探究抗車(chē)轍劑對(duì)AC-20 瀝青混合料路用性能的影響

梁國(guó)松

（廣東華路交通科技有限公司，廣州 510420）

1 項(xiàng)目概況

項(xiàng)目省道S374 線霞山百蓬至麻章田寮村段改建工程全長(zhǎng)21.944 km。全線主線采用瀝青路面，瀝青面層鋪裝總厚度180 mm，結(jié)構(gòu)組成為：80 mmGAC-25 瀝青混凝土下面層（GAC-25)+改性乳化瀝青黏層+60 mmGAC-20C 改性瀝青混凝土SBS（Ⅰ-D 型）添加0.4%PE 類(lèi)路強(qiáng)劑+改性瀝青防水黏結(jié)層+40 mmGAC-13C 改性瀝青混凝土SBS（Ⅰ-D 型）。

為研究抗車(chē)轍劑對(duì)AC-20 瀝青混合料路用性能的影響，選擇在湛江大道主線K0+140～K0+520 段開(kāi)展GAC-20 中面層試驗(yàn)，包括車(chē)轍試驗(yàn)、浸水馬歇爾試驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn)、小梁彎曲試驗(yàn)，試驗(yàn)段總長(zhǎng)度為380 m，寬度為15.4 m。

2 試驗(yàn)原材料選擇

2.1 瀝青

采用SBS（I-D）改性瀝青。抽檢結(jié)果滿足相關(guān)規(guī)范及圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 SBS（PG76-22）改性瀝青檢測(cè)結(jié)果

2.2 集料

粗集料采用項(xiàng)目所在地生產(chǎn)的3～5 mm、5～10 mm、10～20 mm 規(guī)格花崗巖材質(zhì)碎石,抽檢結(jié)果滿足相關(guān)規(guī)范及圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 粗集料物理性能檢測(cè)結(jié)果

細(xì)集料采用母料為廣西某石場(chǎng)生產(chǎn)的10～20 mm 規(guī)格石灰?guī)r材質(zhì)碎石，經(jīng)路面機(jī)制砂加工廠二次加工，規(guī)格為0～3 mm的機(jī)制砂，抽檢結(jié)果滿足相關(guān)規(guī)范及圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 細(xì)集料物理性能檢測(cè)結(jié)果

2.3 礦粉

采用石灰?guī)r材質(zhì)礦粉，抽檢結(jié)果滿足相關(guān)規(guī)范及圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 礦粉檢測(cè)結(jié)果

3 抗車(chē)轍劑對(duì)AC-20 瀝青混合料路用性能的影響研究

3.1 抗車(chē)轍劑對(duì)AC-20 瀝青混合料高溫性能的影響

車(chē)轍試驗(yàn)?zāi)軌蚰M現(xiàn)實(shí)當(dāng)中車(chē)輛在瀝青路面行駛時(shí)形成車(chē)轍的過(guò)程，試驗(yàn)過(guò)程較為簡(jiǎn)單，但與路面車(chē)轍具有較高相關(guān)性[1]，因此，本項(xiàng)目中通過(guò)車(chē)轍試驗(yàn)來(lái)評(píng)估AC-20 瀝青混合料路面高溫性能。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 不同摻量車(chē)轍劑的AC-20 瀝青混合料車(chē)轍試驗(yàn)結(jié)果（60 ℃）

可以看出摻入抗車(chē)轍劑后，AC-20 瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度有所提升。不摻抗車(chē)轍劑時(shí)，瀝青混合料動(dòng)穩(wěn)定度的平均值為4 669 次/min；當(dāng)抗車(chē)轍劑摻量為0.4%時(shí)，瀝青混合料動(dòng)穩(wěn)定度平均值增加至6 743 次/min，相較于赤摻抗車(chē)轍劑的瀝青混合料，動(dòng)穩(wěn)定度有一定提升；當(dāng)抗車(chē)轍摻量達(dá)到0.6%時(shí)，瀝青混合料動(dòng)穩(wěn)定度平均值高達(dá)7 617 次/min。從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，在AC-20 瀝青混合料中摻入抗車(chē)轍劑可以使高溫性能得到明顯改善。

