陕西省沥青路面车辙防治指导意见(DBJTJ/T-002-2005)陕西省交通厅2005年2月前言近年来，我省已建成通车的几条高速公路均不同程度地出现了车辙病害，有些公路局部路段通车1年内就产生了深度为1050mm的车辙，导致路面平整度有所降低，个别公路局部路段也出现了网裂、坑槽等病害，影响了行车的舒适性。为了有效预防新建公路沥青路面车辙的产生，省交通厅以陕交函2003464号文委托西安公路研究所对省内已通车的高速公路沥青路面车辙病害进行调查，通过查阅设计资料、实地测量、钻芯取样、室内试验等方法对西宝、西三、三铜、铜黄、绕北、西阎、西临、临渭、渭潼等九条高速公路的沥青路面车辙病害进行了调查与分析，完成了陕西省高速公路路面车辙调查与分析报告。经调查分析和专家咨询，认为导致沥青路面产生车辙病害的主要原因和影响因素较多，主要表现在设计方面存在路面结构不合理、交通荷载考虑不周、没有考虑纵坡的影响、没有考虑温度的影响等缺陷，施工过程中存在面层级配不合理、层间结合处理不当、材料把关不严等问题。按照车辙的表现和产生的主要原因得出85%以上的车辙属于面层失稳型，10%的车辙属于基层或路基失稳型，5%的车辙属于磨耗型。为了预防和减缓沥青路面车辙的产生，针对产生车辙的主要原因，结合我省路面材料的分布状况和材料性质，参考近年来国内外关于沥青路面车辙方面的研究成果，通过对设计、施工和养护管理三方面存在问题的分析，经专家咨询，省厅组织编制完成了陕西省沥青路面车辙防治指导意见。在使用本指导意见时应注意下列事项：1. 本指导意见是在符合交通部有关技术规范(主要指公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)、公路沥青路面施工技术规范(JTGF40-2004)、公路改性沥青路面施工技术规范(JTJ036-98)、公路沥青路面养护技术规范(JTJ037.2-2001)等)的基础上，结合陕西省的实际情况，总结了多年来全省公路建设的经验和教训，对有关问题作出的具体规定，是对有关技术规范的补充和具体化。2. 本指导意见在充分汲取国内外已有研究成果的基础上，按照因地制宜的原则，体现公路修筑技术的先进性、科学性、地域性和可操作性。由于基础资料和经验具有一定的时限性，在具体应用时不宜教条地照抄照搬，应根据工程具体情况和材料状况，以此为指导，结合规范的规定灵活运用。3. 本指导意见主要适用于陕西省境内高速公路、一级公路密级配的沥青路面，其它等级公路的沥青路面可参照执行。请各有关单位在实践中注意积累资料，总结经验，及时将发现的问题和修改意见函告西安公路研究所(西安市文艺南路39号，710054)，以便修订时参考。1设计第一条路面材料1 .石料针片状含量应严格控制在15%以下，一般不宜超过10%。上面层石料压碎值应控制在24%以下，中、下面层石料压碎值应控制在26%以下。应选用反击式或锤式破碎机加工的碎石，不得采用颗式破碎单机加工的碎石。2 .石屑应严格控制粉尘含量和砂当量。建议石屑质量按表1的控制指标进行控制。石屑的控制指标表1石屑规格02.36mm04.75mm2.364.75mm0.075mm通过率15%10%60%70%80%3 .沥青胶结材料的选取应根据工程所在地的气候条件、交通量情况，选用高温、低温性能良好的优质基质沥青或改性沥青。高速公路沥青上面层应优先选用改性沥青或改性沥青混凝土。根据沥青路面各层的功能和作用，上面层宜选用高温、低温性能均好，并耐老化的沥青；中面层选用热稳性好的沥青，下面层选用抗疲劳、热稳性好的沥青或选用稠度高一级的沥青。4 .