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        PR技術(shù)在安慶S228路面大中修工程中的應(yīng)用

        2016-08-05 03:27:10劉偉松
        黑龍江交通科技 2016年6期

        劉偉松

        (安慶市公路管理局直屬分局,安徽 安慶 246001)

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        PR技術(shù)在安慶S228路面大中修工程中的應(yīng)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(shè)計方案,進(jìn)一步介紹了大中修中應(yīng)用的PR技術(shù)的主要內(nèi)容和它的技術(shù)特點(diǎn);詳細(xì)敘述了PR技術(shù)在S228樅陽段路面工程維修養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用情況,包括應(yīng)用中的技術(shù)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(guān)鍵詞:PR技術(shù);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(diǎn)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(diǎn)位于樅陽縣義津鎮(zhèn),終點(diǎn)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(shè)計速度為80 km/h。當(dāng)時的路面結(jié)構(gòu)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(jìn)行過大修養(yǎng)護(hù),采用補(bǔ)強(qiáng)后,其結(jié)構(gòu)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(jìn)行大修養(yǎng)護(hù),其中K20+500~K21+500結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)果及有關(guān)資料的分析:路面病害的主要原因有,路面的整體強(qiáng)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(shè)計不佳,細(xì)料和粉料偏多,特別是局部膠結(jié)料偏少強(qiáng)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(dǎo)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(jié)果為差,說明路面破損狀況較嚴(yán)重。

        由于路面破壞嚴(yán)重,道路現(xiàn)狀已不能適應(yīng)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(jì)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。為了改善道路的服務(wù)水平,提高道路通行能力,帶動地方經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步快速發(fā)展,維修恢復(fù)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(yīng)用的PR新技術(shù).

        2S228路段大,中修路面的設(shè)計方案

        本次大中修的S228桐安路工程起點(diǎn)樁號為K20+400,終點(diǎn)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(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)或冷再生后,再加鋪瀝青面層,并在上面層中采用PR技術(shù)。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(jìn)行處理補(bǔ)強(qiáng)后,再進(jìn)行路面施工,具體設(shè)計為:上面層4 cm AC-13C細(xì)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(jié)構(gòu)。(2)對于大面積塊裂路段,先進(jìn)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(xì)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(bǔ)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(hù)周期,降低養(yǎng)護(hù)費(fèi)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(shù)中的PLAST.S瀝青混合料添加劑,詳見表1。

        表1 路面大,中修設(shè)計方案與段落劃分

        3PR技術(shù)介紹

        PR技術(shù)是法國路面材料實(shí)業(yè)有限公司研發(fā)的一整套提高瀝青路面技術(shù)性能與路用性能的系列技術(shù),他們用一種新的理念,提出改性瀝青混合料技術(shù)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(shù)性能是先通過將瀝青的性能進(jìn)行改性,提高了瀝青的技術(shù)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(shù)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(shù)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(jìn)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(shù)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(diǎn)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(dāng)瀝青混合料成型冷到氣溫后性能達(dá)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(biāo)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(shù)在S228路面大修工程中的具體應(yīng)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(yīng)用了PR技術(shù),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(yīng)用情況如下。

        4.1瀝青材料

        采用普通A級70#瀝青,其技術(shù)性能見表2。

        表2 A級70#瀝青的技術(shù)要求與瀝青試驗結(jié)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(shè)計

        經(jīng)設(shè)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(jìn)行了馬歇爾,殘留穩(wěn)定度,凍融劈裂強(qiáng)度比和車轍試驗,試驗結(jié)果匯總見表5。

        表5 添加PR添加劑AC-13c的瀝青混合料技術(shù)性能試驗結(jié)果

        說明:規(guī)范技術(shù)指標(biāo)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(biāo)動穩(wěn)定度達(dá)到5 080次/mm,馬歇爾穩(wěn)定度14.61 kN,以及其它指標(biāo)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(qiáng)度比%都在增加。(3)車轍的動穩(wěn)定度指標(biāo)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(shù)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(jié)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(jìn)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(jié)果見表6。

        表6 添加PR 添加劑路面性能指標(biāo)測定結(jié)果

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

        6結(jié)論

        (1)通過這次在S228路面大修工程中對法國PR技術(shù)的應(yīng)用,證實(shí)PR技術(shù)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(shù)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(xiàn):

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        [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(xué)學(xué)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(hù)研究及管理工作。

        中圖分類號:U416.1

        文獻(xiàn)標(biāo)識碼:C

        文章編號:1008-3383(2016)06-0019-02

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