一、项目基本情况

　　车辙是公路早期病害中的一种，是沥青混凝土路面在重载渠化交通下发生的一种损坏形式。由于重载渠化交通是高速公路的交通特征，所以高速公路车辙问题比一般公路更为突出。因此车辙是影响路面使用性能的主要指标之一。经调查显示，我国高速公路的使用初期，公路渠化交通及超载车的增多是沥青路面产生车辙的外在因素，而相同的一条公路上不同的路段，出现车辙的程度有很大区别，所以产生车辙的原因不但与交通、气候条件有关，与路面使用材料性能也有很大关系。

　　沥青路面的性能与沥青混合料的路用性能是分不开的，普通沥青混合料的高低温性能、水稳定性能等路用性能指标较低是目前病害较多的主要原因。而研究表明，沥青混合料的路用性能70%~80%由结合料沥青确定，沥青的性能指标将直接影响沥青混凝土的高温抗车辙变形能力，沥青的高温粘度越大、劲度越高、与石料的粘附性越好，形成的沥青混合料劲度模量越高，其整体的抗高温变形能力也就越强。当前，沥青界比较认可的办法是通过添加合适的改性剂，大幅度地提高沥青的高温粘度，从而改善沥青混合料的高温稳定性。但是改性沥青一般都有价格昂贵、技术水平要求高等特点，在使用时要受到资金和技术水平的限制，一般都只用于上面层。较以往相比，使用改性沥青的道路虽然病害数量在一定程度上减少，但这成果的取得是以大量的资金投入为代价的。低标号硬质沥青的应用正是在这样的情况下逐渐受到了广大研究者的重视，相关研究表明，相对普通沥青而言，低标号硬质沥青具有较高的粘度和模量，高温抗变形能力优越，将其合理的应用有利于进一步提高我国高速公路沥青路面的建设质量、延长使用寿命，尤其是在技术可行、经济适用的前提下，不但可明显提高沥青路面的高温稳定性，降低车辙，从而满足目前重交通发展的迫切需求，且可有效降低路面造价，节约经济。

　　我国季冻地区公路沥青路面普遍使用90＃重交通沥青，然而部分路段严重的车辙早期病害表明在交通量较大的条件下使用90＃沥青混合料难以满足公路高温性能要求，对车辙病害严重路段的调查及现场取芯试验显示，高速公路车辙病害多产生于路面中、下面层，对此进行的相关研究表明，在车辆重载作用下，沥青混凝土路面剪应力最大区域通常位于路表面以下4~9cm处，即路面的中、下面层，对于交通量较大的公路而言，由于90＃沥青高温抗变形能力不足，在较高的温度及剪应力作用下，路面中、下面层产生较大的形变，致使路面产生严重的车辙病害。使用改性沥青的道路结构虽然病害数量在一定程度上减少，但这成果的取得是以大量的资金投入为代价的，且由于使用时要受到资金和技术水平的限制，一般都只用于中、上面层。

　　相对90#沥青而言，70#沥青沥青具有较高的粘度和模量，高温抗变形能力优越，将其合理的应用于季冻地区沥青路面中有利于进一步提高我国季冻地区沥青路面的建设质量、延长路面使用寿命，尤其是在技术可行、经济适用的前提下，不但可明显提高沥青路面的高温稳定性，降低车辙，从而满足目前交通发展的迫切需求，且可有效降低路面造价，节约经济。

　　交通部西部建设科技项目《季冻地区70#沥青路用性能的应用研究》于2009年7月通过了交通部科教司组织的可行性研究报告评审，同年9月份签定了项目合同书，编号：2009.318.801.050。2010年6月通过了项目研究大纲的评审。2013年2月完成了课题的鉴定，研究成果达到国际先进水平，项目的承担单位为吉林省交通科学研究所。

　　本项目主要研究内容包括：

　　1、季冻地区70#沥青路面使用性能调查和病害分析；

　　2、70#沥青、70#沥青胶浆及70#沥青混合料路用性能的研究；

　　3、70#沥青混合料配合比优化设计；

　　4、季冻地区70#沥青路面结构形式及适用条件研究；

　　5、季冻地区70#沥青路面施工工艺的研究；

　　6、提出季冻地区70#沥青应用技术指南。

　　二、项目研究的目的及意义

　　本项目的提出是在东北地区公路“十二 五”建设的背景下，结合东北地区公路使用现状及主要病害类型提出来的，本项目的研究是为了将70#沥青合理的应用于季冻地区公路工程中，进而在不增加工程造价的前提下，达到提高季冻地区公路沥青路面高温抗车辙性能，延长公路使用寿命的目的。

