瀝青混合料是由瀝青結合料粘結礦料組成的,其高溫穩(wěn)定性的形成機理也來源于瀝青結 合料的高溫粘結性和礦料級配的嵌擠作用。但是在高溫狀態(tài)下,即使采用了經過改性的高粘 度瀝青結合料,僅僅依靠瀝青無法承受車輛荷載的強大水平推擠力和水平剪切作用的。在這 種情況下,粗細集料和礦粉組成的礦料級配起到了重要作用。據國外研究得出的經典的說法 是,瀝青混合料的高溫抗車轍能力有60%依賴于礦料級配的嵌擠作用,瀝青結合料的粘結性 能只能有40%的貢獻。

 對不同組成的瀝青混合料,集料(尤其是產生嵌擠的粗集料)比例是重要的因素。對密級 配瀝青混凝土來說,如果集料是懸浮在瀝青膠(砂)漿中,嵌擠作用不能很好形成,瀝青的作用 將提高成為主要因素。相反,對以集料嵌擠作用為主的瀝青碎石、貫人式以及瀝青瑪蹄脂碎石 混合料(SMA) 、大孔隙排水式瀝青混合料(OGF C) 等, 高溫穩(wěn)定性主要依靠粗集料的嵌擠作用, 一般具有很高的抗車轍能力。

 有人認為間斷級配的瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性優(yōu)于密級配瀝青混合料,其實也不一定,據 SHRP的研究124) , 在通常情況下, 合理的密級配混合料的高溫穩(wěn)定性要優(yōu)于間斷級配的混合 料。只有SMA是例外。

 集料粒徑對瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性有相當的影響,傳統(tǒng)的想法認為,集料越粗對抗車轍 越有利,因此我國的路面結構中集料粒徑一般比較大。例如,高溫的瀝青路面表面層集料經常 為13mm公稱粒徑,而我國則常用16mm公稱粒徑,中下面層更大。但是車轍試驗表明,對AC -13、AC-16、AC-25混合料, 動穩(wěn)定度并沒有什么差別。美國為驗證SUPERPAVE配合比設 計成果的西部環(huán)道試驗中,將集料分為粗、中、細3種級配,試驗表明:熱拌瀝青混合料在最佳 瀝青用量,空隙率8%時,粗級配的車轍深度最大,細級配次之,中級配最小。我國有的實驗結 果也表明,在最佳瀝青用量時,在不同粒徑的混合料中,中粒式瀝青混凝土的高溫抗車轍能力 最好,其次是細粒式,粗粒式的反而最差[2II。這是由于路面成型時,集料在混合料中的存在狀 態(tài)并沒有一定的規(guī)律,完全是隨機的,集料都不可能完全是接近立方體的,總有一定程度的扁 平、細長(盡管不超過規(guī)定),這些集料有的立著,有的歪著,有的躺著,但是隨著交通荷載的不 斷碾壓,顆粒則逐步向最穩(wěn)定的形態(tài)變化,漸漸地都躺下了,在這個過程中,混合料必然發(fā)生變 形,這可能是集料較粗的混合料反面變形較大的緣故。

 圖示出一個開挖切割的車轍斷面,圖中清楚可見15cm下方的粗粒式混合料的流動 變形及粗集料的排列情況。這樣的情況在首都機場東跑道端部變形處的鉆孔試件中也同樣發(fā) 現過。盡管如此,不少人對加大集料粒徑仍然寄予希望,例如在美國,一些地方正在研究采用 了一種“大石料”混合料,集料顆粒最大粒徑達到層厚2/3,期望有利于減小因軸載增加、輪胎 氣壓增高所產生的車轍。