抗滑瀝青混凝土在山地景區道路的應用研究

劉恒麗

抗滑瀝青混凝土在山地景區道路的應用研究

劉恒麗

（西安外事學院工學院，陜西 西安 710077）

為了解決山地景區道路排水抗滑性能不足存在的安全隱患，先把將不同摻量廢輪胎橡膠粉摻入SBS改性瀝青中，制成復合改性瀝青混合料試件。然后檢測不同摻量橡膠粉復合改性瀝青混合料試件的各項路用性能。最后對試驗段路面采用最佳橡膠粉摻量的復合改性瀝青混合料進行施工并檢測其排水抗滑性能。結果表明：在滿足瀝青路面排水抗滑性能和其他各項路用性能的基礎上，推薦廢輪胎橡膠粉摻量為20%左右；試驗段隨機抽樣15處，得到滲水系數和BNP均值為6 122 mL·min-1和68.9，表現出優良的排水抗滑性能。

排水抗滑性能；SBS改性瀝青；廢輪胎橡膠粉；路用性能；試驗段

山區因其獨特的地理條件更容易被開發為旅游資源，且受地形條件所限或者為了追求道路和自然環境和諧統一，山地景區道路難免存在“彎道多、起伏大”的現象，同時考慮到行車舒適性和安全性，越來越多的景區路面采用瀝青路面[1]。然而采用的瀝青路面類型、礦料級配、瀝青用量等因素都會影響道路的路用性能和使用質量[2]，尤其是夏季高溫多雨季節，局部路面排水不暢導致雨水匯集或者長大坡路表排水徑流長度延長，都可能致使行車發生滑溜或者漂移，從而成為交通事故的誘發因素[3]。因此結合山地景區氣候條件以及交通特色，在考慮瀝青路面高、低溫、水穩定性前提下，應重點關注路面的排水抗滑性能[1,3]。很多學者對瀝青混凝土路面排水抗滑性能進行了探究[4-7]。對于瀝青路面實際應用過程中的試驗檢測技術研究也比較成熟[8-11]文中綜合考慮秦嶺旅游公路所在區域氣候特點、環境保護和經濟成本等因素，選取CRM作為改性劑，分析CRM摻量不同時對景區排水瀝青混合料路用性能的影響，然后選取秦嶺某段旅游公路作為試驗路段，并對試驗段路面采用復合改性瀝青混合料進行施工并檢測其排水抗滑性能，以期提高山地景區瀝青路面的綜合性能，以改善多雨季節山地景區道路的行車舒適性和安全性。

1 原材料實驗及性能分析

1.1 集料

1.1.1 粗集料

粗集料選用黏附性較好的玄武巖，并要求潔凈無雜質，表面粗糙、有顯著的破裂面和棱角。粗集料具體技術指標內容見表1。

表1 粗集料相關指標結果及要求

1.1.2 細集料

細集料采用石灰巖機制砂，填料采用石灰巖碎石磨制礦粉，均要求潔凈無雜質，無結塊現象。粗集料具體技術指標內容見表2。

表2 石灰巖相關指標結果及要求

1.2 瀝青

根據現有成果可知，選用質量參數為4.5%的SBS改性瀝青能增強集料和瀝青之間的黏結力，并能顯著改善瀝青混合料的路用性能[12]。因此文中采用4.5% SBS改性瀝青作為調配基礎瀝青，物理性能指標內容見表3。

表3 SBS改性瀝青主要技術指標試驗結果

1.3 橡膠粉

試驗選用細度為80目（180μm）的脫硫活化廢輪胎橡膠粉（CRM），外觀基本呈黑色。

2 試驗方案設計

2.1 礦料級配設計

根據山地景區氣候條件以及交通狀況，選用混合料OGFC-13型為設計級配,并滿足《公路瀝青路面施工技術規范》( JTG F40—2004)要求，礦料級配具體內容見表4。

表4 OGFC-13型瀝青混合料礦料級配

2.2 最佳瀝青用量確定

根據選定的目標級配OGFC-13型進行謝倫堡析漏試驗和肯塔堡飛散試驗，通過這兩個試驗分別確定混合料的最大、最小瀝青用量，再參考馬歇爾試驗確定最佳瀝青用量[13-14]。得到不同橡膠粉摻量瀝青混合料最佳瀝青用量具體內容見表5。

2.3 試驗方法

2.3.1 橡膠SBS復合改性瀝青制備

根據現有研究成果制備橡膠SBS復合改性瀝青，制備方法的具體內容見圖1。

圖1 復合改性瀝青制備流程

2.3.2 試件制備以及路用性能試驗

選用CRM質量參數分別為0%、5%、10%、15%、20%、25%、30%的7種方案，加入SBS改性瀝青中制取不同橡膠粉摻量的復合改性瀝青。然后根據《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》( JTG E20—2011) 標準擊實法成型試件，并進行橡膠SBS復合改性瀝青混合料各項路用性能研究。

2.3.3 試驗段施工及現場檢測

選取秦嶺某旅游公路，對試驗段路面采用各項路用性能達到最佳時瀝青摻量的OGFC-13型瀝青混合料進行施工，并參照 《公路路基路面現場測試規范》（JTG E60—2008）對排水瀝青路面現場進行檢測，以分析橡膠粉SBS復合改性瀝青路面在山地景區道路中排水抗滑效果。

