高性能瀝青在干線公路車轍處治中的應(yīng)用

袁 勇

（江蘇中路工程技術(shù)研究院有限公司，江蘇 南京 210019）

隨著我國(guó)公路里程的增加、等級(jí)的提高，道路交通量也迅速增長(zhǎng)，瀝青路面在行車荷載的反復(fù)作用下出現(xiàn)車轍，影響了路面的平整度，導(dǎo)致輪跡處路面厚度減小，路面整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低，從而誘發(fā)其他路面病害。同時(shí)路面不平整導(dǎo)致雨天排水不暢，降低了路面抗滑能力，車轍的出現(xiàn)嚴(yán)重地影響了行車安全及路面使用壽命和服務(wù)質(zhì)量。對(duì)于半剛性基層路面而言，其車轍的深度主要取決于瀝青面層混合料的性質(zhì)。本文針對(duì)瀝青路面車轍病害嚴(yán)重路段，主要研究高性能瀝青路面材料室內(nèi)試驗(yàn)設(shè)計(jì)級(jí)配驗(yàn)證、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)段試鋪及后期車轍路段處置評(píng)價(jià)［1］。

高性能瀝青是采用改性劑對(duì)道路石油瀝青進(jìn)行改性得到, 高性能瀝青和普通改性瀝青相比, 具有較高的粘度、粘韌性和韌性, 特別是在高溫的條件下仍具有較好的黏度（60 ℃時(shí)黏度可達(dá)到21 000 Pa·s），克服了其他熱熔型材料在高溫條件下黏度下降的缺點(diǎn), 所以不容易引起鋪裝層的推移，同時(shí)也具有一定的變形能力, 能夠適應(yīng)交通荷載作用下路面局部變形而引起的拉應(yīng)力的反復(fù)作用，具有良好的抗車轍能力［2］。高性能瀝青較強(qiáng)的包裹力和高黏附性，同時(shí)還具有較強(qiáng)的抗剝離性，能以較厚的薄膜包裹集料，普通的改性瀝青難以滿足要求，因此高性能瀝青對(duì)于延緩瀝青路面老化，提高路面耐久性及抗車轍性能有重要作用［3-6］。

1 室內(nèi)試驗(yàn)驗(yàn)證

為了驗(yàn)證高性能瀝青設(shè)計(jì)級(jí)配合理性及使用性能，本文設(shè)計(jì)高黏瀝青Sup20、改性瀝青Sup20兩種瀝青混合料，按照目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)配合比驗(yàn)證步驟，對(duì)2種瀝青混合料設(shè)計(jì)級(jí)配進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)驗(yàn)證。

1.1 旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試驗(yàn)

為了驗(yàn)證高黏瀝青Sup20混合料、改性瀝青Sup20混合料試件最大壓實(shí)次數(shù)（N=160）下對(duì)應(yīng)的體積性質(zhì)指標(biāo)，根據(jù)2種瀝青混合料選定的級(jí)配和瀝青用量成型試件，在室內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié) 果見(jiàn)表1。

表1 最大壓實(shí)次數(shù)下體積指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果 %

試驗(yàn)結(jié)果表明改性瀝青Sup20和高黏瀝青Sup20的瀝青用量分別為4.1%、4.2%時(shí)，混合料旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試驗(yàn)各項(xiàng)結(jié)果均滿足Superpave技術(shù)要求［7,8］。

1.2 馬歇爾試驗(yàn)

為了測(cè)試高性能瀝青混合料試件的穩(wěn)定度、流值及孔隙率、礦料間隙率，在室內(nèi)通過(guò)馬歇爾試驗(yàn)對(duì)拌和后的瀝青混合料進(jìn)行擊實(shí)，再根據(jù)各項(xiàng)指標(biāo)驗(yàn)證高性能瀝青混合料的級(jí)配和瀝青用量是否滿足施工要求。馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2，試驗(yàn)結(jié)果表明各關(guān)鍵指標(biāo)滿足施工指導(dǎo)意見(jiàn)要求。

表2 瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

1.3 浸水馬歇爾試驗(yàn)

