路可比改性劑在工程中的應用

徐利利

（蘇交科集團股份有限公司,江蘇 南京 211112）

為了達到公路瀝青路面抗車轍能力增強的目的,應從高溫下瀝青混合料強度以及穩定性方面入手。當前往往會采用對混合料的級配進行優化,另外也會添加SBS改性瀝青或者其它加筋材料來提升瀝青混合料的抗車轍性能。歐洲許多國家很重視采用混合料中添加改性劑來提高瀝青路面抵抗永久變形。

路可比改性劑是由德國巴斯夫化工集團于1966 年研發、申請專利,并獨家生產的呈顆粒狀的熱塑瀝青乙烯基-異分子聚合物,由高品質的聚乙烯共聚物和一種特殊瀝青混合而成（ECB）。本文以路可比改性劑在某工程養護中的應用為例進行研究,為路可比瀝青改性劑在國內的推廣應用提供可靠的數據支撐。

1 路可比瀝青混合料配合比設計

路可比改性劑自引入中國以來,截至目前已經在常州溧陽市溧戴線、社渚至社渚農場段、上興至上沛段以及城市道路交叉口等重載交通路段瀝青路面使用面積超過20 萬平方米,另外在揚州揚菱公路邗江段提升改造工程18.5km 道路和高郵交叉口路段均有所應用,通過后期性能觀測,性能良好。

以某工程為例,具體說明路可比改性劑的實體工程應用情況,根據對道路現場車轍情況的調查,課題組提出道路養護方案如下：

出現車轍的路段上下兩層瀝青路面進行銑刨后進行重新加鋪。瀝青路面上下面層加鋪方案如圖1。

1.1 路可比瀝青混合料目標配合比設計

根據相關室內試驗研究,目標配合比試驗參數如表1 所示；最佳油石比及密度、孔隙率參見表2；設計后的礦料配合比及最佳油石比如表3 所示；目標配合比設計級配參見表4。

1.2 路可比瀝青混合料生產配合比設計

1.2.1 級配調試

拌合樓型號為MARINI4000 型強制間歇型瀝青混合料拌合樓,為使得二次篩分后的樣品具有象征性,應控制本次試驗上料速度同后期生產線的上料速度保持統一。并且也應保證各個熱料倉獨一性,需料品達到穩定狀態后才可取料。取料樣品應使用四分法進行區分,后續實行密度試驗、熱料倉篩分和級配調試工作。

1.2.2 確定最佳油石比

按目標配合比設計的相關內容得到所需的最佳油石比,以0.3%為間距分別取：4.1%、4.4%、4.7%三個不同的油石比,按照要求擊實成型馬歇爾試件,結果匯總如表5所示。由此確定生產配合比最佳油石比為4.4%。

根據路可比具有等量置換瀝青的特殊功能,因此在進行路可比瀝青混合料性能試驗時,瀝青用量在路可比摻量的基礎上等量的減掉相應瀝青質量,進行試驗。路可比瀝青混合料拌合及擊實溫度參照改性瀝青混合料,擊實溫度由145℃提高到165℃。

根據設計生產配比合成級配,按4.4%油石比（不加路可比）、總量4.4%油石比（加入9%路可比改性劑）,分別進行相應馬歇爾試驗來檢驗設計瀝青混合料的性能,試驗結果見表6。

表6 摻加路可比前后瀝青混合料各項技術指標試驗結果表

1.2.3 生產配合比結論

通過生產配合比設計,得出生產配合比及等效油石比如表7 所示。同時SUP-20 型瀝青混合料相關指標要求均滿足規范要求,生產配合比設計所得結果可用于下步試拌及試鋪等工作。

