探究抗车辙剂对AC-20 沥青混合料路用性能的影响

2022-08-11梁国松

工程建设与设计 2022年14期

梁国松

（广东华路交通科技有限公司，广州 510420）

1 项目概况

项目省道S374 线霞山百蓬至麻章田寮村段改建工程全长21.944 km。全线主线采用沥青路面，沥青面层铺装总厚度180 mm，结构组成为：80 mmGAC-25 沥青混凝土下面层（GAC-25)+改性乳化沥青黏层+60 mmGAC-20C 改性沥青混凝土SBS（Ⅰ-D 型）添加0.4%PE 类路强剂+改性沥青防水黏结层+40 mmGAC-13C 改性沥青混凝土SBS（Ⅰ-D 型）。

为研究抗车辙剂对AC-20 沥青混合料路用性能的影响，选择在湛江大道主线K0+140～K0+520 段开展GAC-20 中面层试验，包括车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、小梁弯曲试验，试验段总长度为380 m，宽度为15.4 m。

2 试验原材料选择

2.1 沥青

采用SBS（I-D）改性沥青。抽检结果满足相关规范及图纸设计要求，检测结果见表1。

表1 SBS（PG76-22）改性沥青检测结果

2.2 集料

粗集料采用项目所在地生产的3～5 mm、5～10 mm、10～20 mm 规格花岗岩材质碎石,抽检结果满足相关规范及图纸设计要求，检测结果见表2。

表2 粗集料物理性能检测结果

细集料采用母料为广西某石场生产的10～20 mm 规格石灰岩材质碎石，经路面机制砂加工厂二次加工，规格为0～3 mm的机制砂，抽检结果满足相关规范及图纸设计要求，检测结果见表3。

表3 细集料物理性能检测结果

2.3 矿粉

采用石灰岩材质矿粉，抽检结果满足相关规范及图纸设计要求，检测结果见表4。

表4 矿粉检测结果

3 抗车辙剂对AC-20 沥青混合料路用性能的影响研究

3.1 抗车辙剂对AC-20 沥青混合料高温性能的影响

车辙试验能够模拟现实当中车辆在沥青路面行驶时形成车辙的过程，试验过程较为简单，但与路面车辙具有较高相关性[1]，因此，本项目中通过车辙试验来评估AC-20 沥青混合料路面高温性能。试验结果见表5。

表5 不同掺量车辙剂的AC-20 沥青混合料车辙试验结果（60 ℃）

可以看出掺入抗车辙剂后，AC-20 沥青混合料的动稳定度有所提升。不掺抗车辙剂时，沥青混合料动稳定度的平均值为4 669 次/min；当抗车辙剂掺量为0.4%时，沥青混合料动稳定度平均值增加至6 743 次/min，相较于赤掺抗车辙剂的沥青混合料，动稳定度有一定提升；当抗车辙掺量达到0.6%时，沥青混合料动稳定度平均值高达7 617 次/min。从试验结果来看，在AC-20 沥青混合料中掺入抗车辙剂可以使高温性能得到明显改善。

3.2 抗车辙剂对AC-20 沥青混合料水稳定性的影响

沥青混合料的水稳定性是否良好，决定了其在水作用下是否会发生损坏，为研究抗车辙剂对AC-20 沥青混合料水稳定性的影响[2]，本项目设计进行浸水马歇尔试验与冻融劈裂试验来评价其水稳定性。

3.2.1 浸水马歇尔试验

本试验中，为便于对比，分别采用抗车辙剂掺量为0%、0.4%、0.6%的沥青混合料进行试验，试验结果见表6。

表6 不同车辙剂掺量的AC-20 沥青混合料浸水马歇尔试验结果

从表6 中可以看出，掺入抗车辙剂并没有对AC-20 沥青混合料水的稳定性产生影响，反而显著改善了沥青混合料的水稳定性。不掺抗车辙剂时，沥青混合料的残留稳定度为87%；当抗车辙剂掺量为0.4%时，沥青混合料的水稳定性增加至93%，明显高于规定的技术标准，相较于未掺抗车辙剂的沥青混合料，水稳定性提高6%；当抗车辙掺量达到0.6%时，沥青混合料残留稳定度为95%。从试验结果来看，在AC-20 沥青混合料中掺入抗车辙剂可以使水稳定性得到改善[3]。

3.2.2 冻融劈裂试验

冻融劈裂试验主要是模拟低温环境下雨雪对路面的损害，也是评价沥青路面水稳定性的重要试验。本项目中，按照JTJ 052—2000《公路工程沥青及沥青混合料》中的相关规定制作抗车辙剂掺量为0、0.4%、0.6%的沥青混合料试件，具体试验过程如下：（1）试件双面各击实50 次，冷却至室温脱模，每种试件分别成型8～10 块；（2）将试件分成2 组，第一组置于25 ℃的水浴中保温不低于2 h，然后进行劈裂试验，得到劈裂强度；（3）将第二组试件置于25 ℃水浴中浸泡20 min，然后在730 mmHg 的环境下抽真空约15 min，最后在25 ℃水中浸泡1 h，然后将第二组试件放入塑料袋中，加入约10 mL 水后封口，试件置于-18 ℃的冰箱中冷冻16 h；（4）冷冻结束后取出试件撤去塑料袋，将试件置于60 ℃的恒温水浴中保温24 h。然后再将试件放入25 ℃恒温水浴当中浸泡不低于2 h，之后进行劈裂试验，得到劈裂强度。试验结果见表7。

表7 不同车辙剂掺量的AC-20 沥青混合料冻融劈裂试验结果

从表7 中可以看出，在沥青混合料中掺入抗车辙剂后，无论是未冻融劈裂强度还是冻融后劈裂强度都高于未掺抗车辙剂的沥青混合料，并且强度比也明显提升。不掺抗车辙剂时，沥青混合料冻融劈裂强度比为86.1%；当抗车辙剂掺量为0.4%时，沥青混合料冻融劈裂强度比为93.1%；当抗车辙掺量达到0.6%时，沥青混合料冻融劈裂强度比为92.7%。试验结果表明，使用抗车辙剂后AC-20 沥青混合料的整体性得到改善，抗水损害能力提升，水稳定性表现更加良好。