趙 凱，陳明星

(1.山西平陽(yáng)高速公路建設(shè)管理處;2.山西省交通科學(xué)研究院黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室)

山區(qū)重載高速公路行車(chē)道輪跡帶上會(huì)出現(xiàn)明顯的車(chē)轍病害，要求瀝青路面具有較好的高溫抗車(chē)轍能力。采用抗車(chē)轍劑是提高瀝青混合料高溫穩(wěn)定性最有效的途徑之一。PR PLAST.S(簡(jiǎn)稱(chēng)PR)是法國(guó)改善瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的一種抗車(chē)轍材料，它能充分提高瀝青混合料的眾多特征，特別是抵抗車(chē)轍變形的特征;車(chē)轍王是深圳市海川實(shí)業(yè)股份有限公司生產(chǎn)的抗車(chē)轍劑，兩種產(chǎn)品通過(guò)與集料表面的增粘、加筋、填充等多重作用而大幅提高瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性。與SBS 改性劑相比，抗車(chē)轍劑可以減少設(shè)備投資，減少瀝青老化，易于貯存和混合。通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)，分析兩種產(chǎn)品對(duì)提高瀝青混合料抗車(chē)轍性能的影響，在山西平定至陽(yáng)曲高速公路中面層中添加0.5%的抗車(chē)轍劑，以此來(lái)提高平陽(yáng)高速公路瀝青路面的整體質(zhì)量、減少瀝青路面的車(chē)轍，并進(jìn)行了跟蹤觀測(cè)。

1 工程概況

山西平定至陽(yáng)曲高速公路是山西省高速公路網(wǎng)“三縱、十一橫十一環(huán)”主骨架第五橫的重要組成部分，向東直抵京津冀地區(qū)，向西通往呂梁和陜西佳縣榆林產(chǎn)煤區(qū)，與連云港至蘭州國(guó)道主干線相接，形成快速連接?xùn)|西部物流、煤運(yùn)的大通道;全長(zhǎng)123.321 km，采用雙向六車(chē)道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)速度采用100 km/h，路基寬度33.5 m，橋涵設(shè)計(jì)的汽車(chē)荷載等級(jí)為公路—I 級(jí)。

全線分輕重車(chē)道設(shè)計(jì)，特重車(chē)道(陽(yáng)曲至平定方向)每車(chē)道上累計(jì)當(dāng)量軸次為1.63 ×108 次，路面結(jié)構(gòu)為4 cm AC－13 +6 cmAC－20 瀝青混凝土+12 cm ATB－30 瀝青穩(wěn)定碎石+40 cm 水泥穩(wěn)定碎石+20 cm 水泥穩(wěn)定碎石;重車(chē)道(平定至陽(yáng)曲方向)每車(chē)道上累計(jì)當(dāng)量軸次為2.48 ×107次，路面結(jié)構(gòu)為4 cm AC－13 +6 cm AC－20 +7 cm AC－25瀝青混凝土+36 cm 水泥穩(wěn)定碎石+20 cm 水泥穩(wěn)定碎石。瀝青路面上面層瀝青SBS 改性，中面層添加抗車(chē)轍劑。交通組成見(jiàn)表1，貨車(chē)比重為56.82%。

表1 交通組成表

2 添加抗車(chē)轍劑的瀝青混合料高溫性能試驗(yàn)研究

2.1 試驗(yàn)用材料

PR PLAST.S 抗車(chē)轍劑為直徑4 mm 黑色片狀顆粒，密度為0.91 ～0.965 g/cm3，熔點(diǎn)140 ～150 ℃，屬于改性的PE;車(chē)轍王抗車(chē)轍劑為直徑4 mm 黑色柱狀顆粒，密度為0.92 ～1.10 g/cm3，熔點(diǎn)150 ℃左右。抗車(chē)轍劑摻量為瀝青混合料總質(zhì)量的0.5%。試驗(yàn)采用粗集料為灰綠巖碎石，細(xì)集料為石灰?guī)r機(jī)制砂，填料為石灰?guī)r礦粉，瀝青為SK90。技術(shù)指標(biāo)符合瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范要求，見(jiàn)表2 ～表5。

表2 粗集料的技術(shù)指標(biāo)

表3 細(xì)集料的技術(shù)指標(biāo)

表4 礦粉的技術(shù)指標(biāo)

表5 SK90 瀝青的技術(shù)指標(biāo)

2.2 試驗(yàn)采用的混合料級(jí)配

試驗(yàn)采用AC－13 型瀝青混合料，10 ～16 mm 碎石∶5 ～10 mm 碎石∶3 ～5 mm 碎石∶0 ～5 mm 機(jī)制砂∶礦粉=19∶24∶10∶7，合成級(jí)配見(jiàn)表6。

表6 試驗(yàn)采用的AC－13 型瀝青混合料的級(jí)配

2.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

為研究抗車(chē)轍瀝青混合料的抗車(chē)轍變形能力，進(jìn)行了不同摻量、不同試驗(yàn)溫度的車(chē)轍試驗(yàn)。

(1)60 ℃車(chē)轍試驗(yàn)

圖1 為兩種抗車(chē)轍瀝青混合料60 ℃車(chē)轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度結(jié)果，圖2 為60 ℃車(chē)轍試驗(yàn)60 min 試件的變形。由圖1 可見(jiàn)瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度隨著抗車(chē)轍劑摻量的增加而增大;60 ℃試驗(yàn)溫度下，0.4%、0.5%、0.6%的PR PLAST.S 與車(chē)轍王瀝青混合料的車(chē)轍動(dòng)穩(wěn)定度都大于10 000 次/mm，說(shuō)明兩種抗車(chē)轍劑的加入使瀝青混合料具有較高的抗車(chē)轍能力。由圖2 可見(jiàn)車(chē)轍試件60 min 的變形隨著抗車(chē)轍劑摻量的增加而減小，0.4%、0.5%、0.6%的PR PLAST.S 與車(chē)轍王瀝青混合料的車(chē)轍試件60 min 變形均小于1 mm，表明兩種抗車(chē)轍劑的加入使瀝青混合料具有較高的抗變形能力。

