抗車轍劑在瀝青混合料中的應用

許志強

摘要：隨著我國經濟建設的快速健康發(fā)展，道路交通量大幅增加，各等級公路車轍病害嚴重。在我國夏季高溫少雨的炎熱地區(qū)瀝青混凝土路面在連續(xù)高溫和持續(xù)重交通荷載的作用下，會產生不易恢復的永久變形并逐漸形成明顯的車轍，個別公路路面已嚴重渠化，造成瀝青路面的平整度整體降低，誘發(fā)瀝青路面的其他病害，從而影響行車安全，大大降低了路面的服務能力和使用壽命。本文從抗車轍劑的組成特點出發(fā)，通過摻加抗車轍劑的瀝青混合料與改性瀝青混合料綜合性能的比較介紹大烏高速公路上面層瀝青混合料中抗車轍劑的應用。

Abstract： With the rapid and healthy development of China's economic construction， the volume of road traffic has increased significantly， and rutting disease on all types of highways is serious. Under the influence of continuous high temperature and continuous heavy traffic load， the asphalt concrete pavement in the hot region with high temperature and little rain in summer in China will produce permanent deformation that is not easy to recover and gradually form obvious ruts. Some highway pavements have been severely channeled， resulting in the overall flatness of the asphalt pavement to decrease， which induces other diseases on the asphalt pavement， so that affects driving safety and greatly reduces the service capacity and service life of the pavement. Based on the characteristics of anti-rutting agent， this paper introduces the application of anti-rutting agent in the upper asphalt mixture of Dawu Expressway by comparing the comprehensive performance of asphalt mixture with modified anti-rutting agent and modified asphalt mixture.

關鍵詞：抗車轍劑;瀝青混合料;應用

Key words： anti-rutting agent;asphalt mixture;application

中圖分類號：U414 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2020）08-0250-03

1 ?工程概況

京新高速（G7）新疆境內烏魯木齊至大黃山改擴建公路項目位于烏魯木齊市米東區(qū)，項目起始樁號：K77+658-K100+600，路線全長22.942公里，其中上面層設計厚度40mm，計瀝青混合料11.435萬噸。

2 ?瀝青混凝土中抗車轍劑的作用

2.1 嵌擠作用 ?抗車轍劑在瀝青混合料拌合過程中單獨投放，在與礦料攪拌過程中軟化并形成細小的微粒最終均勻分布于瀝青混合料中，通過現場施工碾壓成型后的瀝青混合料中，這些細小的微粒相當于一部分單一粒徑細集料嵌擠填充了粗集料骨架中的空隙，而且這些微粒具有高粘附性，提高了瀝青混合料各礦料之間相互的作用力，從而使瀝青混合料路面成型后骨架更加緊密、牢固，同時使瀝青路面的抗?jié)B透性、承受荷載的能力等都有了顯著的提高。

2.2 加筋作用 ?抗車轍劑在與礦料攪拌過程中除形成部分細小的微粒外，還有一部分在攪拌的過程中形成絲狀的纖維，與瀝青膠結材料結合密集分布于礦料形成的骨架中，形成網狀的纖維加筋作用，有效提高了成型后瀝青路面的整體受力能力。

2.3 膠結作用 ?抗車轍劑通過與礦料干后拌使其軟化，形成的細小微粒與隨后加入的瀝青繼續(xù)攪拌，兩者有效結合，降低了瀝青的溫度敏感性，使瀝青及礦料的加熱溫度和瀝青混合料的拌合溫度都提高10℃左右，從而使瀝青與礦料的粘結能力大大提高。

2.4 變形恢復作用 ?通過彈性恢復試驗證明，抗車轍劑可以有效提高瀝青的彈性恢復能力，從而降低成型后瀝青路面在高溫狀態(tài)也產生的永久變形，避免車轍的產生。

3 ?配合比設計

SMA混合料組成設計依據JTG F40-2004《公路路面施工技術規(guī)范》中要求的馬歇爾試驗方法進行，在最后確定最佳油石比時穩(wěn)定度和流值不能作為配合比設計接受或否決的惟一指標，須要考慮空隙率、謝倫堡瀝青析漏試驗、肯塔堡飛散試驗和車轍試驗的結果。

3.1 原材料

3.1.1 瀝青 為了驗證抗車轍劑的作用，分別采用90#道路石油瀝青與SBSⅠ-B改性瀝青進行目標配合比設計進行對比。

3.1.2 礦料 瀝青混合料礦料中的粗集料采用花崗巖石質的10～15mm和5～10mm碎石，人工砂采用玄武巖石質的機制人工砂，礦粉采用磨細石灰?guī)r粉+生石灰粉。

