PR技術在安慶S228路面大中修工程中的應用

劉偉松

(安慶市公路管理局直屬分局，安徽 安慶　246001)

?

PR技術在安慶S228路面大中修工程中的應用

劉偉松

(安慶市公路管理局直屬分局，安徽 安慶246001)

摘要：簡要的講述了S228省道的工程概況與今年樅陽段路面大中修的設計方案，進一步介紹了大中修中應用的PR技術的主要內(nèi)容和它的技術特點；詳細敘述了PR技術在S228樅陽段路面工程維修養(yǎng)護中的應用情況,包括應用中的技術性能試驗，直投整體改性瀝青混合料的工藝，施工與質(zhì)量檢測。

關鍵詞：PR技術；瀝青混合料改性劑；直投改性工藝；高溫穩(wěn)定性；車轍

1S228路面工程概況

本項目大修的路面工程為安慶市S228樅陽段的路面工程，工程位于安慶市樅陽縣境內(nèi)，項目起點位于樅陽縣麒麟鎮(zhèn)，樁號為K20+400，路線總體呈南北走向，終點位于樅陽縣義津鎮(zhèn)，終點樁號為K33+700，路線全長約13.3 km。該路于2001年開始改建，2003年9月完工。老路為二級公路，設計速度為80 km/h。當時的路面結構形式為:6 cm AM瀝青碎石面層，20 cm厚水泥穩(wěn)定碎石基層，30 cm厚級配碎石底基層。

2006年曾分別對K21+330～K24+330、K26+300～K27+900、K29+600～K31+200、K32+580～K33+700段進行過大修養(yǎng)護，采用補強后,其結構層選用3 cm的AC-13瀝青混凝土上面層，4 cm的AM-20瀝青混碎石下面層，20 cm的水泥穩(wěn)定碎石基層。2009年又一次對K20+500～K21+500、K31+775～K32+575段進行大修養(yǎng)護，其中K20+500～K21+500結構采取3 cm AC-10瀝青混凝土上面層，5 cm AM-16瀝青碎石下面層，21 cm冷再生基層；K31+775～K32+575結構采取3 cm AC-10瀝青混凝土上面層，4 cm AM-16瀝青碎石下面層，20 cm水泥穩(wěn)定碎石基層。現(xiàn)又經(jīng)過6年的使用，由于交通量的增加，重型車輛的增多，目前的路面又出現(xiàn)更多病害，主要病害為龜裂、塊狀裂縫、縱橫裂縫、沉陷。經(jīng)過調(diào)查結果及有關資料的分析：路面病害的主要原因有，路面的整體強度不足；水穩(wěn)基層的水泥劑量偏高，造成干縮和溫縮裂縫以及基層的集料組成設計不佳，細料和粉料偏多，特別是局部膠結料偏少強度不足，另由于超載車輛的不斷增加使路基路面產(chǎn)生豎向變形，導致路面下沉。根據(jù)對，K20+400～K33+700段的路面破損狀況指數(shù)(PCI)評定,PCI值平均為35.11，評定結果為差，說明路面破損狀況較嚴重。

由于路面破壞嚴重，道路現(xiàn)狀已不能適應現(xiàn)代交通的“快速、暢通、舒適、安全”的需求，且該道路是沿線居民出行及生產(chǎn)、生活的主要通道，對地方經(jīng)濟的發(fā)展起著至關重要的作用。為了改善道路的服務水平，提高道路通行能力，帶動地方經(jīng)濟的進一步快速發(fā)展，維修恢復工作已迫在眉睫。同時為了提高路面的使用質(zhì)量和使用壽命，在這次的路面大修中采用了目前廣泛應用的PR新技術.

2S228路段大,中修路面的設計方案

本次大中修的S228桐安路工程起點樁號為K20+400，終點樁號為K33+700，全長13.3 km，擬定大修路段6.215 km，工程總投資1 160萬元。全程路段處理方式分為大修和中修兩種方案，大修路段采取對基層先進行補強或冷再生后，再加鋪瀝青面層，并在上面層中采用PR技術。具體根據(jù)路面破壞情況又采用兩種方案：(1)對于大面龜裂路段，彎沉值較大的路段，先對老路基層病害進行處理補強后，再進行路面施工，具體設計為：上面層4 cm AC-13C細粒式普通瀝青混凝土，添加PR.PLAST.S瀝青混合料添加劑；下面層為6 cm AC-20C中粒式普通瀝青混凝土，基層為20 cm水泥穩(wěn)定碎石結構。(2)對于大面積塊裂路段，先進行20 cm冷再生后再加鋪下面層為6 cmAC-20C普通瀝青的中粒式瀝青混凝土，上面層為4 cm AC-13C細粒式普通瀝青混凝土，添加PRPLAST.S瀝青混合料添加劑。中修路段統(tǒng)一先淺銑刨，再局部病害挖補后統(tǒng)一加鋪瀝青面層。具體段落劃分見表1。

這次的路面大修工程中，為了提高瀝青路面的抵抗高溫變形能力，抵抗水毀破壞的能力，以及提高路面的使用性能和使用質(zhì)量，延長路面的耐久性和疲勞能力以及使用壽命，減少養(yǎng)護周期，降低養(yǎng)護費用，首次在路面大修工程的上面層中使用了法國PR系列技術中的PLAST.S瀝青混合料添加劑，詳見表1。

表1　路面大,中修設計方案與段落劃分

3PR技術介紹

PR技術是法國路面材料實業(yè)有限公司研發(fā)的一整套提高瀝青路面技術性能與路用性能的系列技術，他們用一種新的理念，提出改性瀝青混合料技術性能的新思路，即直接整體改性瀝青混合料的性能。以往提高瀝青混合料的技術性能是先通過將瀝青的性能進行改性，提高了瀝青的技術性能后再通過改性瀝青來改性瀝青混合料的性能。而PR技術直接改性瀝青混合料，瀝青不需要改性，減少了瀝青在改性過程的加熱環(huán)節(jié)。PR技術包括改性瀝青混合料的直投改性工藝和瀝青混合料的添加劑PLAST.S兩個主要部分。

