AP-8瀝青混合料抗車轍性能淺析

王　云，岳光斌，呂錫坤

AP-8瀝青混合料抗車轍性能淺析

王云，岳光斌，呂錫坤

（吳江市明港道橋工程有限公司，江蘇蘇州 215233）

結(jié)合蘇州地區(qū)公路與城市道路應(yīng)用實踐，對AP-8瀝青混合料的路用性能進行研究，并與常用的幾種瀝青混合料進行對比，結(jié)果表明采用納米技術(shù)的AP-8改性劑可大幅度提高路面的抗車轍能力，與改性瀝青以及目前常用的外摻劑瀝青混合料相比，AP-8普通瀝青混合料在技術(shù)經(jīng)濟和性價比方面均具有明顯優(yōu)勢。

瀝青混合料；AP-8改性劑；抗車轍能力；低溫彎曲應(yīng)變

1　概述

2013-08-05～08-11連續(xù)7 d的蘇州市最高日氣溫Tmax均在39 ℃以上，據(jù)此計算出瀝青路面層下20 mm處的高溫設(shè)計溫度為63 ℃；按瀝青路面溫度隨層內(nèi)深度梯度變化規(guī)律推算出此時所對應(yīng)的路表溫度當在65 ℃以上，高溫車轍仍然是蘇州地區(qū)瀝青路面當前的主要病害。近年來，蘇州地區(qū)一些高等級道路已經(jīng)采用改性瀝青+穩(wěn)定劑方案，諸如路孚8 000、聚酯纖維以及橡膠瀝青等［1-3］。其中AP-8普通瀝青混合料在蘇州地區(qū)公路與城市道路乃至高速公路中應(yīng)用，并取得滿意的效果。如2012年吳江市區(qū)仲英大道鋪筑了長1.0 km Sup-20普通瀝青+3‰AP-8下面層試驗段；2013年，松陵鎮(zhèn)—盛澤鎮(zhèn)南北快速干線南延伸段鋪筑了長3 km的8 cm Sup-20普通瀝青+3‰AP-8瀝青中面層，七（都）銅（鑼）公路鋪筑了長12.0 km的8 cm Sup-20普通瀝青+ 3‰AP-8下面層；2014年，吳江又有6條道路的瀝青路面應(yīng)用了AP-8普通瀝青混合料，其中東太湖大道為雙向6車道城市快速路，鋪筑了3 km AP-8普通瀝青中面層。3年里，尤其是2013年，蘇州市經(jīng)受了52個高溫日（日最高氣溫≥35 ℃），在改性瀝青路面高溫車轍病害連連發(fā)生的情況下，上述采用AP-8改性劑的瀝青路面路用性能均良好。

2　AP-8瀝青混合料路用性能及作用機理

2.1AP-8瀝青混合料路用性能

表1為采用相同礦料和相同組成設(shè)計的AP-8普通瀝青混合料與SBS改性瀝青混合料路用性能的對比［4］。由表1可以看出AP-8普通瀝青混合料的動穩(wěn)定度為SBS改性瀝青混合料的1.74倍；低溫抗開裂性能略好于SBS改性瀝青；抗水損害性能兩者相當。

圖1為在滬陜高速公路江（都）—六（合）段鋪筑的長1 km，寬18 m的試驗段路面結(jié)構(gòu)，其東西兩端中面層均為SBS改性瀝青。通車1年后，試驗路的路面車轍深度見圖2。由圖2可以看出，試驗段分別為東西對比段的0.65倍和0.75倍，平均0.7倍，AP-8普通瀝青混合料抗車轍性能優(yōu)良［5］。

表1　 AP-8普通瀝青混合料路用性能

圖1　試驗段路面結(jié)構(gòu)

圖2　試驗段路面車轍深度

對AP-8普通瀝青混合料與SBS改性瀝青混合料進行的國際車轍、法國車轍以及Flow numben試驗比較，均表明AP-8瀝青混合料高溫性更優(yōu)；AASHTO T283試驗表明二者的抗水損害性能、低溫性能相當。

2.2AP-8作用機理

AP-8作為瀝青混合料的改性劑，無需添加PG70-22改性瀝青，即能大幅度提升瀝青路面的抗車轍能力。分析AP-8改性劑在瀝青混合料中的作用機理如下：

（1）化學(xué)錨定作用。AP-8為多組分材料，由硬段、軟段和連接段所組成。在瀝青混合料中，它以硬段與集料結(jié)合，以連接段與瀝青結(jié)合，中間由柔韌的高分子物構(gòu)成并以軟段形態(tài)將硬段和連接段有機結(jié)合在一起，從而增強了瀝青與集料的結(jié)合力，提高了瀝青混合料的整體性能。

（2）纖維網(wǎng)作用。瀝青混合料拌制過程中，熔融的AP-8改性劑在熱集料剪切作用下形成亞微纖維網(wǎng)（SFNS）結(jié)構(gòu)，限制礦料滑動，從而提高瀝青混合料高溫抗車轍、低溫抗開裂和抗疲勞的能力。

