王航 李磊 趙桂娟 郭平

(1.陜西省高速公路建設(shè)集團(tuán)公司，陜西 西安 710065;2.西安科技大學(xué)，陜西 西安 710054;3.西安公路研究院，陜西 西安 710065)

近年來(lái)，陜西省修筑的幾條高速公路均不同程度出現(xiàn)了較嚴(yán)重的車轍，有些路段通車1個(gè)月或半年后的第1個(gè)夏季的高溫期就產(chǎn)生深度10 mm～50 mm的車轍。因此，針對(duì)陜西省的高速公路建設(shè)現(xiàn)狀，對(duì)車轍從材料、級(jí)配等方面進(jìn)行系統(tǒng)研究，提出高抗車轍性瀝青混凝土是十分必要的［3］。

1 PR PLASTS抗車轍劑

試驗(yàn)路段面層采用法國(guó)生產(chǎn)的PR PLASTS抗車轍劑。PR PLASTS抗車轍劑外觀為深藍(lán)色顆粒，可以在常溫下保存。PR PLASTS主要成分為改性的高密度PE及低密度PE，屬于熱塑性樹脂類［4］，其基本特性見表1。

表1 PR PLASTS基本特性

2 高抗車轍性瀝青混凝土原材料性質(zhì)

2.1 礦料

1)粗集料。a.用于路面各層的粗集料應(yīng)潔凈、干燥、無(wú)風(fēng)化、無(wú)雜質(zhì)，具有足夠的強(qiáng)度和良好的粘附性能，其質(zhì)量技術(shù)要求應(yīng)滿足現(xiàn)行公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范要求。b.粗集料應(yīng)具有良好的顆粒形狀，不得采用顎式破碎機(jī)加工碎石。c.粗集料的粒徑規(guī)格應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求和JTG F40-2004公路工程瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范表4.8.3的要求。d.粗集料的料源最好是同一個(gè)石料場(chǎng)(同一種基巖，同一種生產(chǎn)工藝)。如果采用兩個(gè)料場(chǎng)的粗集料，應(yīng)分別堆放，分別做配合比試驗(yàn)。2)細(xì)集料。細(xì)集料的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)滿足現(xiàn)行公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范要求。3)填料。a.用于路面各層的礦粉應(yīng)采用石灰?guī)r磨制的石粉，原石料中泥土雜質(zhì)應(yīng)除凈。磨細(xì)石灰粉、水泥也可以用作填料，但其用量不宜超過礦料總量的3%。b.填料應(yīng)干凈、干燥，不應(yīng)含有雜質(zhì)和團(tuán)粒，同時(shí)礦粉應(yīng)能自由地從礦粉倉(cāng)流出，其質(zhì)量應(yīng)滿足現(xiàn)行公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范要求。

2.2 瀝青

本試驗(yàn)段上面層采用克拉瑪依90號(hào)道路石油瀝青為基質(zhì)瀝青的PR PLASTS改性瀝青混凝土，中面層采用SK-90號(hào)道路石油瀝青為基質(zhì)瀝青的SBSⅠ-C類改性瀝青，下面層采用克拉瑪依90號(hào)道路石油瀝青，其技術(shù)要求應(yīng)滿足現(xiàn)行公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范要求。

3 礦料級(jí)配及油石比的確定

3.1 瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

PR PLASTS改性瀝青混合料的馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合表2的技術(shù)要求。

表2 改性瀝青混合料室內(nèi)試驗(yàn)技術(shù)指標(biāo)

3.2 瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)方法

1)級(jí)配的確定。為了達(dá)到抗高溫車轍的效果，瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)時(shí)礦料級(jí)配的確定是關(guān)鍵，應(yīng)參考現(xiàn)行JTG F40-2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范中對(duì)級(jí)配的要求，結(jié)合美國(guó)現(xiàn)行Superpave設(shè)計(jì)體系的研究成果，保證混合料中的礦料形成骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)。礦料合成級(jí)配應(yīng)符合表3的級(jí)配范圍。