3.1.3 抗車轍劑 抗車轍劑進場時應做全項型式檢驗，其性能應滿足《道路用抗車轍劑瀝青混凝土》（GB/T 29050-2012）的要求。

3.2 設計步驟

①確定礦料級配。首先將各粒級的礦料進行篩分（水篩），根據各單粒級的篩分結果通過計算法不斷調整各種礦料的比例，計算出粗、中、細三種滿足設計級配范圍的礦料比例。

級配1：10～15mm∶5～10mm∶機制砂∶礦粉=42∶36∶11∶11

級配2：10～15mm∶5～10mm∶機制砂∶礦粉=42∶32∶15∶11

級配3：10～15mm∶5～10mm∶機制砂∶礦粉=42∶40∶7∶11

通過試配，三種礦料合成級配結果如圖1所示。

②根據初步選定的三種級配比例，以經驗值6.4%油石比按馬歇爾試驗法分別對粗、中、細三種比例的級配進行試驗，通過對成型試件的物理力學指標、體積指標等綜合分述，最后優(yōu)選出級配1作為最佳級配，其各項指標均滿足大烏高速公路的技術要求及規(guī)范要求。

③瀝青混合料馬歇爾試驗根據前述優(yōu)選的1號級配，選用6.0%、6.4%、6.8%的油石比分別采用改性瀝青和摻抗車轍劑的瀝青進行馬歇爾試驗以確定各自的最佳瀝青用量，試驗結果如表1和表2所示。

④目標配合比設計檢驗及最佳瀝青用量的確定。按照馬歇爾試驗確定的最佳瀝青用量及已選定的最佳礦料比例拌合瀝青混合料進行車轍試驗、謝倫堡析漏試驗、肯塔堡飛散試驗的驗證，以檢驗目標配合比，最終確定最佳瀝青用量。通過上述三項驗證試驗，進一步結合馬歇爾試驗數據，重點考慮最佳瀝青用量時馬歇爾試件空隙率、礦料間隙率VMA等指標，推薦大烏高速公路上面層SMA-13瀝青混合料以6.4%的油石比作為最佳用油量。目標配合比確定后可進行下一步摻車轍劑瀝青混合料的生產配合比及路用效果驗證。

4 ?混合料的路用效果

4.1 生產配合比的確定 ?①確定熱料倉的進料比例。首先調通過整好冷料倉的進料速度，使進行拌和站的冷料與已確定的礦料最佳比例相同。冷料進入拌和站經過加熱、除塵后再進行二次篩分得到各個粒級的熱料，對各個粒級的熱料取樣進行篩分，并通過計算確定各熱料倉的比例，使合成的熱料級配與目標配合比時確定的最佳級配基本一致。②熱料倉的礦料級配調整好后就可以采用目標配合比階段通過馬歇爾等試驗確定的最佳瀝青用量噴油進行正式的瀝青混合料攪拌，將拌和站攪拌好的瀝青混合料取樣進行馬歇爾等各項試驗，通過試驗結果驗證生產配合比的可行性及拌和站的計量、攪拌等綜合性能。生產配合比檢驗合格后就可進行瀝青混合料的試驗段（生產配合驗證階段）的施工了。

4.2 生產配合比驗證 ?生產配合比調整好后就可進行下一步生產配合比驗證試驗了，按照生產配合比階段確定的瀝青用量及各熱料倉的比例拌和瀝青混合料，進行試驗段的施工。

4.2.1 室內試驗 ?在瀝青混合料拌和過程中分前、中、后分別取樣進行抽提篩分、馬歇爾試驗、析漏試驗，試驗結果如表3所示;試驗結果均滿足設計及規(guī)范要求。

4.2.2 現場試驗 ?對鋪筑好的試驗路段進行壓實度、空隙率、滲水系數、構造深度、現場切板檢測車轍等指標進行檢測，檢測結果如表4所示，生產配合比驗證結束后根據總結出的數據就可以進行正常的上面層瀝青混合料的施工了。

5 ?結束語

通過以上對摻抗車轍劑瀝青混凝土的各項性能檢驗，除各項指標均滿足設計及規(guī)范要求外，在瀝青用量相同的情況下其優(yōu)異的抗車轍能力是普通瀝青混合料無法相比的，大烏高速公路上面層優(yōu)良的抗車轍能力充分證明了這一點，隨著這一新材料的不斷推廣，必將在我國的公路建設中發(fā)揮更加重要的作用。

參考文獻：

[1]JTG E42—2005，公路工程集料試驗規(guī)程[S].人民交通出版社.

[2]JTG E20—2011，公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程[S].人民交通出版社.

[3]JTG F40—2004，公路瀝青路面施工技術規(guī)范[S].人民交通出版社.

[4]GB/T 29050-2012，道路用抗車轍劑瀝青混凝土[S].中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局中國國家標準化管理委員會.