PRCR瀝青改性劑在城市道路中的應(yīng)用

孫會平

（撫順市政工程設(shè)計研究院有限責(zé)任公司，遼寧 撫順 113008）

0 前言

由于東北地區(qū)年溫差較大，加上道路交通量的迅速增長及軸載的增大，撫順市現(xiàn)有瀝青路面不同程度出現(xiàn)大面積網(wǎng)裂和車轍等病害。為滿足道路使用要求，針對東北地區(qū)的氣候特點，對瀝青混合料進(jìn)行改性，以提高低溫抗裂性和高溫抗車轍性能。目前，主要通過兩種途徑對瀝青混合料進(jìn)行改性，一是通過對瀝青進(jìn)行改性達(dá)到對瀝青混合料性能的改善，最終達(dá)到瀝青路面的使用性能和壽命的改善，如SBS改性瀝青；二是將改性劑加在礦料中，再加入普通瀝青制成混合料，使瀝青混合料的性能得到改善，如PRCR改性劑。SBS改性瀝青需要專用設(shè)備制作，存儲需要嚴(yán)格控制存儲溫度和攪拌循環(huán)頻率；PRCR改性劑則有同時提高瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性的性能，生產(chǎn)工藝簡單，易于存儲，適合東北地區(qū)使用。

1 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計

高山路是撫順市河北地區(qū)一條城市主干路，建于2005年。原路面面層為10 cm普通瀝青混凝土。由于受氣溫影響，加上每天通行的重載貨車較多，瀝青路面出現(xiàn)大面積的網(wǎng)裂和局部車轍，經(jīng)彎沉檢測道路基層完好，主要為面層損壞。為此，有關(guān)部門決定對路面進(jìn)行銑刨，將現(xiàn)有上面層4 cm瀝青混凝土銑刨掉，重新罩面。為減少裂縫和車轍的出現(xiàn)，設(shè)計采用抗高溫車轍和低溫抗裂性較好的PRCR瀝青混凝土。

2 經(jīng)濟(jì)分析

相對普通瀝青混合料而言PRCR改性瀝青混合料增加的成本有以下幾個方面。

2.1 PRCR添加劑成本

PRCR添加劑運至撫順的價格為2 900元/t，按0.4%摻配，每使用1 t瀝青增加的成本為：

2 900×0.4%=98（元 /t）

2.2 生產(chǎn)增加成本

由于摻加PRCR添加劑，礦料溫度需提高到185℃，多耗燃料費為5元/t；攪拌時間需增加，多耗電及設(shè)備磨損費為5元/t；PRCR添加需采用人工增加費為2元/t。合計增加費用為12元/t?？紤]取費后生產(chǎn)PRCR混合料增加的總成本為128元/t，折合4 cm厚每平方米單價比較如表1所列。

表1 4cm瀝青混合料比較表

3 混合料配合比設(shè)計

瀝青混合料配合比設(shè)計如表2所列。

表2 AC-13瀝青混合料配合比一覽表

4 材料選擇

4.1 瀝青

普通瀝青采用中國石油遼河石化分公司生產(chǎn)的A90#石油瀝青，其檢測指標(biāo)如表3所列。

4.2 粗集料

要求石質(zhì)堅硬、清潔、不含軟顆粒、近似立方體顆粒的碎石，采用鐵嶺藍(lán)天石廠生產(chǎn)的公稱粒徑10～15 mm、5～10 mm的粗集料碎石，其檢測指標(biāo)如表4所列。

4.3 細(xì)集料

細(xì)集料要求堅硬、清潔、干燥、無風(fēng)化無雜質(zhì)并有適當(dāng)級配的石灰?guī)r機(jī)制砂，采用鐵嶺藍(lán)天石廠生產(chǎn)的0～3 mm，其檢測指標(biāo)如表5所列。

表3 石油瀝青檢測指標(biāo)一覽表

表4 粗集料檢測指標(biāo)一覽表

表5 細(xì)集料檢測指標(biāo)一覽表

4.4 添加劑

添加劑采用法國路面材料實業(yè)有限公司生產(chǎn)的PRCR全效高性能添加劑。技術(shù)指標(biāo)見表6所列。

表6 PRCR添加劑技術(shù)指標(biāo)一覽表

5 技術(shù)指標(biāo)測定

用設(shè)計配合比分別制作SBS改性瀝青混合料和PRCR改性瀝青混合料試件。

5.1 SBS改性瀝青混合料

將SBS添加劑按5%的比例加入瀝青中制成SBS改性瀝青，按上述配合比稱取礦料，礦料加熱到170℃，加入SBS改性瀝青拌合，按《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》制成試件，并測定各項技術(shù)指標(biāo)。

5.2 PRCR改性瀝青混合料

按上述配合比稱取礦料加熱到180℃，將0.4%的PRCR添加劑加入到拌合鍋內(nèi)干拌30 s，按配合比加入90＃石油瀝青（加熱溫度160℃）濕拌20 s，加入礦粉拌合20 s。按《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》制成試件，并測定各項技術(shù)指標(biāo)。SBS與PRCR兩種改性瀝青混合料技術(shù)性能比較指標(biāo)見表7所列。

表7 測定瀝青混合料技術(shù)指標(biāo)一覽表

6 結(jié)語

（1）瀝青混合料的車轍試驗反映了瀝青路面高溫下抵抗變形的能力，加入PRCR添加劑后動穩(wěn)定度大大提高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于SBS改性瀝青混合料，充分體現(xiàn)了PRCR瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性能，提高了路面的抗車轍性能。

（2）瀝青混合料的彎曲試驗是檢驗瀝青混合料抵抗低溫的應(yīng)變能力。加入PRCR添加劑的瀝青混合料其抵抗低溫應(yīng)變能力也較SBS改性瀝青混合料大得多，從而減少了路面的開裂破環(huán)，提高了瀝青路面的抗疲勞性能。

（3）從測定的技術(shù)指標(biāo)看，PRCR瀝青混合料的技術(shù)性能，優(yōu)于SBS改性瀝青混合料的技術(shù)性能。雖然同等厚度情況下造價較SBS高，但由于延長了使用壽命長，減少了維修費用，長期看還是比較經(jīng)濟(jì)的。

[1]JTG D50-2006，公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范[S].

[2]JTG F40-2004，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].

[3]JTG E20-2011，公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程[S].

[4]法國路面材料實業(yè)有限公司.《PRCR全效高性能添加劑》[Z].