圖1 兩種抗車(chē)轍瀝青混合料60 ℃車(chē)轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度結(jié)果

圖2 兩種抗車(chē)轍瀝青混合料60 ℃車(chē)轍試驗(yàn)60 min 試件的變形

(1)70 ℃車(chē)轍試驗(yàn)

圖3 為兩種抗車(chē)轍瀝青混合料70 ℃車(chē)轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度結(jié)果，圖4 為70 ℃車(chē)轍試驗(yàn)60 min 試件的變形。由圖3 可見(jiàn)70 ℃試驗(yàn)溫度下，瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度隨著抗車(chē)轍劑摻量的增加而增大，這與60 ℃的規(guī)律一致;不同摻量的PR PLAST.S 比車(chē)轍王的動(dòng)穩(wěn)定度大，說(shuō)明在70℃的高溫條件下PR PLAST.S 比車(chē)轍王具有更高的抗車(chē)轍能力;摻加0.5%、0.6%兩種抗車(chē)轍劑的瀝青混凝土動(dòng)穩(wěn)定度大于5 000(次/mm)，滿(mǎn)足山西省地方標(biāo)準(zhǔn)《公路抗車(chē)轍瀝青混合料設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》(DB14/T677－2012)的要求。由圖4 可知70 ℃試驗(yàn)溫度下，車(chē)轍試件60 min 的變形隨著抗車(chē)轍劑摻量的增加而減小;由圖2、圖4 可知試件60 min 的變形隨著試驗(yàn)溫度的升高而增大。

圖3 兩種抗車(chē)轍瀝青混合料70 ℃車(chē)轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度結(jié)果

圖4 兩種抗車(chē)轍瀝青混合料70 ℃車(chē)轍試驗(yàn)60 min 試件的變形

圖5 為70 ℃比60 ℃車(chē)轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度降低值的比較。從圖1、圖3、圖5 可知，70 ℃試驗(yàn)溫度下，0.4%、0.5%、0.6%的PR PLAST.S 車(chē)轍動(dòng)穩(wěn)定度比60 ℃時(shí)分別下降了42.3%、39.7%、40.8%;0.4%、0.5%、0.6%的車(chē)轍王車(chē)轍動(dòng)穩(wěn)定度比60 ℃時(shí)分別下降了85.7%、58.7%、49.0%;隨著試驗(yàn)溫度的升高，相同摻量的車(chē)轍王的動(dòng)穩(wěn)定度降低大于PR PLAST.S，而PR PLAST.S 瀝青混合料則衰減相對(duì)較緩，在高溫抗車(chē)轍能力方面PR PLAST.S 具有更大的優(yōu)勢(shì)。

圖5 70 ℃比60 ℃車(chē)轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度降低值的比較

3 實(shí)體工程車(chē)轍檢測(cè)結(jié)果

在山西平陽(yáng)高速公路第一合同段至第四合同段80 km中面層采用0.5%車(chē)轍王抗車(chē)轍劑改性，第五合同段至第七合同段43 km 中面層采用0.5%PR PLAST.S 抗車(chē)轍劑改性。兩年后采用加拿大Fugro Roadware 公司的ARAN9000 多功能道路檢測(cè)車(chē)對(duì)路面車(chē)轍深度進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果見(jiàn)表7，車(chē)轍深度在3 mm 以?xún)?nèi)，為表面層的壓密變形，未出現(xiàn)車(chē)轍，說(shuō)明抗車(chē)轍技術(shù)可以有效解決山區(qū)高速公路的車(chē)轍病害。

表7 路面車(chē)轍深度評(píng)價(jià)表

4 結(jié) 論

(1)瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度隨著抗車(chē)轍劑摻量的增加而增大，試件的60 min 變形隨著抗車(chē)轍劑摻量的增加而減小;60 ℃試驗(yàn)溫度下，0.4%、0.5%、0.6%的PR PLAST.S 與車(chē)轍王瀝青混合料的車(chē)轍動(dòng)穩(wěn)定度都大于10 000 次/mm，兩種抗車(chē)轍劑的加入使瀝青混合料具有較高的抗車(chē)轍能力。

(2)車(chē)轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度隨著試驗(yàn)溫度的增加而降低，60 min 試件的變形隨著試驗(yàn)溫度的增加而增大;摻加車(chē)轍王瀝青混合料的抗車(chē)轍能力會(huì)衰減較快，而相同摻量的PR PLAST.S瀝青混合料則衰減相對(duì)較緩;摻加0.5%、0.6%兩種抗車(chē)轍劑的瀝青混凝土70 ℃動(dòng)穩(wěn)定度大于5 000 次/mm。

(3)摻加0.5%車(chē)轍王和0.5%PR PLAST.S 抗車(chē)轍劑后，大大提高了中面層瀝青混凝土的高溫抗車(chē)轍性能，提高了平陽(yáng)高速公路路面的抗車(chē)轍能力，路面無(wú)車(chē)轍病害。

［1］陳明星.PR PLAST.S 瀝青混合料性能試驗(yàn)研究［J］.山西交通科技，2008，(1):27－29.

［2］徐寶龍.山區(qū)公路長(zhǎng)大縱坡路段抗車(chē)轍劑的應(yīng)用研究［J］.黑龍江交通科技，2010，(5):16－17.