瀝青混合料是由瀝青結(jié)合料粘結(jié)礦料組成的,其高溫穩(wěn)定性的形成機(jī)理也來源于瀝青結(jié) 合料的高溫粘結(jié)性和礦料級(jí)配的嵌擠作用。但是在高溫狀態(tài)下,即使采用了經(jīng)過改性的高粘 度瀝青結(jié)合料,僅僅依靠瀝青無法承受車輛荷載的強(qiáng)大水平推擠力和水平剪切作用的。在這 種情況下,粗細(xì)集料和礦粉組成的礦料級(jí)配起到了重要作用。據(jù)國外研究得出的經(jīng)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(jí)配的嵌擠作用,瀝青結(jié)合料的粘結(jié)性 能只能有40%的貢獻(xiàn)。

 對(duì)不同組成的瀝青混合料,集料(尤其是產(chǎn)生嵌擠的粗集料)比例是重要的因素。對(duì)密級(jí) 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(duì)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(rèn)為間斷級(jí)配的瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性優(yōu)于密級(jí)配瀝青混合料,其實(shí)也不一定,據(jù) SHRP的研究124) , 在通常情況下, 合理的密級(jí)配混合料的高溫穩(wěn)定性要優(yōu)于間斷級(jí)配的混合 料。只有SMA是例外。

 集料粒徑對(duì)瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性有相當(dāng)?shù)挠绊?傳統(tǒng)的想法認(rèn)為,集料越粗對(duì)抗車轍 越有利,因此我國的路面結(jié)構(gòu)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(jīng)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(yàn)表明,對(duì)AC -13、AC-16、AC-25混合料, 動(dòng)穩(wěn)定度并沒有什么差別。美國為驗(yàn)證SUPERPAVE配合比設(shè) 計(jì)成果的西部環(huán)道試驗(yàn)中,將集料分為粗、中、細(xì)3種級(jí)配,試驗(yàn)表明:熱拌瀝青混合料在最佳 瀝青用量,空隙率8%時(shí),粗級(jí)配的車轍深度最大,細(xì)級(jí)配次之,中級(jí)配最小。我國有的實(shí)驗(yàn)結(jié) 果也表明,在最佳瀝青用量時(shí),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(xì)粒式,粗粒式的反而最差[2II。這是由于路面成型時(shí),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(jī)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(xì)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(gè)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(gè)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(dòng) 變形及粗集料的排列情況。這樣的情況在首都機(jī)場東跑道端部變形處的鉆孔試件中也同樣發(fā) 現(xiàn)過。盡管如此,不少人對(duì)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(dá)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(chǎn)生的車轍。