直投工藝: 將PLAST.S添加劑在拌和瀝青混合料時直接投入到拌和鍋內(nèi)，要求添加劑與熱礦料同步進入拌和鍋，干拌時間不少于15 s，加入瀝青再拌和35～40 s，拌和溫度按照改性瀝青要求的溫度控制。這種直投整體改性瀝青混合料的工藝，不但代替了改性瀝青，而且對瀝青混合料的改性效果優(yōu)于SBS改性瀝青。

PLAST.S添加劑：它是瀝青混合料改性劑， PR技術有系列的瀝青混合改性劑， PLAST.S添加劑是其中的一種，它主要改善瀝青混合料的高溫性能，也稱為抗車轍劑。它呈黑色、固體、顆粒狀，顆徑4 mm左右，密度0.91～0.965 gr/cm3，熔化點為140～150 ℃。

添加劑先經(jīng)過和熱礦料料的拌和過程，體態(tài)軟化,加入熱瀝青后再攪拌，改性劑逐步分散在瀝青中，隨著繼續(xù)攪拌,分散更加均勻，并寡覆在礦料表面。當瀝青混合料成型冷到氣溫后性能達到改善提高：PLAST.S添加劑的摻量一般是瀝青混合重量的0.35%～0.5%，即一噸瀝青混合料添加3.5～5.0 kg。具體根據(jù)對車轍指標的要求：車轍5 000次/mm可添加0.35%；車轍5 000次/mm以上可添加0.4%，在大坡道上或者重型車輛多可添加0.5%。

4PR技術在S228路面大修工程中的具體應用

為了提高本次對S228路面大修的效果和作用，在大修的6 km的AC-13上面層中全部應用了PR技術，即在AC-13C的瀝青混合料中添加0.35%的PLAST.S添加劑(也稱抗車轍劑)具體應用情況如下。

4.1瀝青材料

采用普通A級70#瀝青,其技術性能見表2。

表2　A級70#瀝青的技術要求與瀝青試驗結果

4.2石料

采用的面層石料為石灰?guī)r，洛杉磯磨耗損失: 20.6%，集料壓碎值:19.9%。其規(guī)格產(chǎn)地見表3。

表3　石料規(guī)格與的比例

4.3礦料級配設計

經(jīng)設計AC-13C級配的各規(guī)格礦料比例見表3，合成級配見表4。

表4　AC-13C 瀝青混合料礦料合成級配

5馬歇爾試驗

通過馬歇爾試驗確定AC-13C的最佳油石比為5%，用最佳油石比分別摻入PR添加劑0.3%、0.35%、0.40%進行了馬歇爾，殘留穩(wěn)定度，凍融劈裂強度比和車轍試驗，試驗結果匯總見表5。

表5　添加PR添加劑AC-13c的瀝青混合料技術性能試驗結果

說明：規(guī)范技術指標為改性瀝青

從表5的試驗匯總表中得出：(1)添加0.35%的車轍指標動穩(wěn)定度達到5 080次/mm，馬歇爾穩(wěn)定度14.61 kN，以及其它指標都超過規(guī)范要求，因此本次大修工程中選定的PR添加劑為0.35%。(2)隨著PR抗車轍劑的增加,孔隙率有一定的減小，飽和度和穩(wěn)定度有一定的增大，殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強度比%都在增加。(3)車轍的動穩(wěn)定度指標隨著PR添加劑的增加也在顯著的增大。(4)PR PLAST.S瀝青混合料添加劑對改善提高瀝青混合料的技術性能和高溫性能效果非常明顯，對路面的水穩(wěn)性也有很大改善。(5)按照試驗的結果在大修路段的AC-13C上面層中全部添加了0.35%的PR PLAST.S,(瀝青混合料質(zhì)量的0.35%) 通過人工將添加劑投放進拌和鍋內(nèi)，總的拌和時間58 s左右。瀝青混合料的生產(chǎn)工藝簡單，路面施工沒有特殊要求，與普通瀝青混凝土工藝相同，路面施工于2015.8.15完工。

竣工驗收的路面檢測結果見表6。

表6　添加PR 添加劑路面性能指標測定結果

從表6的路面性能檢測結果看路面的各項性能指標都達到了規(guī)范要求,施工的質(zhì)量優(yōu)良。

6結論

(1)通過這次在S228路面大修工程中對法國PR技術的應用，證實PR技術是成熟的，它的工藝是可行;(2)瀝青混合料添加劑 PR PLAST.S材料的作用是明顯的，改性瀝青混合料的高溫技術性能和水穩(wěn)定性的效果是顯著的;(3)直投整體改性瀝青混合性能的工藝簡單，添加劑使用方便;(4) PR PLAST.S添加劑的改性瀝青混合性能效果顯著，可以提高瀝青路面的使用質(zhì)量。

參考文獻：

[1]段號炎,楊銳. PR抗車轍劑在高速公路瀝青混合料中的應用研究[J].中外公路，2011.

[2]羅鳴,陳超.摻加PRPLASTS瀝青混合料路用性能試驗研究[J].公路與汽車，2010.

[3]肖慶一等 添加PRPLASTS抗車轍劑瀝青混合料試驗研究[J].武漢理工大學學報，2010.

收稿日期：2016-04-11

作者簡介：劉偉松，工程師，從事公路養(yǎng)護研究及管理工作。

中圖分類號：U416.1

文獻標識碼：C

文章編號：1008-3383(2016)06-0019-02