抗車轍劑瀝青混凝土的適用范圍與技術(shù)要求2024-03-15
隨著瀝青混凝土路面在高等級公路中的大面積推廣使用,出現(xiàn)了各種各樣的車轍問題,特別是在長大縱坡的爬坡路段、橋面鋪裝、交叉口、收費站和服務(wù)區(qū)附近路段經(jīng)常產(chǎn)生嚴重的車轍。瀝青混凝土路面車轍的產(chǎn)生,嚴重影響了路面通行能力,不僅影響到行車安全及舒適,而且由于輪跡處瀝青面層厚度的減薄,降低了路面整體強度,會進一步誘發(fā)路面的其它病害,降低路面的使用壽命。本文研究通過在瀝青混凝土中添加抗車轍劑,以提高路面的抗車轍能力。 車轍通常產(chǎn)生在車輛碾壓的輪跡帶上,往往是隨著車輪的印記形成兩條縱向的轍槽,在雨水及氣溫等因素的共同作用下,瀝青混凝土面層的車轍不斷發(fā)展。同時轍槽會產(chǎn)生積水,由于積水容易使行駛中的車輛產(chǎn)生橫向滑移,給車輛帶來安全隱患。加上積水不能及時排出,會隨著路面的破壞,不斷向路面基層和路基侵蝕,加速了瀝青路面的破壞。特別是交叉口范圍和長大縱坡的上坡路段,由于車輛剎車時,車輪與路面作用水平力變大,在重載、大縱坡引起的較大水平分力以及高溫的綜合作用下,車轍問題更為突出。 抗車轍劑是為一種高分子聚合物,是經(jīng)過特殊工藝加工合成而來,它主要通過以下4個方面的作用,提高了瀝青混凝土的抗車轍性能。第 一,增強骨料間結(jié)合能力。抗車轍劑通過增加瀝青混合料中的礦料之間以及瀝青與礦料顆粒之間的接觸面積,從而大大增強了瀝青與礦料的結(jié)合能力;第二,抑制瀝青變形。由于抗車轍劑含有一定的彈性體高聚合物,可以增加瀝青的粘度,提高瀝青的軟化點,加大瀝青的彈性,從而抑制瀝青的流動變形;第三,提高瀝青混凝土的水穩(wěn)定性??管囖H劑在施工中由于高溫軟化,充分填充了集料骨架中的空隙,然后在碾壓過程中成型后,水分不會輕易進入瀝青骨料中,從而改善了瀝青混合料的水穩(wěn)定性;第四,牽制骨料移動。由于施工碾壓時對骨料施加了很大的擠壓力,使瀝青混凝土中的抗車轍劑也一起產(chǎn)生了變形,在壓實過程中骨料和抗車轍劑一起形成相互交織的纖維狀結(jié)構(gòu),一旦溫度冷卻后,抗車轍劑將在集料骨架內(nèi)發(fā)揮填隙、搭橋和嵌擠作用,充分牽制瀝青混凝土骨料間顆粒的位移。 在實際工程應(yīng)用中,對抗車轍劑主要從密度、熔體質(zhì)量流動速率及吸水率等三個性能的技術(shù)指標進行控制。其中熔體質(zhì)量流動速率是指瀝青混合料抗車轍劑在特定的溫度(190℃)和壓力(2.16kg)下,熔體在10分鐘內(nèi)通過標準毛細管的重量值。 抗車轍劑瀝青混凝土施工非常簡便。一般采用專用的設(shè)備,對抗車轍劑進行自動計量和添加,在瀝青混合料拌和過程中直接加入。具體施工步驟如下: (1)拌合。先將瀝青混凝土的礦料加熱到要求的溫度(一般是170~180℃)時,通過專用設(shè)備將抗車轍劑的顆粒投入到拌合倉內(nèi)進行干拌,干拌的時間一般是10~15s,然后加入瀝青,充分拌合后加入礦粉,拌和均勻即可。 (2)運輸。有關(guān)抗車轍劑瀝青混凝土的儲存和運輸均按常規(guī)瀝青混凝土的儲存和運輸?shù)姆椒ㄟM行,不需要特殊處理。 (3)碾壓??管囖H劑瀝青混凝土的碾壓溫度,要求第一次碾壓時的溫度最 好控制在160~170℃,最低不得低于150℃。根據(jù)上述研究,我們在改建工程中進行了應(yīng)用,將路面分成特殊段和一般段分別設(shè)計,其中特殊段路面按照抗車轍劑瀝青混凝土進行設(shè)計,一般段不添加抗車轍劑,為改性瀝青混凝土路面。 (1)特殊段;特殊段指長大縱坡的爬坡路段、橋面鋪裝、交叉口、收費站和服務(wù)區(qū)路段,特殊段的瀝青混凝土的面層采用4cm細粒式橡膠瀝青混凝土(2.5‰抗車轍劑)+6cm中粒式橡膠瀝青混凝土(2.5‰抗車轍劑)+8cm粗粒式普通瀝青混凝土(4‰抗車轍劑),對于特殊路段上、中面層統(tǒng)一要求動穩(wěn)定度≥6000,下面層要求動穩(wěn)定度≥5000。 (2)一般段:一般段指除道路全線除特殊段外的其它段落,一般段瀝青混凝土的面層采用4cm細粒式橡膠瀝青混凝土+6cm中粒式橡膠瀝青混凝土+8cm粗粒式普通瀝青混凝土,橡膠瀝青混合料動穩(wěn)定度應(yīng)≥3500,普通瀝青混合料動穩(wěn)定度應(yīng)≥1000。 本項目抗車轍劑主要從以下四種中進行比選,分別是法國R.PLAST.S、德國的路孚8000、國產(chǎn)的海川車轍王和天成墾特萊。其中國產(chǎn)抗車轍劑的價格大約8000元/t,進口抗車轍劑價格大約20000元/t。按照瀝青混凝土的密度為2.45t/m3,抗車轍劑的摻加量按4‰計,通過計算,使用進口的抗車轍劑,每噸抗車轍劑瀝青混凝土比改性瀝青混凝土價格增加196元。使用國產(chǎn)的抗車轍劑,每噸抗車轍劑瀝青混凝土比改性瀝青混凝土價格增加78.4元。 從以上工程應(yīng)用中可以看出,瀝青混凝土在摻加抗車轍劑后,造價增加不大,盡管進口的抗車轍劑與國產(chǎn)的抗車轍劑相比,價格稍高,但是通過實驗表明,進口抗車轍劑瀝青混凝土其抗車轍性能優(yōu)于國產(chǎn)抗車轍劑瀝青混凝土。所以,抗車轍劑瀝青混凝土的應(yīng)用前景非常廣闊。