细集料的0.071mm以下的含量仅有0.3%，说明0-5mm的砂颗粒较粗，不是连续级配，要配密集配沥青混合料，则需要更多的矿粉，混合料的塑性较强，因而抗压强度偏低，车辙风险较大，抗压强度试验和车辙检测也证明了这个分析。

强风化岩石的粗集料针片状达到26.2%，在规范的上限，棱角性明显，沥青混合料可以形成空间网状结构，因而抗压强度较高，而细集料的0.071mm以下含量达到11.3%，也在规范的上限，对混合料的低温性能影响偏大，实际铺筑的路段，冬季出现的纵横裂纹也验证了我们的分析。

下面是两种岩石材料的抗压强度和车辙试验检测结果，试验采用同种沥青及抗剥落剂，99%的压实度。

从试验结果可知，硬岩的50度抗压强度和车辙试验都没达到规范规定值，而且差距较大，说明这种品质的碎石不适合沥青面层，软岩的50度抗压强度超过了规范规定值，但是车辙试验却超出了规范规定值，实际道路确实也有轻微车辙，也验证了试验结果，这也说明了新版沥青混合料规范增加了车辙试验要求的必要性，即使50度抗压强度达到规范要求，但是并不会100%的没有车辙发生，这也是中亚地区高速道路路面普遍产生车撤的因素之一，车辙试验是必须要做的。

2.4沥青混合料级配

由上文对级配分析可知，密实性沥青路面的基层和面层均为悬浮密实型结构，而这种结构对于道路的抗车辙能力是不利的。GOST标准对级配要求较为严格，但是对级配偏差要求较为宽泛。

最小的0.071mm的筛孔也允许有3%的偏差，因此可以考虑在允许范围内，对级配进行适当的调粗处理，以提高抗车辙能力规范对级配的偏差要求。

为了从级配调整角度寻求提高沥青混合料抗车辙性能的办法，对于密实性B型沥青下面层，选取规范的级配下限、嵌挤型结构的两种级配，按照单一粒径精配的方法配料，完成室内静压试验确定毛体积密度与最佳油石比后进行车辙试验，可以看出嵌挤型级配已经超出了规范规定的下限，但是还在允许偏差范围之内。

采用硬质碎石材料，100/70沥青进行制件，测定混合料的性能，可知，即使采用规范下限级配的抗压强度和车辙试验均不合格，说明悬浮型级配无法满足车辙要求，普遍出现的车辙路面也说明了这个分析。

采用嵌挤型的级配虽然满足了抗压强度和车辙要求，但是饱水率超出了规范2%，GOST标准是不允许的，考虑到室内静压试验件的压实程度较低，减掉1%的饱水率，仍然无法满足要求，说明嵌挤型级配用在面层也是不合适的。

但是为我们提供了一个解决车辙的方向，就是加粗级配，可以消除车辙风险。

2.5 压实度水平

合理提升压实度能够增加沥青混合料的致密程度，从而增加内摩阻角，提高内摩阻力，提高路面抗车辙能力。为探究压实度对动稳定度的影响，选用规范规定的下限级配，采用98%、100%、102%共3档压实度，由车辙试验平均值可知：压实度每提升2%，车辙能够提升16%～30%，提升效果显著。在施工过程中，与压实度相关的主要有两个因素：压实功和压实温度。因此，可通过适当提升压实功和压实温度来提高压实程度，进而提升路面抗车辙能力。由于GOST规定现场的饱水率范围为1.5%～4.5%，范围较大，可以在施工过程中对项目进行施工控制，使现场空隙率进一步向下限偏移，尽量控制在3－4%以下，从而提升路面整体压实程度，进而提升路面抗车辙能力。

2.6设计孔隙率与车辙的关系

有研究资料表明，孔隙率小于4%时有车辙发生的风险，为此我们采用不同比例的填料得到不同的孔隙率，考虑到GOST静压试件和马歇尔试件压实度的差别，将孔隙率换为饱水率来分析，采用硬质碎石集料，70/100沥青，通过饱水率与车辙的关系可以看出，车辙深度随着饱水率的升高而降低，饱水率3.5时，车辙深度达到规范要求，而规范对饱水率的规定是1.5－4.0，因而施工时只有3.5－4.0之间，要求非常苛刻。

3、总结

由于历史原因，中亚地区的公路大多采用与其气候有差异的前苏联标准GOST和如今俄罗斯的GOST技术标准，再加之中俄两国沥青混合料设计和施工理念、方法的差异性，对中亚地区高速项目路面的抗车辙能力提出了巨大的挑战。该文通过对影响道路抗车辙能力各个因素的逐一分析并进行试验验证，找到了既满足GOST技术标准和项目专用技术条款要求，又技术经济可行的解决方案，避免了中亚地区常见的沥青路面车辙问题，取得了良好的应用效果。

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