浅谈路可比沥青混合料在处治路面车辙病害中的运用
2014-09-05陈菊梅CHENJumei
陈菊梅CHEN Ju-mei
(扬州公路管理站,扬州225009)
1 车辙的成因分析及处治方案
近年来因夏季高温天气持续时间长,再加之交通流量大、重载车辆多等因素的影响,公路路面出现较多车辙病害,影响着公路的安全顺畅。S244天扬线是扬州到天长的公路,尤其K25~K31地处城郊结合段,平交道口多,沥青混凝土路面车辙病害非常明显。经过分析,沥青混合料高温抗剪不足产生的侧向流动变形与沥青混合料本身的高温稳定性有直接关系,高温稳定性的主要内因之一是矿料之间的嵌挤力与摩阻力,二是沥青与矿料之间粘结力。为处治S244天扬线车辙病害,扬州公路站与扬州通润交通科技发展有限公司进行合作,采用德国Lucobit公司的产品路可比2010A(简称路可比)作为车辙处治的路面沥青混凝土的添加剂。处治方法是:将划定范围内的原路面面层进行铣刨,回填路可比抗车辙沥青混合料。路可比改性沥青混合料沥青采用A级70#基质沥青,改性剂采用德国路可比公司生产的Lucobit2010A改性剂。
在工程试验阶段,扬州公路站和通润交通科技公司对S244天扬线车辙处治专项工程路可比沥青混合料AC-13进行目标配合比设计。本次试验严格按照规范以及设计的要求进行试验操作,在AC-13沥青混合料目标配合比设计好的情况下,分别掺入5%、6%和7%路可比(按照基质沥青内掺比例)进行车辙性能的对比试验。
2 目标配合比对比试验的原材料
2.1 原材料 本次配合比设计所用的集料为镇江矛迪的玄武岩,矿粉为镇江高资石灰岩矿粉,沥青为金陵石化70#重交通沥青。
2.2 外加剂 路可比1210A,简称为路可比,是一种呈颗粒状的热塑性塑料,它是由高品质聚乙烯共聚物和一种特殊沥青的混合(ECB)构成。路可比不仅能预先对沥青进行改性,用于普通沥青混凝土、沥青马蹄脂混合料和浇注式沥青混凝土的制作,也能在拌和楼生产沥青混合料时直接添加路可比。本次试验中路可比采用德国路可比公司(LOCOBIT AG)生产的路可比1020A,其性能指标见表1。
表1 路可比1210A性能指标
3 沥青混合料配合比设计
3.1 混合料级配 本次沥青混合料配合比设计为AC-13型。
3.2 矿料配合比计算 根据AC-13沥青混合料的关键筛孔2.36mm通过率<40%确定粗、中、细三种级配A、B、C。按沥青用量4.8%分别制作马歇尔试件,并测定三种级配下的体积指标,在满足规范要求的基础上确定级配。
表2 初试级配的设计组成结果
由表2得出只有级配B的各项指标都满足要求,本次设计采用偏粗型的AC-13C型,因此选取级配B为设计级配。
3.3 确定最佳沥青用量 按级配称取矿料,采用5种沥青用量,145℃下双面各击实75次成型马歇尔试件,计算各组试件密度、空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度,最后将成型的试件进行马歇尔稳定度试验。根据马歇尔试验及计算结果,取最佳沥青用量为4.8%。
4 沥青混合料抗水损害试验
为了检验沥青混合料的抗水损害性能,掺入5%、6%和7%路可比(按照基质沥青内掺比例),分别进行了沥青混合料的浸水马歇尔试验,试验结果见表3。
表3 浸水马歇尔试验结果
5 动稳定度试验
试验条件:在60±1℃,0.7±0.05MPa条件下进行车辙试验以检验沥青混合料的高温稳定性,动稳定度试验结果如表4所示。
表4 车辙试验动稳定度
6 结论
通过混合料级配调试和相关验证试验,表明所设计的路可比沥青混合料AC-13的抗水损害性能和高温稳定性能均满足技术要求,可作为S244天扬线公路车辙处治专项工程下面层路可比沥青混合料AC-13生产配合比调试的依据。路可比不仅用于工业沥青混合料或者应力特别高的其它面层,也能用于道路的连接层。路可比在研发中被确定成是一种现代产品,它能有效地提高各种特殊沥青混合料沥青基体的稳定性,从而确保全方位品质永恒理念的实现。另外,为了满足未来路面设计的要求,路可比将用于承重层,以达到减少层厚的目的。
最终配合比如表5所示,建议外加剂路可比掺量采用7%(按沥青用量的内掺)。
表5 矿料配合比及设计沥青用量
施工试验结果表明,此次路面上层材料在添加7%的路可比之后,动稳定度提升至6倍左右。路面动稳定度的增加意味着沥青路面高温稳定性的提升,确保路面在高温天气下能提供平整、舒适的行车环境,有效延长路面使用寿命。路可比沥青混凝土能大大提高沥青的裹附力,增强沥青的塑变能力,对沥青软化点及高温、低温变形都有明显改善,不但有效延长路面使用寿命,在保证正常的安全摩擦的同时,可以有效地减少对车胎的磨损。未来扬州公路部门将推广完善此技术,确保路面在高温天气下能提供安全、舒适的行车环境,有效提高公路服务质态。
[1]JTG E42-2005,公路工程集料试验规程[S].
[2]JTG E20-2011,公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S.]
[3]JTG F40-2004,公路沥青路面施工技术规范[S].