若矿粉不是由石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料磨细所得，建议用水泥代替部分矿粉，其用量宜控制在矿粉总量的2%左右。禁止使用回收粉。5 .上面层禁止使用天然砂，应使用机制砂或优质石屑；对中、下面层应控制使用大然砂。若受材料限制，需要使用天然砂，在配合比设计时应做车辙试验，且天然砂含量不得超过15%。6 .沥青与石料的粘附性应在4级及4级以上，否则，应添加抗剥落剂或消石灰。解释1 .西安市碎石料场主要有蓝田县*同川乡阎家村料场、临潼区骊山料场等。阎家村料场岩性为斜长角闪岩，致密坚硬，是较好的沥青混凝土面层集料；骊山料场碎石岩性为花岗岩，可用于路面基层和一般构造物。压碎值为1525%,磨耗率为1.22.4%,抗压强度为92143MPa。渭南市碎石料场有华阴莲花寺石渣厂、桃园村太峪石渣厂、华县河窑村料场等。岩性为片麻岩，可用于路面面层及桥梁工程上部构造，压碎值为17.720.2%,磨耗率为1.24.9%,抗压强度为111120MPa。铜川市碎石料场主要有李家沟料场、侯山村料场、艾寨石料场和关家河石料场等。岩性多为石灰岩、砂岩，可用于路面基层和一般构造物。抗压强度为30100MPa。咸阳市碎石料场主要分布在秦岭北坡及该区北部地区山底村料场。岩性为花岗岩、石灰岩、片麻岩和玄武岩等，可用于路面基层和一般构造物。抗压强度为45132.8MPa。陕北石料场较少，仅有的一些石料岩性多为砂岩，可用于路面基层和一般构造物。压碎值为2124%。陕南石料场分布均匀而广泛，石料岩性为花岗岩、石灰岩、石英岩和斜长角闪岩等，可用于路面基层、面层和一般构造物。压碎值为1122%,磨耗率为1.35.1%,抗压强度为83143MPa。2 .碎石加工厂如果不配置除尘设备，石屑中的粉尘含量必然偏高，导致合成级配曲线上0.0750.6mm出现驼峰曲线，使抗高温车辙性能降低。另外0.075mm通过率偏高导致粉胶比偏高，当粉胶比高于1.6时，抗高温车辙性能迅速下降。因此施工中的石屑一定要除尘，并严格控制0.075mm通过率。砂当量低，即含泥量高，必然降低混合料的抗高温车辙性能。3 .如采用基质沥青建议增加对沥青感温性指标（针入度指数（N）等的检测，针对陕西的气候状况，建议N的范围为+0.2-0.8;如采用改性沥青，建议对其进行PG等级评价，陕北建议PG等级为70-28,陕南、关中建议PG等级为76-24。同时建议对沥青混合料做低温弯曲试验，以评价其低温抗裂性能，弯曲试验破坏应变（-10C,50mm/min）值：陕北改性沥青混合料不小于3000,普通沥青混合料不小于2600R名；陕南关中改性沥青混合料不小于25008,普通沥青混合料不小于20001。在超载车辆多、气温较高、上坡段等路段，建议沥青选用时应考虑高温要求后再提高一个或两个性能等级。4 .水泥不能全部代替矿粉。若水泥使用过量，会造成沥青混合料的亲水系数大于1而超标，也易导致沥青混合料低温开裂。由于从拌和楼的除尘中回收的废石粉含有大量的土，故不宜利用。5 .天然砂呈酸性，与沥青的粘附性差，且颗粒光滑无棱角性，不能形成嵌挤级配，影响高温稳定性。有关研究成果表明，天然砂掺量每增加1%，沥青混合料的动稳定度降低4%。中面层的细集料往往涉及到石屑的可利用性和天然砂的掺量问题，法国禁止使用石屑，日本规定石屑掺量不能超过天然砂掺量，我国大部分地方认为即使石屑存在一些缺点，但仍然比天然砂好，规定天然砂的掺量不能超过石屑的掺量。6 .对于抗剥落剂的使用，目前还存在很多争议，而采用消石灰又存在施工工艺上的困难，鉴于此，在选择沥青抗剥落剂时，不管其外观形态是粉（块）状还是粘稠液态状，必须满足以下的基本性能和条件：耐热抗剥落性强，在拌和温度下稳定不分解，不失效，在推荐添加量下能使纯石英岩样与沥青样粘附性提高到45级。