沥青混合料是由沥青结合料粘结矿料组成的,其高温稳定性的形成机理也来源于沥青结 合料的高温粘结性和矿料级配的嵌挤作用。但是在高温状态下,即使采用了经过改性的高粘 度沥青结合料,仅仅依靠沥青无法承受车辆荷载的强大水平推挤力和水平剪切作用的。在这 种情况下,粗细集料和矿粉组成的矿料级配起到了重要作用。据国外研究得出的经典的说法 是,沥青混合料的高温抗车辙能力有60%依赖于矿料级配的嵌挤作用,沥青结合料的粘结性 能只能有40%的贡献。

 对不同组成的沥青混合料,集料(尤其是产生嵌挤的粗集料)比例是重要的因素。对密级 配沥青混凝土来说,如果集料是悬浮在沥青胶(砂)浆中,嵌挤作用不能很好形成,沥青的作用 将提高成为主要因素。相反,对以集料嵌挤作用为主的沥青碎石、贯人式以及沥青玛蹄脂碎石 混合料(SMA) 、大孔隙排水式沥青混合料(OGF C) 等, 高温稳定性主要依靠粗集料的嵌挤作用, 一般具有很高的抗车辙能力。

 有人认为间断级配的沥青混合料的高温稳定性优于密级配沥青混合料,其实也不一定,据 SHRP的研究124) , 在通常情况下, 合理的密级配混合料的高温稳定性要优于间断级配的混合 料。只有SMA是例外。

 集料粒径对沥青混合料的高温稳定性有相当的影响,传统的想法认为,集料越粗对抗车辙 越有利,因此我国的路面结构中集料粒径一般比较大。例如,高温的沥青路面表面层集料经常 为13mm公称粒径,而我国则常用16mm公称粒径,中下面层更大。但是车辙试验表明,对AC -13、AC-16、AC-25混合料, 动稳定度并没有什么差别。美国为验证SUPERPAVE配合比设 计成果的西部环道试验中,将集料分为粗、中、细3种级配,试验表明:热拌沥青混合料在最佳 沥青用量,空隙率8%时,粗级配的车辙深度最大,细级配次之,中级配最小。我国有的实验结 果也表明,在最佳沥青用量时,在不同粒径的混合料中,中粒式沥青混凝土的高温抗车辙能力 最好,其次是细粒式,粗粒式的反而最差[2II。这是由于路面成型时,集料在混合料中的存在状 态并没有一定的规律,完全是随机的,集料都不可能完全是接近立方体的,总有一定程度的扁 平、细长(尽管不超过规定),这些集料有的立着,有的歪着,有的躺着,但是随着交通荷载的不 断碾压,颗粒则逐步向最稳定的形态变化,渐渐地都躺下了,在这个过程中,混合料必然发生变 形,这可能是集料较粗的混合料反面变形较大的缘故。

 图示出一个开挖切割的车辙断面,图中清楚可见15cm下方的粗粒式混合料的流动 变形及粗集料的排列情况。这样的情况在首都机场东跑道端部变形处的钻孔试件中也同样发 现过。尽管如此,不少人对加大集料粒径仍然寄予希望,例如在美国,一些地方正在研究采用 了一种“大石料”混合料,集料颗粒最大粒径达到层厚2/3,期望有利于减小因轴载增加、轮胎 气压增高所产生的车辙。