PRCR改性瀝青混合料分析

霍秋霞

沈陽(yáng)市城建路橋材料有限公司，遼寧沈陽(yáng) 110045

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，交通量日益增加，氣候變得不太穩(wěn)定，環(huán)境也受到了影響?，F(xiàn)有的瀝青混合料的性能指標(biāo)已不能滿足當(dāng)今交通量的需求，大部分瀝青混合料路面都已破壞或重復(fù)修補(bǔ)。而且瀝青混合料產(chǎn)業(yè)是一項(xiàng)資源、能源消耗性產(chǎn)業(yè)，需要消耗大量的石材、瀝青、重油、柴油。高等級(jí)道路的瀝青路面已成為主要的路面形式，每年也需要生產(chǎn)大量的瀝青混合料?，F(xiàn)在國(guó)際石油價(jià)格不斷飛漲，瀝青重柴油價(jià)格居高不下，給瀝青混合料生產(chǎn)帶來(lái)了巨大的沖擊，瀝青再生技術(shù)也只是一小部分暫時(shí)的減少能源消耗。因此，無(wú)論是中國(guó)還是其他國(guó)家都需要一種高性能指標(biāo)的混合料，來(lái)降低能源消耗和環(huán)境污染。

2012年5月，我公司承擔(dān)了沈陽(yáng)市崇山路北陵高架橋橋梁加固工程的瀝青混合料的供料任務(wù)，此工程位于遼寧中醫(yī)藥大學(xué)東西主干路上。相對(duì)于沈陽(yáng)屬于夏熱冬寒地區(qū)，一年四季溫差較大，也為了2013年全運(yùn)會(huì)可以承載更大的交通量，公司決定采用新型的PRCR改性瀝青混合料，即在普通瀝青混合料AC-13C級(jí)配類型的基礎(chǔ)上添加了PRCR全效高性能添加劑。下面從幾個(gè)方面闡述一下PRCR改性瀝青混合料。

1 PRCR改性瀝青混合料的生產(chǎn)材料與生產(chǎn)配合比

1.1 材料及材料要求

1）粗集料：用于瀝青混合料面層的粗集料，宜采用碎石或碎礫石，其粒徑規(guī)格和質(zhì)量要求均應(yīng)符合JTG F40-2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》。粗集料應(yīng)潔凈、干燥、無(wú)風(fēng)化、無(wú)有害雜質(zhì)、具有一定硬度和強(qiáng)度。粗集料應(yīng)具有良好的顆粒形狀，并要求采用反擊式破碎機(jī)生產(chǎn)；

2）細(xì)集料：用于增加顆粒間的嵌鎖作用和減少粗集料之間的空隙，從而增加混合料的穩(wěn)定性。瀝青路面面層宜采用人工砂作為細(xì)集料。細(xì)集料應(yīng)潔凈、干燥、無(wú)風(fēng)化、無(wú)有害雜質(zhì)，有適當(dāng)?shù)念w粒組成，并與瀝青有良好的粘附性。天然砂由于質(zhì)量變化大，形狀較圓滑，與瀝青粘附性差，所以天然砂的含量不宜超過(guò)20%；

3）礦粉：作為一種填充料，用于瀝青混合料面層的礦粉應(yīng)潔凈、干燥、無(wú)團(tuán)塊，其質(zhì)量應(yīng)符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定的技術(shù)要求。瀝青混合料礦粉應(yīng)采用強(qiáng)基性巖（石灰?guī)r、巖漿巖）等憎水性石料經(jīng)磨細(xì)得到的礦粉；

4）瀝青：瀝青路面采用的瀝青標(biāo)號(hào)，宜按照公路等級(jí)、氣候條件、交通條件、路面類型及在結(jié)構(gòu)層中的層位及受力特點(diǎn)、施工方法等，結(jié)合當(dāng)?shù)氐氖褂媒?jīng)驗(yàn)，經(jīng)技術(shù)論證后確定。本次生產(chǎn)采用符合“道路石油瀝青技術(shù)要求”的90號(hào)道路瀝青，其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均符合JTG F40-2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定要求；

5）添加劑：采用法國(guó)路面材料實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)的PRCR全效高性能添加劑。其性能如【表1】。

1.2 生產(chǎn)配合比

在投入生產(chǎn)之前由試驗(yàn)室人員從各個(gè)料倉(cāng)取料，然后用四分法各取一部分礦料進(jìn)行篩分計(jì)算，經(jīng)專業(yè)人員進(jìn)行調(diào)整確定如【表2】的配合比。

2 PRCR改性瀝青混合料的級(jí)配生產(chǎn)檢驗(yàn)

生產(chǎn)檢測(cè)以AC-13C PRCR改性瀝青混合料為研究對(duì)象，在運(yùn)料汽車裝料一半后，分別用鐵鍬從不同方向的三個(gè)不同高度處取樣，然后混在一起用手鏟適當(dāng)拌合均勻，取出按JTG20-2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定的數(shù)量。