测定粘附性的石料应以纯石英岩碎石为标准（花岗岩由于其品种多，其中二氧化硅含量差异大，不宜作测检时的标准矿料）。自身抗水性强。在沸水中不溶解、不乳化、不水解。1000C沸水萃取后的样品回收率应95%，经沸水萃取后回收样品的抗剥落性能不变（目前规范中尚未规定，但却非常重要）。添加了抗剥落剂的混合料冻融劈裂抗拉强度比（TSR）最好能达90%以上。第二条沥青面层结构与厚度1. 沥青面层结构设计原则：上面层应综合考虑高温抗车辙、低温抗开裂、抗滑的需要；中面层应重点考虑抗车辙能力；下面层重点考虑抗疲劳开裂性能、密水性等。2. 建议高速公路沥青路面上面层采用AC-13或AC-16型结构，中面层采用AC-20型结构，下面层采用AC-25型结构。若条件许可，上面层可采用SMA，中下面层可采用Superpave结构。3. 一级公路沥青路面建议采用两层结构，即上面层采用AC-16型结构，下面层采用AC-25或AC-30型结构。4. 各沥青层之间必须喷洒粘层油。粘层油宜采用快裂或中裂乳化沥青、改性乳化沥青。粘层油品种和用量应根据下层沥青混合料的类型通过试洒确定。解释1 .现行的公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)中未对沥青面层各层进行“功能分区设计”，而现有的研究成果表明，沥青面层各层的功能是不同的，因此必须突出各层的设计重点，才能使结构组合发挥更好的效能。2 .我省高速公路沥青面层多数总厚采用15cm,上、中、下三层厚度一般为4cm+5cm+6cm,上面层主要采用AC-16型结构，中面层主要采用AC-20型结构，下面层主要采用AC-25型结构。经验表明，三层结构都不易压实，实测孔隙率大，易离析，易渗水，主要原因是结构层厚度与最大集料公称粒径不相匹配。为解决这一问题，保证压实度，减少空隙率，防止沥青路面渗水，在路面结构设计时应注意厚度和最大集料公称粒径的协调。3 .从我省西三一级公路、乾永一级公路沥青路面的使用情况来看，采用两层结构是合理的，总厚度可控制在1213cm。4 .沥青路面的结构设计以弹性层状体系理论为基础，结构层之间是一个完全连续的整体，只有这样才能符合完全连续的界面条件。如果沥青层之间没有粘结好，在使用过程中渗入水分，则沥青层之间的界面条件将变成不完全连续，甚至完全不连续，导致沥青路面的受力状态发生质的变化。若沥青层施工未连续且不洒粘层油时，虽然钻孔试件是连在一起的，但各层之间是大量的点点接触而不是一个整体。现在不少工程在钻孔试验时都利用改锥将试件分层测定密度和压实度，这本身就说明各层之间并不连续，因此粘层油是必须喷洒的。第三条沥青混合料级配设计1 .设计指导思想使沥青混合料形成紧密嵌挤骨架结构，推荐采用“抬头平尾”的骨架密实型级配，建议级配如表2，控制的关键性筛孔见表3。上、中、下面层沥青混合料级配范围建议值筛孔（mm）37.531.526.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075AC-13上限100956535251512864下限100100804530242015106AC-16上限10090755835231512864下限10010090724532242015106AC-20上限1009582715535251512864下限1001009486694534242015106AC-25上限100957565554530