高抗车辙沥青路面材料开发及应用--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

高抗车辙沥青路面材料开发及应用

发表时间：2020/11/10 来源：《基层建设》2020年第21期作者：张树文曲恒辉赵佃宝

[导读] 摘要：沥青路面施工在实际中有着广泛应用，文章从沥青混合材料及结构组合设计要点，两个方面研究高抗车辙沥青路面的开发及应用效果。

        山东高速材料技术开发有限公司山东济南 250000
        摘要：沥青路面施工在实际中有着广泛应用，文章从沥青混合材料及结构组合设计要点，两个方面研究高抗车辙沥青路面的开发及应用效果。
        关键词：沥青路面；高抗材料；车辙；应用
        近年来随着我国高速公路里程数的不断增加和居民车辆拥有数量的逐年递增，车辙已成为一种损害沥青路面的主要因素。路面在车辆载荷作用下，其内部材料产生位移形成，车辙的出现严重影响路面平整度和舒适度，并降低了沥青路面的整体结构强度，在降低使用寿命的同时产生安全隐患，因此研究高抗车辙性沥青路面材料成为近年来研究的重点[1]。
        1 高抗车辙剂及作用原理
        沥青混合料抗车辙改性剂，通常简称为抗车辙剂，是一种以高分子聚合物为主的外加剂，主要用于提高沥青混合料的抗车辙能力，同时对其它路用性能没有副作用，是目前用来提高沥青路面高温稳定性能、增强承载力、延长服役期的最新方法。
        抗车辙剂拌和时首先与集料干拌，部分熔融于集料表面，提高了集料的粘结性，相当于对集料进行了预改性；抗车辙剂在湿拌和运输过程中，部分溶解或溶胀于沥青中，形成胶结作用，从而达到提高软化点温度、增加粘度、降低热敏性等沥青改性的作用；聚合物形成的微结晶区具有相当的劲度，在拌和过程中部分拉丝成塑料纤维，在集料骨架内搭桥交联而形成纤维加筋作用。
        2 沥青改良剂的种类
        2.1橡胶类改良剂
        橡胶类沥青提升粘结性的一种混合型沥青原料，使用该原料铺设的沥青路面比常规铺设的路面使用寿命高2倍，降低50%以上的噪音，提升路面耐寒性。
        2.2热塑性弹性体类
        热塑性弹性体是使用化学方法制成的共聚物，该类型的沥青具有良好的弹性恢复性能，高、低温环境的耐受性强，是目前使用最普遍的沥青原料[2]。使用该原料铺设的沥青路面具有抗水性能和高稳定性，聚合物以弹性网状结构存在于沥青内，从而提升沥青粘度和高温变形能力。
        2.3热塑性树脂类
        热塑性树脂类是由聚乙烯聚合而成的线性聚合物，该类型的沥青随着剂量使用的高低程度，其使用性能略有不同，微粒越小混溶性越好，有利于提高粘度和稳定性，从而改善力学性能。
        3 高抗性车辙沥青混合料的选择和解决方案
        3.1矿料的选取
        矿料在沥青混合料中起到支撑力学性能的骨架作用，因此矿料需选择接近立方体、抗压等级和耐磨等级高的配置。矿粉只占沥青混合用料中10%以内的，其在沥青表面积中的占比达到80%以上，其可以通过两者之间的交互作用达到提高沥青混合料的粘力，形成结构沥青膜，减少了沥青混合料的空隙率。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

        3.2沥青胶结料的选取
        沥青胶是采用沥青、高分子树脂、矿物填料等物质制成。选择高温稳定性好的沥青能有效提高沥青混合料的粘度，提高气密性、防水性、防冻性、不易开裂老化、常温下可以冷施工。
        3.3选择合适的混合料
        混合料空隙率的大小直接影响材料的变形情况，空隙率过小没有足够的空间来缓冲受力，空隙过大则影响其在混合料中起到的骨架作用，影响沥青路面的抗车辙能力。从上述情况分析，选取混合料一定要掌握石料的酸碱度。实践表明酸性石料和沥青料之间的粘结力很差，达不到行业标准要求，沥青混料强度无法满足实际情况，根据实际情况选择合适的混合料。
        4 高抗车辙沥青路面材料开发及应用
        4.1 基质混凝土的选择
        AC-20沥青混凝土通常用作沥青路面中面层，抗车辙能力偏低即使采用优良级配、高性能改性沥青，其动稳定度仍然不能达到满意，因此选择AC-20基质混凝土。AC型混凝土密实度好、耐久性能好、强度低、热稳定性差的特点。
        4.2 选取抗车辙剂主体材料
        聚乙烯（PE）材料对沥青混凝土的高温稳定性能有明显提高，且溶点跟沥青相近，跟沥青的相溶性比SBS、SBR好。同时PE的耐低温性能好，脆化温度一般可达-50℃，随着分子量的增大，最低脆化温度可达-140℃，选取聚乙烯作为抗车辙剂的原料。
        4.3 应用问题分析
        在沥青混合料中加入聚乙烯后，抗车辙能力得到提高，且随着聚乙烯的用量增加而增强；HDPE和LDPE对沥青混合料的影响作用类似，HDPE对沥青混合料抗车辙性能比LDPE优异，而在LDPE水稳定性和低温性能上更占优势。
        5 结论
        综上所述，高抗车辙沥青路面材料首先从矿料选择开始，在沥青混合料中使用接近立方体、抗压等级和耐磨等级高的矿料，能减少沥青混合料的空隙率，增强路面抗剪切能力，其次选择粘度高、塑变性好的沥青与其进行搅拌，并在沥青混合材料中添加抗车辙改性剂，能够提高沥青混合材料的高温稳定性，并对集料表面粘度起到改性作用，达到提高软化点温度、增加粘度，降低空隙率、路面渗透性、热敏性和永久变形率的特点，同时抗车辙改性剂具有可直接投入到现场使用、不影响原有的配合比设计、施工工艺简单和具有极高的性价比，便于储存和和使用的特性。
        参考文献：
        [1]杨盼盼.材料与结构对沥青路面抗车辙能力的影响对比分析[J].交通世界，2018，24（24）：132-133，176.
        [2]吴波，温佳宇，杨杰.抗车辙沥青路面材料设计及评价[J].北方交通，2018，12（12）：50-54.
        [3]王玮巍.沥青路面新型PR抗车辙剂材料特点分析[J].交通标准化，2018，01（01）：93-95.
        [4]徐暘，关宏信，张起森，等.连续上坡沥青路面抗车辙材料组合设计[J].武汉理工大学学报，2018，32（32）：62-64，87.
        作者简介：冯美勇（1974.7），男，山东阳信县人，本科，研究方向：道路工程