摻抗車轍劑的瀝青混合料路用性能研究

張國杰

(承德市公路工程管理處)

省道平青樂線冀蒙界至平泉公路(承德段)，路線全長39 km，為二級公路。該項目平泉段途徑鐵礦礦區，由于道路縱坡大，車體重，車輛行駛速度緩慢，在車輛輪胎反復作用下，易出現車轍病害。為防止重載交通作用下路面車轍的產生，從提高瀝青混合料的高溫穩定性入手，開展抗車轍瀝青混合料路用性能試驗研究，鋪筑試驗路，解決平青樂二級公路縱坡路段車轍問題。

1 原材料性質分析

上面層采用AC－13 型瀝青混凝土混合料，下面層采用ATB－25 型瀝青穩定碎石混合料。各原材料產地為:瀝青為盤錦90 號，海川產“車轍王”抗車轍劑。

1.1 瀝青

對基質瀝青按JTG F40 －2004《公路瀝青路面施工技術規范》要求進行了規定項目的試驗。實驗結果表明，選用的瀝青符合90 號A 級瀝青技術要求。

1.2 礦料

粗集料選用20 ～30 mm、15 ～20 mm、10 ～15 mm 及5～10 mm 石灰巖，細集料采用天然砂及0 ～5 mm 石灰巖，礦粉，對各規格集料所測項目均符合JTG F40 －2004《公路瀝青路面施工技術規范》關于二級公路瀝青混合料用集料質量技術要求。

2 摻抗車轍劑瀝青性能對比試驗

試驗選用深圳海川工程科技有限公司產的車轍王，是一種由多種聚合物復合成的瀝青混合料添加劑，它通過集料表面的增粘、加筋、填充以及瀝青改性、彈性恢復等多重作用而大幅提高瀝青混合料的高溫穩定性，并對混合料的水穩定性和低溫抗裂性也有改善。對比試驗分別對盤錦90#瀝青、摻0.3%抗車轍王、摻0.4%抗車轍王、摻0.5%抗車轍王四種情況下瀝青針入度、延度、軟化點進行性能試驗。試驗結果見表2。

表2 瀝青性能對比試驗結果

2.1 針入度試驗結果分析

摻加抗車轍王添加劑后當量軟化點T800。經計算高于基質瀝青，且隨著摻量增加而增大;說明加入抗車轍王添加劑能提高瀝青的高溫穩定性。

2.2 延度試驗結果分析

從延度試驗數據可見:加入抗車轍王添加劑后10 ℃、15℃延度顯著下降，且隨著摻加量的增多，延度下降越明顯，這說明根據延度試驗指標，加入抗車轍王添加劑后瀝青低溫性能會有所下降。

2.3 軟化點試驗結果分析

(1)加入抗車轍王添加劑后，瀝青的軟化點明顯增高，說明加入抗車轍王可以增強瀝青混合料的高溫穩定性和抗車轍性能;

(2)隨著抗車轍王摻量的增加，瀝青軟化點也越高。且增加的幅度逐漸提高，基質瀝青加入0.3%抗車轍王后，軟化點升高5 ℃，但入0.4%抗車轍王后，軟化點升高近7 ℃。摻入0.5%抗車轍王后，軟化點升高11 ℃。可見，對這三個摻量來說，就高溫車轍來說0.5%是最佳摻量。

3 摻抗車轍王ATB－25 瀝青穩定碎石性能試驗

3.1 ATB－25 級配設計

良好的礦料級配組成，應該使其空隙率在熱穩定性容許的條件下最小，保證礦料之間及礦料與瀝青之間的相互作用良好，使結構瀝青充分裹覆礦料的表面，從而最大限度發揮混合料的結構強度效應，從而是混合料具有很強的抗車轍性能，以獲得最佳的路用品質。在選用礦料級配時，應根據級配理論和當地實際使用情況調查，最后確定出滿足工程實際需要的礦料級配曲線見圖1。抗車轍劑為外摻，摻量為瀝青混合料重量的0.3%，最佳油石比為3.5%，建議油石比范圍為3.4 % ～3.6%。

圖1 ATB－25 級配曲線

3.2 ATB－25 瀝青混合料路用性能分析

(1)高溫抗車轍試驗結果分析

瀝青混合料高溫穩定性車轍試驗按《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》(JTJ052 －2000)的T0719 －1993 試驗方法進行，其試驗結果見表3。

表3 車轍試驗結果

從試驗結果可知，添加抗車轍王車轍劑之后瀝青混合料的動穩定度增加近一半，車轍深度也大大低于未加抗車轍劑時的深度，這說明了抗車轍劑很大程度的提高了混合料的高溫穩定性。

(2)抗水損壞研究

根據現行試驗規范，采用浸水馬歇爾試驗殘留穩定度和凍融劈裂強度來評價瀝青混合料的抗水損壞性能。試驗數據見表4。

表4 瀝青混合料的殘留穩定度和凍融劈裂強度比

由表4 可知:添加抗車轍王車轍劑的瀝青混合料的殘留穩定度和劈裂強度比均有所增加，提高了混合料的抗水損害能力，有助于提高路面的使用壽命。

(3)低溫抗裂性能研究

試驗按照瀝青混合料彎曲試驗規程進行，在MTS 公司生產的材料試驗機上進行試驗，結果見表5。

表5 不同抗車轍王摻入量下瀝青混合料的彎曲強度

由表5 可知，摻入車轍劑的瀝青混合料的極限彎拉強度都有所增加，其極限彎拉應變減少，表明車轍劑對于混合料的低溫性能有一定影響，隨著抗車轍劑摻量增加瀝青模量增加。

4 結束語

根據室內試驗結果，2009年在省道平青樂二級公路中選取長1.6 km 的長大縱坡作為試驗路段，鋪筑了路面結構為3 cm AC－13 上面層+粘層油+6 cm 盤錦90#瀝青+摻0.4%抗車轍劑的ATB－25 下面層的試驗路，通過三年的長期檢測，車轍在規范允許范圍內，取得了良好的經濟和社會效益，建議在其他建設項目中推廣應用。

［1］伍石生，徐希娟.摻加PRPLASTS 抗車轍劑的瀝青混合料性能研究［J］.公路，2005，(1).

［2］丁慶軍等. 瀝青混凝土抗車轍劑研究及應用［J］. 中外公路，2008，(1).