（3）納米效應(yīng)。AP-8改性劑中含有納米粒子，形成納米交聯(lián)點，可以吸收能量，增強抗外力破壞的能力；增加韌性，提高瀝青的柔韌性能，增強瀝青混合料低溫抗裂性能。

3　性價比與社會效益分析

蘇州地區(qū)近年常用的瀝青混合料添加劑主要有路孚8 000、橡膠瀝青和聚酯纖維等，對這幾種瀝青混合料的高溫抗車轍能力與AP-8改性劑進行對比分析，結(jié)果見表2 、表3。

表2　上面層瀝青混合料性價分析

表3　中（下）面層瀝青混合料性價分析

由表2、表3可以看出：（1）加入添加劑的瀝青混合料，均較SBS改性瀝青混合料有較大或很大幅度的提高，其中以AP-8普通瀝青混合料的動穩(wěn)定度提高幅度為最大，路孚8 000和橡膠瀝青緊隨其后，聚酯纖維（國產(chǎn)）則稍次。（2）采用添加劑的幾種瀝青混合料的材料費用均較SBS改性瀝青混合料有所增加；以工地現(xiàn)場加工的橡膠瀝青和摻量為3‰的AP-8普通瀝青混合料材料費增幅最小。

4　混合料拌制與施工工藝

AP-8普通瀝青混合料在施工過程中無特殊要求和技術(shù)難點，較改性瀝青混合料和其他摻以添加劑的瀝青混合料更為簡便。但為了充分發(fā)揮AP-8改性劑在普通瀝青混合料中的作用，施工中有以下一些注意點。

（1）瀝青混合料的拌制。AP-8改性劑為粒徑2～5 mm的深色顆粒狀材料，其軟化點為130～150 ℃。為充分發(fā)揮AP-8改性劑與集料間化學(xué)錨定作用，在瀝青混合料拌制時應(yīng)將漸入熔融狀的AP-8材料與高溫集料先適當干拌，而后分次加入瀝青和礦粉進行濕拌。建議室內(nèi)試驗小型拌和機干拌時間取石灰?guī)r集料不少于30 s，玄武巖不超過40 s；生產(chǎn)性大型拌和機則取干拌時間6～10 s，以充分發(fā)揮AP-8材料化學(xué)錨定作用，又盡量減少損傷粗集料的棱角。

（2）瀝青混合料拌碾溫度。AP-8普通瀝青混合料在拌制和碾壓成型過程中，熔融狀的AP-8改性劑在高溫集料的剪切和擠壓作用下形成亞微纖維網(wǎng)。為了這一作用的充分產(chǎn)生，應(yīng)控制好AP-8普通瀝青混合料室內(nèi)試驗試件成型和施工現(xiàn)場壓路機初壓及復(fù)壓前階段的混合料溫度都應(yīng)高于150 ℃。

5　結(jié)語

工程應(yīng)用和相關(guān)研究均已證實，AP-8普通瀝青混合料高溫抗車轍性能、低溫彎曲抗開裂和抗水損害良好，可全面有效地提高瀝青混合料的路用性能。AP-8改性普通瀝青混合料適用于公路與城市道路各等級道路各層瀝青面層，技術(shù)經(jīng)濟效益和社會效益良好。

［1］美國瀝青協(xié)會.高性能瀝青路面（Superpave）基礎(chǔ)參考手［2］冊［M］.賈渝，曹榮吉，李本京編譯.北京：人民交通出版［2］社，2005.

［2］楊毅，王捷.抗車轍外加劑在Superpave瀝青路面的應(yīng)用研［2］究［R］.江蘇東交工程設(shè)計顧問有限公司，2011.

［3］敖清文，歐陽男.路孚8000改性瀝青混合料路用性能研究［2］［J］.公路交通技術(shù)，2013（4）：44-48.

［4］朱彥，翟銳，李春雷.全效高性能瀝青混合料改性劑應(yīng)用探［2］討［J］.中國公路，2013（9）：127.

［5］江蘇省交通科學(xué)研究院股份有限公司，江蘇省交通工程建［2］設(shè)局，蘇州拓博琳新材料科技有限公司.基于提高瀝青路［2］面抗車轍性能的AP-8型添加劑瀝青混合料試驗研究與［2］應(yīng)用［R］.2014.

Research on the Rutting Resistance of AP-8 Modified Asphalt Mixture

Wang Yun，Yue Guangbin， Lv Xikun
（Minggang Road and Bridge Engineering Co. Ltd. ofWujiang City， Suzhou 215233， China）

Combining with the application of AP-8 asphalt mixture in highway and urban roads in Suzhou city， the road performance of AP-8 modified asphalt mixture is analyzed and compared with asphalt mixtures commonly used. Research results show that AP-8 modifier can greatly improve rutting resistance and has obvious advantages in technology and economy comparing with modified asphalt and commonly used asphalt modified by additives.

asphalt mixture； AP-8 modifier； rutting resistance； low temperature bending strain

U416.217

A

1672-9889（2015）01-0009-03

王云（1965-），男，江蘇淮安人，高級工程師，主要從事瀝青路面研究工作。

（2014-10-15）（

2014-06-06）