抗車(chē)轍劑瀝青混凝土的適用范圍與技術(shù)要求2024-03-15
隨著瀝青混凝土路面在高等級(jí)公路中的大面積推廣使用,出現(xiàn)了各種各樣的車(chē)轍問(wèn)題,特別是在長(zhǎng)大縱坡的爬坡路段、橋面鋪裝、交叉口、收費(fèi)站和服務(wù)區(qū)附近路段經(jīng)常產(chǎn)生嚴(yán)重的車(chē)轍。瀝青混凝土路面車(chē)轍的產(chǎn)生,嚴(yán)重影響了路面通行能力,不僅影響到行車(chē)安全及舒適,而且由于輪跡處瀝青面層厚度的減薄,降低了路面整體強(qiáng)度,會(huì)進(jìn)一步誘發(fā)路面的其它病害,降低路面的使用壽命。本文研究通過(guò)在瀝青混凝土中添加抗車(chē)轍劑,以提高路面的抗車(chē)轍能力。 車(chē)轍通常產(chǎn)生在車(chē)輛碾壓的輪跡帶上,往往是隨著車(chē)輪的印記形成兩條縱向的轍槽,在雨水及氣溫等因素的共同作用下,瀝青混凝土面層的車(chē)轍不斷發(fā)展。同時(shí)轍槽會(huì)產(chǎn)生積水,由于積水容易使行駛中的車(chē)輛產(chǎn)生橫向滑移,給車(chē)輛帶來(lái)安全隱患。加上積水不能及時(shí)排出,會(huì)隨著路面的破壞,不斷向路面基層和路基侵蝕,加速了瀝青路面的破壞。特別是交叉口范圍和長(zhǎng)大縱坡的上坡路段,由于車(chē)輛剎車(chē)時(shí),車(chē)輪與路面作用水平力變大,在重載、大縱坡引起的較大水平分力以及高溫的綜合作用下,車(chē)轍問(wèn)題更為突出。 抗車(chē)轍劑是為一種高分子聚合物,是經(jīng)過(guò)特殊工藝加工合成而來(lái),它主要通過(guò)以下4個(gè)方面的作用,提高了瀝青混凝土的抗車(chē)轍性能。第 一,增強(qiáng)骨料間結(jié)合能力??管?chē)轍劑通過(guò)增加瀝青混合料中的礦料之間以及瀝青與礦料顆粒之間的接觸面積,從而大大增強(qiáng)了瀝青與礦料的結(jié)合能力;第二,抑制瀝青變形。由于抗車(chē)轍劑含有一定的彈性體高聚合物,可以增加瀝青的粘度,提高瀝青的軟化點(diǎn),加大瀝青的彈性,從而抑制瀝青的流動(dòng)變形;第三,提高瀝青混凝土的水穩(wěn)定性??管?chē)轍劑在施工中由于高溫軟化,充分填充了集料骨架中的空隙,然后在碾壓過(guò)程中成型后,水分不會(huì)輕易進(jìn)入瀝青骨料中,從而改善了瀝青混合料的水穩(wěn)定性;第四,牽制骨料移動(dòng)。由于施工碾壓時(shí)對(duì)骨料施加了很大的擠壓力,使瀝青混凝土中的抗車(chē)轍劑也一起產(chǎn)生了變形,在壓實(shí)過(guò)程中骨料和抗車(chē)轍劑一起形成相互交織的纖維狀結(jié)構(gòu),一旦溫度冷卻后,抗車(chē)轍劑將在集料骨架內(nèi)發(fā)揮填隙、搭橋和嵌擠作用,充分牽制瀝青混凝土骨料間顆粒的位移。 在實(shí)際工程應(yīng)用中,對(duì)抗車(chē)轍劑主要從密度、熔體質(zhì)量流動(dòng)速率及吸水率等三個(gè)性能的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行控制。其中熔體質(zhì)量流動(dòng)速率是指瀝青混合料抗車(chē)轍劑在特定的溫度(190℃)和壓力(2.16kg)下,熔體在10分鐘內(nèi)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)毛細(xì)管的重量值。 抗車(chē)轍劑瀝青混凝土施工非常簡(jiǎn)便。