2.1 瀝青混合料瀝青含量檢測(cè)：燃燒法【表3】

表3 瀝青含量

2.2 礦料級(jí)配范圍的檢測(cè)

表4 礦料級(jí)配檢驗(yàn)

經(jīng)檢測(cè)礦料混合料的顆粒組成接近規(guī)定的級(jí)配范圍中值，符合JTG F40-2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定要求且級(jí)配曲線圓滑。

3 PRCR改性瀝青混合料的性能指標(biāo)

根據(jù)相關(guān)研究，由于PRCR全效高性能添加劑的添加，使PRCR改性瀝青混合料具有較高的抗車轍性能，低溫抗裂性能，混合料彈性模量及耐久性。為了便于比較顯示其優(yōu)勢(shì)，采用礦料結(jié)構(gòu)完全相同的PRCR改性混合料和SBS改性瀝青混合料做成的制件，測(cè)其指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比（瀝青含量4.8%），其性能見【表5】。

表5 性能指標(biāo)對(duì)比

從【表5】中的馬歇爾試驗(yàn)、車轍試驗(yàn)我們不難看出，PRCR改性瀝青混合料具有較高的高溫穩(wěn)定性和抗扯著性能，雖然PRCR改性瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度比SBS改性瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度低，但是其性能指標(biāo)符合技術(shù)要求。從低溫彎曲試驗(yàn)我們可以對(duì)比出PRCR改性瀝青混合料具有較高的低溫抗裂性和抗變形能力，可以降低開裂、坑槽等的早期病害的產(chǎn)生，減少路面的變形，增強(qiáng)耐久性。因此，PRCR改性瀝青混合料不受區(qū)域限制。如高寒地區(qū)、極端炎熱高溫地區(qū)、氣候溫差較大溫度周期性變化規(guī)律明顯的地區(qū)等，以及大交通量和重載路段。

4 PRCR改性瀝青混合料的施工工藝

4.1 拌合及運(yùn)輸?shù)募夹g(shù)要求

為保證PRCR改性瀝青混合料的質(zhì)量更穩(wěn)定，PRCR添加劑用量更準(zhǔn)確，我們采用熱熔袋小包裝人工投料投入拌合設(shè)備?；旌狭习韬媳仨毦鶆?，只有PRCR添加劑完全溶解在瀝青混合料中，其效能才能完全發(fā)揮出來(lái)。對(duì)于密級(jí)配混合料，應(yīng)做到拌合后混合料均勻一致，無(wú)細(xì)料和粗料分離及花白、結(jié)成團(tuán)塊的現(xiàn)象。由于PRCR改性瀝青混合料的施工溫度相對(duì)于普通瀝青混合料的要求較高，集料溫度應(yīng)控制在180℃～190℃，瀝青溫度控制在165℃左右，混合料拌合、出料溫度應(yīng)控制在165℃～170℃，混合料到場(chǎng)溫度不能低于165℃。運(yùn)輸車必須加蓋篷布或其他保溫材料，防止結(jié)合料表面硬結(jié)，為了確保攤鋪連續(xù)以及平整度大小符合技術(shù)要求，必須保證攤鋪機(jī)前至少兩輛車等待卸料，決不能出現(xiàn)攤鋪機(jī)等車的現(xiàn)象。

4.2 攤鋪與壓實(shí)技術(shù)要求

PRCR改性瀝青混合料路面施工工藝，其程序與普通熱拌瀝青混合料路面基本相同，所不同的主要是施工溫度的掌控及碾壓速度。

對(duì)于PRCR改性瀝青混合料的攤鋪溫度應(yīng)控制在160℃～165℃，攤鋪時(shí)應(yīng)盡量連續(xù)不斷的施工，減少攤鋪機(jī)和壓路機(jī)的停頓，應(yīng)盡量減少橫縫，提高其表面平整度。為提高路面的平整度，表面層宜采用攤鋪前后保持相同高差的雪橇式攤鋪厚度控制方式。攤鋪時(shí)可先使用膠輪壓路機(jī)，再上鋼筒壓路機(jī)；或者只用鋼筒壓路機(jī)。攤鋪速度應(yīng)控制在1.5～2m／min，做到緩慢、均勻、連續(xù)不斷地?cái)備?，禁止隨意變換速度或中途停頓。

PRCR改性瀝青混合料適宜的初壓溫度應(yīng)不低于160℃，最終碾壓溫度應(yīng)不低于110℃。施工工藝按照“緊跟、慢壓、高頻、低幅”八字方針進(jìn)行碾壓，壓路機(jī)必須緊跟攤鋪機(jī)的后面，只有在高溫條件下碾壓才能取得更好的效果，碾壓要均衡，對(duì)每一道碾壓起點(diǎn)或終點(diǎn)可稍微扭彎碾壓，消除碾壓接頭痕跡。碾壓后的路面在冷卻前，任何車輛機(jī)械不得在路面上停放，不得污染路面，冷卻至60℃就可以開放交通。