為了驗(yàn)證高性能瀝青混合料受水損害時(shí)抵抗剝落的能力，檢驗(yàn)高性能瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)是否滿足要求，對(duì)試件進(jìn)行浸水馬歇爾試驗(yàn)，并通過(guò)水穩(wěn)定性檢驗(yàn)配合比設(shè)計(jì)的可行性［9-11］。生產(chǎn)配合比浸水馬歇爾試驗(yàn)見(jiàn)表3，試驗(yàn)結(jié)果滿足要求。

表3 浸水馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)段驗(yàn)證

通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)對(duì)高性能瀝青混合料進(jìn)行旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試驗(yàn)、馬歇爾試驗(yàn)、浸水馬歇爾試驗(yàn)驗(yàn)證，試驗(yàn)結(jié)果表明高性能瀝青混合料設(shè)計(jì)級(jí)配指標(biāo)滿足現(xiàn)場(chǎng)施工指導(dǎo)意見(jiàn)，同時(shí)高性能瀝青具有較高的受水損害時(shí)抵抗剝落能力。為了驗(yàn)證高性能瀝青現(xiàn)場(chǎng)抗車轍能力，本文選擇S249、S324省道養(yǎng)護(hù)專項(xiàng)工程中車轍嚴(yán)重路段作為試驗(yàn)路段，對(duì)試驗(yàn)路段采用高性能瀝青混合料試鋪，經(jīng)過(guò)養(yǎng)護(hù)通車后，測(cè)試試驗(yàn)路段車轍情況，并與原路面車轍情況對(duì)比，驗(yàn)證高性能瀝青路面抗車轍能力。

S249、S324原路面車轍嚴(yán)重，最大車轍分別在12 mm、13 mm，平均車轍分別在8 mm、9 mm，影響了行車舒適性，雨天由于車轍造成排水不暢，行車時(shí)形成水漂，嚴(yán)重影響了行車安全性和路面使用服務(wù)質(zhì)量。本文針對(duì)車轍嚴(yán)重路段以公里為單位，銑刨原路面后試鋪高性能瀝青混合料路面結(jié)構(gòu)，面層材料采用4 cm+6 cm高黏瀝青Sup20混合料，通車1年后檢測(cè)試驗(yàn)路段車轍情況如圖1、圖2所示。

圖1 S249試驗(yàn)路段車轍狀況對(duì)比圖

圖2 S324試驗(yàn)路段車轍狀況對(duì)比圖

從車轍檢測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看，原路面車轍情況嚴(yán)重，嚴(yán)重影響路面行駛質(zhì)量，試驗(yàn)段采用高性能瀝青混合料后，通車1年后車轍情況仍低于原路面車轍數(shù)據(jù)，車轍處于較低的水平，平均車轍為3 mm。這是由于高性能瀝青在高溫的條件下仍具有較好的黏度，不容易引起鋪裝層的推移，同時(shí)也具有一定的變形能力, 能夠適應(yīng)在交通荷載下由于局部變形而引起的拉應(yīng)力的反復(fù)作用，試驗(yàn)結(jié)果表明高性能瀝青具有良好的抗車轍能力。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)高黏瀝青和改性瀝青進(jìn)行室內(nèi)旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試驗(yàn)、馬歇爾試驗(yàn)、浸水馬歇爾試驗(yàn)驗(yàn)證，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)段試鋪，車轍數(shù)據(jù)對(duì)比驗(yàn)證，得到如下主要結(jié)論：

（1）高性能瀝青混合料設(shè)計(jì)級(jí)配指標(biāo)滿足現(xiàn)場(chǎng)施工指導(dǎo)意見(jiàn)，同時(shí)高性能瀝青具有較高的受水損害時(shí)抵抗剝落能力。

（2）高性能瀝青在高溫的條件下仍具有較好的黏度，同時(shí)也具有一定的變形能力, 能夠適應(yīng)交通荷載下作用路面局部變形而引起的拉應(yīng)力的反復(fù)作用，試驗(yàn)結(jié)果表明高性能瀝青具有良好的抗車轍能力，在雨天行車不會(huì)產(chǎn)生水霧和濺水，更利于行車安全。

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