3 復合改性瀝青混合料路用性能分析

根據上述目標級配和最佳瀝青用量制備的試件，系統分析橡膠SBS復合改性瀝青混合料的排水抗滑性、高低溫穩定性以及水穩定性等路用性能。

橡膠粉SBS復合改性瀝青混合料排水性、抗滑性、高低溫穩定性以及水穩性隨CRM不同而發生變化，且變化趨勢并不完全一致。結合山地景區氣候條件以及《排水瀝青路面設計與施工技術規范》（JTG T 03—2020），在滿足瀝青路面排水抗滑性能以及瀝青路面高穩抗車轍性能、低溫抗裂性和水穩定性等路用性能的基礎上，考慮經濟環保的原則推薦廢舊輪胎橡膠粉摻量為20%左右。

4 試驗段施工及現場檢測

選取秦嶺某旅游公路，路基寬為28 m，雙向4車道為試驗路段，對試驗段路面采用瀝青摻量為20%的OGFC-13型瀝青混合料進行施工。排水瀝青混合料孔隙率高達15%～25%，運輸和攤鋪時由于散熱較快對影響混合料整體性能，施工過程中應加強溫度監控。根據現有成果可知滲水系數和擺值是評價排水性瀝青混凝土路面施工質量的重要指標，因此本文從以下兩個方面對路面抗滑效果進行評價。

4.1 滲水系數

本文采用滲水系數測試儀測定復合改性瀝青混合料瀝青路面的滲水系數。試驗段排水路面滲水系數結果具體內容見圖1。根據測試結果可知：試驗段施工完畢后共選取15處對路面滲水情況進行檢測，路面所有檢測點均滿足滲水系數不小于5 000 mL·min-1的規范要求，滲水系數均值為6 122 mL·min-1，其中滲水系數最大可達6 582 mL·min-1，這表明橡膠粉SBS復合改性瀝青路面能加速積水排出，減少路面“水膜”出現，當排水路面水膜減少或者消失以后，車輛輪胎和路面之間的附著力增加，表現出優良的抗滑性能；另一方面“水膜”的減少也會減弱路面反光，改善行車過程中的視覺特性。

圖2 滲水系數測試結果

4.2 抗滑擺值

常見檢測路面抗滑性能的設備有擺式摩擦系數測試儀以及橫向力系數測試儀（SCRIM），由于SCRIM成本較高導致使用受限。故本文采用擺式摩擦系數測定儀檢測瀝青路面在潮濕狀態下的抗滑摩擦系數BNP，檢測過程方便易行且能很好地反應路面抗滑性能，試驗段排水路面抗滑擺值檢測結果內容見圖3。

圖3 抗滑摩擦系數測試結果

根據排水路面隨機抽樣的15處檢測結果可知，路面所有檢測點均滿足BNP大于54的規范要求，BNP均值為68.9，這表明橡膠粉SBS復合改性瀝青路面表現出優良的抗滑性能。

5 結 論

論文選取廢舊輪胎橡膠粉作為改性劑，分析不同CRM摻量復合改性瀝青混合料對山地景區瀝青路面路用性能的影響，主要結論如下：

1）CRM作為改性劑具有優良的路用性能，在滿足瀝青路面排水抗滑性能以及瀝青路面高穩抗車轍性能、低溫抗裂性和水穩定性等路用性能的基礎上，考慮經濟環保的原則推薦CRM摻量為20%左右。

2）按照路面測試規范對試驗段排水瀝青路面現場進行排水性和抗滑性進行檢測，均隨機抽樣15處，得到滲水系數均值為6 122 mL·min-1以及BNP均值為68.9，證明CRM摻量為20%時復合改性瀝青路面排水抗滑性在實際應用中均表現出優良的性能。

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Research on Application of Anti-skid Asphalt Concrete in Mountain Scenic Roads

（Xi’an International University, Xi’an Shaanxi 710077, China）

In order to solve the potential safety question of roads in mountainous areas due to insufficient drainage and anti-skid performance in rainy seasons, different dosages of crumb rubber modifier were mixed into SBS modified asphalt to make composite modified asphalt mixture. Then the drainage, anti-skid performance and other road performances of the composite modified asphalt mixture with different mass fraction of crumb rubber modifier were tested. Finally, the road surface of the test section was constructed with the compound modified asphalt mixture, and its drainage and anti-skid performance was tested. The results showed that, considering the road conditions in mountainous areas and the principle of economy and environmental protection, the recommended mass fraction of crumb rubber modifier was about 20% on the basis of meeting the drainage and anti-skid performance of asphalt pavement and other road performance; and the test fifteen points were randomly sampled in the section, and the average values of water permeability coefficient and BNP were 6122mL·min-1and 68.9, which showed excellent drainage and anti-skid performance.

Drainage and anti-skid performance; SBS modified asphalt; Crumb rubber modifier; Road performance; Test section

陜西省教育廳專項基金項目（項目編號：19JK0730）。

2021-09-01

劉恒麗（1986-），女，河南濮陽人，研究生，講師，2013年畢業于長安大學交通運輸專業，主要從事道路工程方面研究。E-mail：583040629@qq.com。

TU528.42

A

1004-0935（2021）11-1711-04