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(zhù)瀝青混凝土路面在高等級公路中的大面積推廣使用,出現了各種各樣的車(chē)轍問(wèn)題,特別是在長(cháng)大縱坡的爬坡路段、橋面鋪裝、交叉口、收費站和服務(wù)區附近路段經(jīng)常產(chǎn)生嚴重的車(chē)轍。瀝青混凝土路面車(chē)轍的產(chǎn)生,嚴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(zhù)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(zhù)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(cháng)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,增強骨料間結合能力??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,從而大大增強了瀝青與礦料的結合能力;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定性;第四,牽制骨料移動(dòng)。由于施工碾壓時(shí)對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構,一旦溫度冷卻后,抗車(chē)轍劑將在集料骨架內發(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)際工程應用中,對抗車(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分鐘內通過(guò)標準毛細管的重量值。 抗車(chē)轍劑瀝青混凝土施工非常簡(jiǎn)便。一般采用專(zhuān)用的設備,對抗車(chē)轍劑進(jìn)行自動(dòng)計量和添加,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)用設備將抗車(chē)轍劑的顆粒投入到拌合倉內進(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)運輸。有關(guān)抗車(chē)轍劑瀝青混凝土的儲存和運輸均按常規瀝青混凝土的儲存和運輸的方法進(jìn)行,不需要特殊處理。 (3)碾壓??管?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℃。根據上述研究,我們在改建工程中進(jìn)行了應用,將路面分成特殊段和一般段分別設計,其中特殊段路面按照抗車(chē)轍劑瀝青混凝土進(jìn)行設計,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(cháng)大縱坡的爬坡路段、橋面鋪裝、交叉口、收費站和服務(wù)區路段,特殊段的瀝青混凝土的面層采用4cm細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),對于特殊路段上、中面層統一要求動(dòng)穩定度≥6000,下面層要求動(dòng)穩定度≥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)穩定度應≥3500,普通瀝青混合料動(dòng)穩定度應≥1000。 本項目抗車(chē)轍劑主要從以下四種中進(jìn)行比選,分別是法國R.PLAST.S、德國的路孚8000、國產(chǎn)的海川車(chē)轍王和天成墾特萊。其中國產(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,通過(guò)計算,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)轍劑與國產(chǎn)的抗車(chē)轍劑相比,價(jià)格稍高,但是通過(guò)實(shí)驗表明,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用前景非常廣闊。
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