PR抗車轍劑在G205天津段工程中的應用研究

□文 /張亞鵬

近年來，由于公路載重車輛比例增加，尤其是車輛超載現象嚴重，使瀝青路面很容易產生車轍。車轍使路表產生過量的變形，影響路面的平整度，輪跡處瀝青混凝土層厚度減薄，從而削弱了面層及路面結構的整體強度，易于誘發各種事故，嚴重影響路面的使用壽命[1]。因此，預防和控制車轍成為人們普遍關心的課題之一[2～3]。這其中，針對改善瀝青混合料高溫穩定性的瀝青改性劑研究在近年成為熱點。

PR PLASTS(以下簡稱PR)是一種專用抗車轍添加劑，該產品為纖維聚合物，其中纖維聚合物成分＞95%，填充物成分＜5%，是一種改善瀝青混合料性能的添加劑，對改善高溫穩定性，提高抗車轍能力有顯著的效果[4]。

PR抗車轍劑主要是通過加筋、改性和嵌擠作用，來實現對瀝青混合料的改性，其原理就是在骨料的表面形成空腔狀微粒群，使骨料的粘性增強，骨料之間間隙被顆粒填充，瀝青的性能得到改善，從而使得瀝青混合料的綜合性能得到提高。

本文將結合G205國道天津段改造示范工程（K320+900～K336+200），研究并檢驗PR抗車轍劑對瀝青混合料的實際路用效果。PR抗車轍劑應用于4 cm細粒式改性瀝青混凝土表面層AC-13，抗車轍劑含量為4‰。

1 配合比設計

1.1 原材料

河北省三河產石灰巖粗集料及礦粉、天津薊縣產機制砂；瀝青為山東濱州70號A級道路石油瀝青，試驗數據見表1-表2，PR抗車轍劑試驗數據見表3。

表1 70號A級瀝青試驗檢測數據

表2 集料試驗檢測數據

表3 PR抗車轍劑性能指標及檢測方法

續表3

1.2 混合料礦料級配設計

依據JTGF 40—2004《公路瀝青路面施工技術規范》關于AC-13型瀝青混合料礦料級配范圍要求，確定級配組成見表4，礦料級配曲線見圖1。

表4 AC-13型PR抗車轍混合料配合比 %

圖1 混合料礦料合成級配曲線

1.3 最佳油石比的確定

采用GTM旋轉剪切法進行試件的制備并確定其最佳油石比。GTM試件體積參數試驗結果見表5。

表5 PR抗車轍瀝青混合料GTM試件體積參數及馬歇爾穩定度試驗結果

由表5可見，穩定系數GSI隨油石比的增加而增大，當油石比＞4.8%時，GSI大幅度增大，曲線已呈急劇增加趨勢，表明混合料中的瀝青已過量，試件的塑性變形過大；而安全系數GSF，在油石比為4.8%時數值最大，綜合考慮GTM試驗結果并參考體積參數的大小及變化趨勢，將AC-13型PR抗車轍瀝青混合料最佳油石比確定為4.8%。

1.4 混合料性能驗證

本工程位置在氣候分區中屬于夏濕潤冬冷區，依據JTGF 40——2004中對該區瀝青混合料進行試驗。

1）高溫抗車轍性能試驗結果見表6。

表6 AC-13型PR抗車轍瀝青混合料車轍試驗結果

2）抗水損害性能試驗結果見表7。

表7 AC-13型PR抗車轍瀝青混合料殘留穩定度和凍融劈裂強度比試驗結果

3）低溫抗裂性能試驗結果見表8。

表8 AC-13型PR抗車轍瀝青混合料低溫彎曲試驗結果

2 PR抗車轍劑與SBS改性瀝青混合料數據對比

對同材料組成、同設計方法的SBS改性瀝青混合料分別進行動穩定度試驗、殘留穩定度試驗、凍融劈裂強度比試驗、低溫彎曲試驗并將其試驗數據與4‰摻量下的PR抗車轍瀝青混合料的性能進行對比，結果見表9。

表9 SBS改性瀝青混合料與PR抗車轍瀝青混合料試驗數據對比

由表9可以看出，同材料組成同設計方法下的SBS改性瀝青混合料的殘留穩定度、凍融劈裂強度比、低溫彎曲應變等試驗數據與PR抗車轍瀝青混合料基本相當，而PR抗車轍瀝青混合料的動穩定度試驗數據是SBS改性瀝青混合料的1.8倍。也就是說，PR抗車轍瀝青混合料的抗水損害性能及低溫抗裂性能與SBS改性瀝青混合料基本相當，而高溫抗車轍性能遠高于SBS改性瀝青混合料，具有顯著的技術優勢。

3 現場檢測結果

現場通過鉆芯取樣，用表干法測定芯樣的毛體積相對密度，以GTM成型試件密度作為標準密度來評定路面的壓實度，其中，每100 m取2個芯樣，試驗數據見表10。

表10 AC-13型PR抗車轍瀝青路面表面層壓實度及厚度試驗

由表10可以看出，在現有碾壓設備和碾壓工藝下，PR抗車轍瀝青混合料在較低溫度下具有良好的壓實性能，完全能夠達到GTM標準密度的98%以上。

按照JTGE60—2008《公路路基路面現場測試規程》相關要求，對PR抗車轍瀝青路面表面層的平整度、滲水、構造深度和摩擦擺值進行檢測，所有檢測項均滿足規范要求，路用性能良好，見表11。

表11 AC-13型PR抗車轍瀝青路面平整度、滲水、構造深度及摩擦擺值檢測數據

4 結論

1）PR抗車轍瀝青混合料配合比設計方法、流程等與常規的熱拌瀝青混合料配合比設計基本相同。

2）基于GTM成型方法設計的PR抗車轍瀝青混合料的高溫抗車轍性能、低溫抗裂性能、抗水損害性能均滿足JTGF 40—2004對SBS聚合物改性瀝青混合料的要求，尤其是高溫抗車轍性能遠遠高于同材料組成下的SBS改性瀝青混合料，具有明顯的技術優勢，能夠有效防止瀝青路面出現高溫車轍病害。

3）PR抗車轍瀝青混合料具有良好的路用效果，能夠有效提高瀝青路面質量，延長路面使用壽命。與SBS改性瀝青路面相比，PR抗車轍瀝青路面成本更低，綜合優勢明顯，值得進一步研究和推廣。

[1]張寶呂，赫奕梅，安慶林.淺談改性瀝青[J].長春大學學報，2004，（6）：82-84.

[2]高建立，季 節，高金歧.普通瀝青及改性瀝青混合料抗變形能力的對比分析[J].公路，2004，(6)：119-122.

[3]虞文景.改性瀝青現狀及發展前景（上）[J].交通世界，2004，（5）：38-40.

[4]馬素月.PR抗車轍劑在高速公路應用的研究[D].北京：北京交通大學，2008.