一般采用專(zhuān)用的設(shè)備,對(duì)抗車(chē)轍劑進(jìn)行自動(dòng)計(jì)量和添加,在瀝青混合料拌和過(guò)程中直接加入。具體施工步驟如下: (1)拌合。先將瀝青混凝土的礦料加熱到要求的溫度(一般是170~180℃)時(shí),通過(guò)專(zhuān)用設(shè)備將抗車(chē)轍劑的顆粒投入到拌合倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行干拌,干拌的時(shí)間一般是10~15s,然后加入瀝青,充分拌合后加入礦粉,拌和均勻即可。 (2)運(yùn)輸。有關(guān)抗車(chē)轍劑瀝青混凝土的儲(chǔ)存和運(yùn)輸均按常規(guī)瀝青混凝土的儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)姆椒ㄟM(jìn)行,不需要特殊處理。 (3)碾壓。抗車(chē)轍劑瀝青混凝土的碾壓溫度,要求第一次碾壓時(shí)的溫度最 好控制在160~170℃,最低不得低于150℃。根據(jù)上述研究,我們?cè)诟慕üこ讨羞M(jìn)行了應(yīng)用,將路面分成特殊段和一般段分別設(shè)計(jì),其中特殊段路面按照抗車(chē)轍劑瀝青混凝土進(jìn)行設(shè)計(jì),一般段不添加抗車(chē)轍劑,為改性瀝青混凝土路面。 (1)特殊段;特殊段指長(zhǎng)大縱坡的爬坡路段、橋面鋪裝、交叉口、收費(fèi)站和服務(wù)區(qū)路段,特殊段的瀝青混凝土的面層采用4cm細(xì)粒式橡膠瀝青混凝土(2.5‰抗車(chē)轍劑)+6cm中粒式橡膠瀝青混凝土(2.5‰抗車(chē)轍劑)+8cm粗粒式普通瀝青混凝土(4‰抗車(chē)轍劑),對(duì)于特殊路段上、中面層統(tǒng)一要求動(dòng)穩(wěn)定度≥6000,下面層要求動(dòng)穩(wěn)定度≥5000。 (2)一般段:一般段指除道路全線(xiàn)除特殊段外的其它段落,一般段瀝青混凝土的面層采用4cm細(xì)粒式橡膠瀝青混凝土+6cm中粒式橡膠瀝青混凝土+8cm粗粒式普通瀝青混凝土,橡膠瀝青混合料動(dòng)穩(wěn)定度應(yīng)≥3500,普通瀝青混合料動(dòng)穩(wěn)定度應(yīng)≥1000。 本項(xiàng)目抗車(chē)轍劑主要從以下四種中進(jìn)行比選,分別是法國(guó)R.PLAST.S、德國(guó)的路孚8000、國(guó)產(chǎn)的海川車(chē)轍王和天成墾特萊。其中國(guó)產(chǎn)抗車(chē)轍劑的價(jià)格大約8000元/t,進(jìn)口抗車(chē)轍劑價(jià)格大約20000元/t。按照瀝青混凝土的密度為2.45t/m3,抗車(chē)轍劑的摻加量按4‰計(jì),通過(guò)計(jì)算,使用進(jìn)口的抗車(chē)轍劑,每噸抗車(chē)轍劑瀝青混凝土比改性瀝青混凝土價(jià)格增加196元。使用國(guó)產(chǎn)的抗車(chē)轍劑,每噸抗車(chē)轍劑瀝青混凝土比改性瀝青混凝土價(jià)格增加78.4元。 從以上工程應(yīng)用中可以看出,瀝青混凝土在摻加抗車(chē)轍劑后,造價(jià)增加不大,盡管進(jìn)口的抗車(chē)轍劑與國(guó)產(chǎn)的抗車(chē)轍劑相比,價(jià)格稍高,但是通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明,進(jìn)口抗車(chē)轍劑瀝青混凝土其抗車(chē)轍性能優(yōu)于國(guó)產(chǎn)抗車(chē)轍劑瀝青混凝土。所以,抗車(chē)轍劑瀝青混凝土的應(yīng)用前景非常廣闊。