表7 礦料配合比及油石比

2 生產與應用注意事項

2.1 路可比瀝青混合料的投放與拌和

2.1.1 路可比改性劑的投放

在進行集料攪拌時把路可比改性劑同步放入進行攪拌,在保證投入量準確的前提下,可自主采用自動稱量或者人工投放等綜合手段進行。

建議路可比改性SUP-20 瀝青混合料的拌和時間和加料次序為：加集料、加礦粉、加路可比改性劑-干拌約10s-加瀝青-濕拌約40s,可與熱拌瀝青混合料時間一致-出料,總生產時間約60～70s。

2.1.2 混合料的拌和

①需控制瀝青與集料的加熱溫度,同時嚴格掌控瀝青混合料的出廠溫度。集料的溫度要比瀝青高10～15℃,并且熱混合料成品在達到貯料倉儲存條件后,其溫度降低應小于10℃。改性瀝青混合料的施工溫度控制范圍見表8。②控制樓應每盤均留存瀝青及相關料品的使用重量以及溫度情況,同時對計量標準和測量溫度等同步校準。③拌和時間采用試拌試驗結果。現場需保證集料完全包裹瀝青料。④要增加人工檢測頻次,保證其均勻性。如出現相關異常現象應進行分析,若明確為質量問題,后續按廢料進行操作。⑤每臺機器一天內均需提供兩組混合料完成馬歇爾試驗和抽提篩分試驗,同時驗證油石比、礦料級配和瀝青混合料的物理力學指標。⑥一天施工完成后,以控制室數據得到用料總量。通過各倉用量及篩結果,對級配進行校核；同步進行油石比、路面設計厚度等校核。

表8 改性瀝青混合料的施工溫度控制范圍

2.2 路可比瀝青混合料攤鋪要求

2.2.1 需保證現場攤鋪時連續且穩定,使得路面平整度保持較高水平。應根據現場實際情況,綜合考慮瀝青產量、松鋪厚度等因素確定攤鋪速度,并應嚴格執行緩慢、連續作業。

2.2.2 混合料未壓實前,應保持現場全封閉,不得讓無關人員進入作業現場。

2.2.3 面層攤鋪厚度一般使用鋼絲引導進行高程控制,現場具體操作要求參考相關規范設計,本文不再贅述。

2.2.4 攤鋪機在攤鋪工作開展前應保持隨時工作的能力,確保用料等達到相關要求,杜絕產生離析等情況。

2.2.5 松浦厚度是本次施工的重點,應隨時校準其是否滿足要求。

2.2.6 如果施工過程中遇到雷雨等極端天氣,應采取有效措施避免施工,同時盡快將廢料等清理。

3 路可比試驗段跟蹤觀測情況

3.1 某試驗段概況

某試驗段位于山區,附近山礦廠石較多,重載車輛過往較頻繁,加之之前因為修建溧陽高鐵站,重載超載車輛較多,瀝青路面損壞嚴重,試驗段修復之前路面狀況如圖2 所示。

圖2 試驗段修復之前路面狀況

3.2 試驗段實施情況

為解決該試驗段的車轍問題,交通部門鋪筑了路可比試驗段,鋪筑較多參考德國專家意見,試驗段情況如表9 所示。

表9 路可比試驗段情況

3.3 試驗段后期性能觀測

經過對試驗段進行觀測,觀測結果顯示路可比試驗段使用情況良好。從現場芯樣情況來看,芯樣均為密實無孔洞,馬氏壓實度和最大理論密度基本滿足要求,個別點出現超密和壓實度不足情況,如圖3 與圖4 所示。

圖3 試驗路段下面芯樣馬歇爾試驗

圖4 試驗路段上面層芯樣馬歇爾試驗

4 結論

4.1 通過某工程實體工程鋪筑總結路可比瀝青混合料的生產配合比設計步驟和路可比改性劑的投放拌和、運輸、攤鋪、碾壓和施工質量控制等施工工藝。

4.2 通過對路可比改性劑試驗段進行持續跟蹤觀測,結果證明路可比改性劑具有良好的抗車轍效果,試驗段使用三年多無明顯車轍,證明路可比改性劑具有良好的抗車轍性能。