5 PRCR改性瀝青混合料的節(jié)能與環(huán)保

1）由于PRCR添加劑的添加使PRCR改性瀝青混合料的抗高溫、抗低溫、耐久性得到了顯著地提高，從而延長(zhǎng)了道路的使用壽命。道路的使用壽命提高了，減少了破舊路面的產(chǎn)生，也就節(jié)約了大量的油料、礦料，減少了生產(chǎn)混合料時(shí)產(chǎn)生的大量氣體，使環(huán)境進(jìn)一步得到改善；

2）PRCR改性瀝青混合料攤鋪、碾壓完工后，待路面溫度降至60℃就可以開放交通，緩解了交通壓力，使其它路面的行車荷載減少，減少了其它路面因過(guò)多車輛而造成的損害，使車輛、行人減少繞道而行的麻煩，從節(jié)能方面來(lái)說(shuō)，節(jié)約了因繞道而產(chǎn)生的油、電等，減少了廢氣的排放，從而使環(huán)境得到保護(hù)。不像其它瀝青混合料必須降到50℃才可以開放交通，PRCR改性瀝青混合料可提高10℃提前開放交通，因此也節(jié)約了大量的人工費(fèi)及人工養(yǎng)護(hù)管理費(fèi)；

3）PRCR改性瀝青混合料只是在普通瀝青混合料的基礎(chǔ)上按一定比例添加了一定量的PRCR全效高性能添加劑，用量可準(zhǔn)確掌握，避免因無(wú)法精確預(yù)算用量而造成材料的浪費(fèi)，控制了成本。PRCR添加劑可使用普遍基質(zhì)瀝青和普通石料生產(chǎn)，能節(jié)約珍貴的高品質(zhì)石料和瀝青原料。同時(shí)生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單無(wú)需添加特殊的生產(chǎn)設(shè)備，節(jié)約了設(shè)備成本。生產(chǎn)PRCR改性瀝青混合料時(shí)又不產(chǎn)生危及工人身體健康和污染空氣的氣體，因此有利于節(jié)約能源和減少?gòu)U氣排放，保護(hù)了環(huán)境；

4）PRCR改性瀝青混合料可再生利用，舊的礦料經(jīng)篩洗、烘干，力學(xué)強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定的要求時(shí)，可重復(fù)使用，或者舊的瀝青混合料經(jīng)處理強(qiáng)度達(dá)到公路路面使用的要求可以再次使用，從而節(jié)約了大量的油料、石材。PRCR添加劑在常溫下可以長(zhǎng)期儲(chǔ)存，不影響混合料的性能，減少資源的浪費(fèi)。由于可以在常溫下長(zhǎng)期儲(chǔ)存，減少了制作的頻率，也節(jié)約了在制作過(guò)程中的各項(xiàng)人工及管理費(fèi)用。

6 結(jié)論

PRCR改性瀝青混合料無(wú)論從性能上還是施工工藝方面優(yōu)勢(shì)都在SBS改性瀝青混合料之上。既提高了瀝青混合料的抗車轍性能、低溫抗裂性能、彈性模量以及耐久性，從而延長(zhǎng)了道路的使用壽命，減少了后期養(yǎng)護(hù)，節(jié)約大量的后期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用和各項(xiàng)人工及管理費(fèi)用，具有優(yōu)異的性價(jià)比。從節(jié)能環(huán)保方面來(lái)說(shuō)，道路壽命延長(zhǎng)了，生產(chǎn)企業(yè)就減少了石料、瀝青及燃料的使用，減少了生產(chǎn)時(shí)的廢氣排放。此瀝青混合料是在普通瀝青混合料的基礎(chǔ)上添加一定量的添加劑，既不需要特殊的設(shè)備和礦料，也不會(huì)產(chǎn)生特殊的有毒氣體危及工人的身體健康，因此也能夠節(jié)約珍貴的高品質(zhì)石料和瀝青原料。

經(jīng)過(guò)生產(chǎn)的實(shí)踐，我們認(rèn)為PRCR 改性瀝青混合料無(wú)論從生產(chǎn)還是施工整體投資不是很大，一般生產(chǎn)企業(yè)和施工單位都可以有力承擔(dān)。提倡普遍使用。

[1]JTG F40-2004，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范.人民交通出版社，2005.

[2]呂偉民.瀝青混合料設(shè)計(jì)原理與方法.同濟(jì)大學(xué)出版社，2000.

[3]JTG20-2011公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程.人民交通出版社，2011.

[4]沈金安.瀝青及瀝青混合料路用性能.人民交通出版社，2001.

[5]JTJ 014-97公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范.人民交通出版社，1997.

[6]張登良.瀝青路面工程手冊(cè).人民交通出版社，2004.