表3 中面層礦料合成級(jí)配要求范圍

2)瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)。a.礦料配合比的確定。針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的情況，我們直接進(jìn)行了施工配合比設(shè)計(jì)，對(duì)不同熱料倉(cāng)的集料進(jìn)行了篩分，根據(jù)表3所給出的級(jí)配范圍對(duì)不同料倉(cāng)的集料進(jìn)行了合成，篩分結(jié)果及合成結(jié)果如表4，圖1所示。通過篩分確定出熱料倉(cāng)的比例為1 號(hào)∶2 號(hào)∶3 號(hào)∶礦粉 =20∶10∶64∶6。b.最佳油石比的確定。根據(jù)篩分所得的比例，在5.2%～5.5%之間變化油石比，進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，通過試驗(yàn)確定出最佳油石比為5.4%。c.PR PLASTS用量的確定。根據(jù)前面確定的礦料配合比、最佳油石比，改變PR PLASTS用量，分別為瀝青用量的0%，3%，4%，5%，6%制作車轍板試件，在60℃條件下進(jìn)行車轍試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

圖1 AC-13瀝青混合料合成級(jí)配圖

表4 AC-13瀝青混合料級(jí)配計(jì)算表

表5 靖王上面層AC-13瀝青混合料試驗(yàn)

值得說明的是，加入PR PLASTS抗車轍劑后，最佳油石比增加 0.2%，即為 5.6%。

圖2 0.7 MPa，60℃條件下動(dòng)穩(wěn)定度DS

從圖2和圖3可以看出當(dāng)PR PLASTS抗車轍劑的添加量達(dá)到4%后，在溫度為60℃，70℃條件下，其動(dòng)穩(wěn)定度均在4 000次/mm以上，故從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度考慮，確定PR PLASTS抗車轍劑的添加量為瀝青用量的4%。

圖3 0.7 MPa，70℃條件下動(dòng)穩(wěn)定度DS

4 結(jié)語(yǔ)

1)PR PLASTS抗車轍劑加入瀝青混凝土中，由于這種聚合物在瀝青混合料中的嵌擠、加筋、膠結(jié)作用，顯著提高了混合料的高溫抗車轍能力、低溫可變性和粘聚性、抗疲勞特性，使用和生產(chǎn)過程中易于貯存和混合，但需要適當(dāng)提高瀝青用量。2)進(jìn)行了施工配合比設(shè)計(jì)，根據(jù)篩分及合成結(jié)果所得的比例，油石比在5.2%～5.5%之間變化，通過馬歇爾試驗(yàn)，確定出瀝青混合料最佳油石比為5.4%。而摻加PR PLASTS抗車轍劑的瀝青混合料設(shè)計(jì)方法與普通瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)方法完全相同，只是將添加PR PLASTS前確定的油石比增加0.2%，來(lái)作為添加PR PLASTS后的混合料油石比，即加入PR PLASTS抗車轍劑后，瀝青混合料最佳油石比為5.6%。3)根據(jù)確定的礦料配合比、最佳油石比，改變PR PLASTS用量，制作車轍板試件，在60℃和70℃兩種溫度條件下進(jìn)行車轍試驗(yàn)，當(dāng)PR PLASTS抗車轍劑的添加量達(dá)到4%以上，動(dòng)穩(wěn)定度均在4 000次/mm以上，因此確定出PR PLASTS抗車轍劑的添加量為瀝青用量的4%時(shí)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益最佳。

［1］伍石生，郭 平.高抗車轍性瀝青混凝土研究［R］.西安：西安公路研究所，2010.

［2］管金花，鄧可庫(kù).摻抗車轍劑瀝青混凝土路用性能試驗(yàn)研究［J］.青海交通科技，2010(4)：11-12.

［3］邵建芬.基于抗車轍能力分析的瀝青混合料路用性能研究［J］.寧波工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，24(4)：61-64.

［4］張業(yè)茂，胡光偉，趙錫娟，等.摻加抗車轍劑改性瀝青混合料高溫性能研究［J］.公路，2012(9)：178-184.

［5］王 偉，孟慶營(yíng)，張紅兵，等.摻加顆粒狀抗車轍劑改性瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)方法［J］.天津城市建設(shè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，17(4)：264-267.

［6］周 琦，王楓成，李曉民，等.摻加抗車轍劑瀝青混合料的高溫性能評(píng)價(jià)方法［J］.蘭州理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，37(4)：130-134.

［7］段號(hào)炎，慕海瑞，楊 銳.PR抗車轍劑在高速公路瀝青混合料中的應(yīng)用研究［J］.中外公路，2011，31(1)：221-224.

［8］廖書全.不同抗車轍劑瀝青混合料使用性能試驗(yàn)研究［J］.公路工程，2012(5)：41-43.