　　70＃沥青混合料在季冻地区公路中的应用可有效改善沥青路面公路的高温抗车辙性能，增强路面的耐久性，提高季冻地区公路的运营质量，然而对于低标号沥青，沥青工作者对它的低温抗裂性能首先表示怀疑，特别是在对低温性能有着特殊要求的季冻地区，这也是人们极为关注的问题。70＃沥青虽普遍应用于我国南方地区，但在北方季冻地区应用相对较少，对于其在季冻地区的适用性，对季冻地区沥青路面低温性能的影响以及在季冻地区拌和、施工工艺中可能会出现的问题还不了解，这些都需要通过实际工程的应用来验证。因此，本次项目研究中将针对人们怀疑的这几方面展开具体的研究，通过实体工程调查、理论分析、力学计算、试验验证、实体试验工程研究等几种途径提出了70#沥青在季冻地区的适用条件及适用层位，结合70#沥青路面试验路的修筑掌握了季冻地区70#沥青路面施工工艺及施工关键技术，进而编制了《70#沥青在季冻地区公路工程中的应用技术指南》，为70#沥青在季冻地区的合理应用提供了技术支撑，由于70＃沥青的造价远低于改性沥青，不会额外增加路面造价，节约经济，具有良好的经济效益和社会效益。因此该项目研究成果的推广应用对推动季冻地区公路建设事业又好又快的发展起到积极地作用，对促进吉林省经济建设的快速发展具有一定的意义。

　　三、项目研究的经济效益

　　公路沥青路面车辙病害是季冻地区公路早期病害的主要形式之一，车辙病害使公路大修年限提前，既增加养护成本同时又影响公路的使用质量，采用改性沥青虽一定程度上减轻了路面车辙早期病害，但却造成建设成本的大幅度增加，本项目在调查和室内试验研究的基础上，提出了70#沥青在季冻地区的适用条件、适用层位及施工控制指标，并形成指南，结合本项目研究成果将70＃沥青合理的应用于季冻地区公路中既可提高路面的高温稳定性，明显减少车辙等早期病害，降低路面维修养护费用，又不会增加额外的工程造价，具有良好经济效益。

　　保守估计，如能合理的采用70#沥青，每公里公路每年可节约养护维修费用0.69万元，吉林省现有高速公路2250余公里，且预计2015年达到4500公里，这表示在未来的几年内，吉林省将再建高速公路2000余公里，按此计算，如能在新建的2000公里高速公路中合理的采用70#沥青，则每年维修养护费用可节省1380万元，由此可见，本项目研究成果在公路工程中的推广应用可产生客观的经济效益。

　　四、项目研究市场需求前景、推广应用领域

　　本项目研究成果可以为季冻地区70＃沥青在公路工程路面中的应用提供实践依据和理论指导，有利于进一步提高季冻地区高速公路沥青路面的建设质量、延长使用寿命，尤其是在技术可行、经济适用的前提下，提高沥青路面的高温稳定性，降低车辙，从而满足目前重交通发展的迫切需求，同时相对使用改性沥青而言可明显降低路面造价，节约经济，因此应用领域极为广阔。

　　以东北三省高速公路为例，根据东北老工业基地公路水路交通发展规划纲要，“到2020年东北区域骨架公路网规划总里程1.4万公里，其中包括国家高速公路9865公里”。截至2008年底，东北三省高速公路里程为4688公里，也就说到2020年至少还需建设5000多公里的高速公路，并且目前高速公路以沥青路面为主。可见，仅仅将本研究成果用于将要修建的东北地区高速公路某些路段，减少车辙病害，提高高速公路路面的使用质量，延长路面的使用寿命，从长远考虑直接经济效益和间接效益就很巨大。如果将本研究成果应用范围扩大至全国的季冻地区高等级公路所产生的效益将是巨大的。

　　本项目结合吉林省的气候特点，对70＃沥青在季冻地区的适用性及路用性能进行系统研究，研究成果在气候条件适宜的季冻地区可望得到推广和应用。（文：姚冬冬）