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摘要：车辙是高等级道路沥青路面的主要病害之一。我国的沥青路面，基层主要采用无机结合料稳定类，对于这类基层沥青路面，车辙主要是沥青混合料层永久变形产生的。《公路沥青路面设计规范》（JTGD50—2017）经过多年的研究，提出了沥青混合料层永久变形的计算方法。本文采用这一方法，对影响永久变形量的各因素作详细分析，从中找出最关键的因素，供道路设计人员参考。
关键词：无机结合料稳定；基层沥青路面；永久变形；影响因素；分析
1永久变形量计算方法
《公路沥青路面设计规范》（JTGD50—2017）依据多种沥青混合料，在不同温度、压力等条件下的大量有效车辙试验结果，建立了包含荷载作用次数、温度、竖向压应力、层厚和车辙试验永久变形量等参数的沥青混合料层永久变形预估模型，并利用国内10余条公路多年车辙数据和5个试验路段车辙数据对该模型进行了修正和验证。考虑到沥青路面不同深度处应力分布和不同沥青混合料层抗车辙性能的差异，规定分层计算永久变形量。首先对各沥青混合料层进行分层：（1）表面层，采用10~20mm为一分层。（2）第二层沥青混合料层，每一分层厚度应不大于25mm。（3）第三层沥青混合料层，每一分层厚度应不大于100mm。（4）第四层及以下沥青混合料层，作为一个分层。然后，根据标准条件下的车辙试验，得到各层沥青混合料的车辙试验永久变形量，按式（1）和式（2）计算沥青混合料层总的永久变形量和各分层的永久变形量。
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式中：Ra为沥青混合料层永久变形量，mm；Rai为第分层永久变形量，mm；n为分层数；Tpef为沥青混合料层永久变形等效温度，℃；Ne3为设计使用年限内或通车至首次针对车辙维修的期限内，设计车道上当量设计轴载累计作用次数；hi为第分层厚度，mm；h0为车辙试验件的厚度，mm；R0i为第i分层沥青混合料在试验温度为60℃，压强为0.7MPa，加载次数为2520次时，车辙试验永久变形量，mm；kRi为综合修正系数，按式（3）~式（5）计算：
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式中：zi为沥青混合料层第i分层深度，mm，第一分层取15mm，其他分层为路表距分层中点的深度；ha为沥青混合料层厚度，mm，大于200mm时，取200mm；pi为沥青混合料层第分层顶面竖向压应力，MPa，根据弹性层状体系理论进行计算。
2永久变形量影响因素分析
以某典型的无机结合料稳定类基层沥青路面为例进行计算，各层材料参数见表1。
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表1路面结构
Ne3取2.62×107，Tpef取21.1℃。各沥青混合料层的车辙永久变形量都取4.5mm。根据式（1）和式（2），可得到该路面结构永久变形量为18.12mm。将基层的厚度、模量和各面层的模量增加20%和50%，永久变形量计算结果见表2。
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表2永久变形量与各因素变化关系
由表2可见，基层厚度和模量增加均会导致永久变形量增加，模量的影响更大；下面层模量增加也会导致永久变形量增加；只有中、上面层模量增加，才会让永久变形量减少。上述因素变化对永久变形量的影响，主要是通过对压应力的影响来实现的。基层厚度和模量增加，都会引起面层内压应力的增加，由式（2）可知，压应力越大，永久变形量越大。同样，下面层模量增加同样会引起面层内压应力的增加。只有中、上面层模量的增加，才会引起面层内压应力的减小。但是，由表2可知，基层厚度、模量的变化，虽然对永久变形量有影响，但是影响不大，可以忽略不计。若仅仅考虑对压应力的影响，则面层模量变化对永久变形量的影响也可忽略。有一点需要说明，面层模量增加，会使抗车辙能力增强，即使车辙试验永久变形量减小。若将上面层、中面层和下面层的车辙试验永久变形量减少20%和50%，则计算结果见表3。
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表3永久变形量与沥青混合料车辙试验关系
由表3可知，增加上面层和中面层的抗车辙能力，尤其是中面层抗车辙能力，可以显著减少永久变形量。
3结语
为提高无机结合料稳定类基层沥青路面的抗永久变形能力，应从提高中、上面层的抗车辙能力着手。设计中常常采用的增强基层的做法，对抗永久变形能力有害无益。
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