3.2 抗車(chē)轍劑對(duì)AC-20 瀝青混合料水穩(wěn)定性的影響

瀝青混合料的水穩(wěn)定性是否良好，決定了其在水作用下是否會(huì)發(fā)生損壞，為研究抗車(chē)轍劑對(duì)AC-20 瀝青混合料水穩(wěn)定性的影響[2]，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)進(jìn)行浸水馬歇爾試驗(yàn)與凍融劈裂試驗(yàn)來(lái)評(píng)價(jià)其水穩(wěn)定性。

3.2.1 浸水馬歇爾試驗(yàn)

本試驗(yàn)中，為便于對(duì)比，分別采用抗車(chē)轍劑摻量為0%、0.4%、0.6%的瀝青混合料進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 不同車(chē)轍劑摻量的AC-20 瀝青混合料浸水馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

從表6 中可以看出，摻入抗車(chē)轍劑并沒(méi)有對(duì)AC-20 瀝青混合料水的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，反而顯著改善了瀝青混合料的水穩(wěn)定性。不摻抗車(chē)轍劑時(shí)，瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度為87%；當(dāng)抗車(chē)轍劑摻量為0.4%時(shí)，瀝青混合料的水穩(wěn)定性增加至93%，明顯高于規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，相較于未摻抗車(chē)轍劑的瀝青混合料，水穩(wěn)定性提高6%；當(dāng)抗車(chē)轍摻量達(dá)到0.6%時(shí)，瀝青混合料殘留穩(wěn)定度為95%。從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，在AC-20 瀝青混合料中摻入抗車(chē)轍劑可以使水穩(wěn)定性得到改善[3]。

3.2.2 凍融劈裂試驗(yàn)

凍融劈裂試驗(yàn)主要是模擬低溫環(huán)境下雨雪對(duì)路面的損害，也是評(píng)價(jià)瀝青路面水穩(wěn)定性的重要試驗(yàn)。本項(xiàng)目中，按照J(rèn)TJ 052—2000《公路工程瀝青及瀝青混合料》中的相關(guān)規(guī)定制作抗車(chē)轍劑摻量為0、0.4%、0.6%的瀝青混合料試件，具體試驗(yàn)過(guò)程如下：（1）試件雙面各擊實(shí)50 次，冷卻至室溫脫模，每種試件分別成型8～10 塊；（2）將試件分成2 組，第一組置于25 ℃的水浴中保溫不低于2 h，然后進(jìn)行劈裂試驗(yàn)，得到劈裂強(qiáng)度；（3）將第二組試件置于25 ℃水浴中浸泡20 min，然后在730 mmHg 的環(huán)境下抽真空約15 min，最后在25 ℃水中浸泡1 h，然后將第二組試件放入塑料袋中，加入約10 mL 水后封口，試件置于-18 ℃的冰箱中冷凍16 h；（4）冷凍結(jié)束后取出試件撤去塑料袋，將試件置于60 ℃的恒溫水浴中保溫24 h。然后再將試件放入25 ℃恒溫水浴當(dāng)中浸泡不低于2 h，之后進(jìn)行劈裂試驗(yàn)，得到劈裂強(qiáng)度。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 不同車(chē)轍劑摻量的AC-20 瀝青混合料凍融劈裂試驗(yàn)結(jié)果

從表7 中可以看出，在瀝青混合料中摻入抗車(chē)轍劑后，無(wú)論是未凍融劈裂強(qiáng)度還是凍融后劈裂強(qiáng)度都高于未摻抗車(chē)轍劑的瀝青混合料，并且強(qiáng)度比也明顯提升。不摻抗車(chē)轍劑時(shí)，瀝青混合料凍融劈裂強(qiáng)度比為86.1%；當(dāng)抗車(chē)轍劑摻量為0.4%時(shí)，瀝青混合料凍融劈裂強(qiáng)度比為93.1%；當(dāng)抗車(chē)轍摻量達(dá)到0.6%時(shí)，瀝青混合料凍融劈裂強(qiáng)度比為92.7%。試驗(yàn)結(jié)果表明，使用抗車(chē)轍劑后AC-20 瀝青混合料的整體性得到改善，抗水損害能力提升，水穩(wěn)定性表現(xiàn)更加良好。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)不同摻量抗車(chē)轍劑下AC-20 瀝青混合料高溫性能、水穩(wěn)定性以及低溫性能進(jìn)行試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)使用抗車(chē)轍劑可以顯著改善AC-20 瀝青混合料的性能，對(duì)于防治車(chē)轍病害，延長(zhǎng)道路使用壽命具有積極作用。