抗车辙路面技术

抗车辙路面技术

目前国内主流的抗车辙路面技术主要有抗车辙剂,橡胶沥青路面技术,灌入式复合路面技术等,根据不同的气候条件,交通路况,工程性质选择合适的技术实施.下面介绍的是由江苏东交工程设计顾问有限公司开发的维他橡胶沥青路面技术和灌入式复合路面技术:

一、维他橡胶沥青路面简介

1、介绍

维他橡胶沥青是一种采用干法工艺生产的橡胶沥青混合料，其通过在拌合楼集料干拌中，加入橡胶粉和维他连接剂而形成。与传统橡胶沥青物理熔融状态不同，维他橡胶沥青由于维他连接剂的加入，能将硬沥青质和软沥青质中的硫与橡胶屑表面的硫交联起来形成一大环状和链状聚合物组成的网状结构，从而有效改善沥青混合料性能。

维他橡胶沥青放大5000倍电镜照片橡胶沥青放大5000倍电镜照片

维他橡胶沥青放大10000倍电镜照片橡胶沥青放大10000倍电镜照片

维他橡胶沥青放大20000倍电镜照片橡胶沥青放大20000倍电镜照片

通过维他橡胶沥青相关课题研究表明，维他橡胶沥青路面具有以下特点：

（1）具有极佳的高温稳定性、低温稳定性和抗疲劳性能。

（2）应用表明，该橡胶沥青混合料改变传统橡胶沥青易离析、施工和易性差、路用性能不稳定等不足。

（3）且施工工艺简单，与常规沥青混合料摊铺、碾压基本一致，相比传统橡胶沥青，其有害气体排放量明显降低。

（4）实体工程应用表明，维他橡胶沥青路面具有良好的抗车辙、抗裂缝性能、有效延长路面使用寿命。

（5）但是该混合料由于维他连接剂改善橡胶沥青混合料性能需要一定的时间，使得沥青混合料从生产完到摊铺需要至少闷料1小时，需要施工方对前后场施工进行精细化管理，否则将有可能影响施工效

率。

结合相关研究，维他橡胶沥青可应用于沥青各结构层中，应用于交叉口、货用通道等易发生车辙路段，能有效提高沥青路面抗车辙性能。

2、相关试验数据

2.1 高温性能

采用车辙试验作为维他橡胶沥青路面混合料高温稳定性的评价方法。试验数据见表2-1和图2-1。

表2-1 不同级配混合料的动稳定度试验结果

图2-1 各类型混合料动稳定度试验结果

（1）橡胶沥青车辙试验表明，混合料的动稳定度均随橡胶颗粒掺量的增加而增大，这说明橡胶颗粒的掺入不同程度地提高混合料的高温稳定性；

（2）在橡胶沥青中掺加了TOR之后，橡胶沥青混合料的动稳定度有了较大幅度的提高，其动稳定度大于SBS改性沥青混合料，这表明TOR能提高橡胶沥青混合料的高温性能。

2.2 低温抗裂性

路面裂缝是沥青路面常见病害，裂缝的产生导致路面强度明显降低，影响沥青路面的使用性能，并加速沥青路面的破坏。

采用低温小梁弯曲试验来研究沥青混合料的低温性能，通过规定温度和加载速率时混合料弯曲破坏的力学参数——破坏弯拉应变来评价沥青混合料的低温抗裂性能，试验温度-10℃。试验结果见表2-2和图2-2。

表2-2

不同级配混合料的小梁弯曲试验结果

级配类型橡胶粉掺量（%）低温小梁弯曲应变（-10℃），μεARAC-13-D（干法）

15 3035

20 3178

25 3234

SBSAC-13 // 2348 ARAC-13（湿法）

15 2743

20 3013

25 3245

ARSUP-20-D（干法）

15 2734

20 3057

25 3253

SBSSUP-20 // 2134 ARAC-20（湿法）

15 2854

20 3276

25 3495

图2-2 各类型混合料低温小梁弯曲试验结果

分析低温弯曲试验结果可得如下结论：

（1）在低温条件下，随着胶粉加入量的增加，橡胶沥青混合料的破坏弯拉应变升高，说明橡胶颗粒的加入，使得混合料低温性能有一定的提高。

（2）维他干法橡胶沥青混合料低温性能与传统湿法橡胶沥青混合料基本相当。

（3）与SBS改性沥青混合料对比，采用橡胶粉改性的沥青混合料的低温性能得到大幅度提高。

2.3 抗水损害性能分析

水损害是沥青路面的主要病害之一。采用冻融劈裂试验和浸水马歇尔试验共同评价橡胶沥青混合料抗水损害性能。各种混合料水稳定试验结果见表2-3。

表2-3 不同级配混合料的性能试验结果

不管是上面层还是中面层，橡胶沥青混合料的冻融劈裂强度比和浸水马歇尔强度比和SBS改性沥青混合料相比有一定变化，变化的

范围比较小，在正常的实验波动范围内，说明随着橡胶粉的加入，橡胶沥青混合料的水稳定性和SBS改性沥青混合料相当，满足规范要求。

2.4 抗剪性能分析

沥青混合料的剪切破坏主要是沥青混合料的高温稳定性不足，在荷载作用下产生永久变形和剪切推移，致使路面出现车辙和拥包等现象。因此采用直剪仪（如图2-3所示），通过直接剪切试验模拟路面在行车作用的实际情况，用来评价沥青混合料的抗剪切性能。试验数据汇总表2-4所示。

图2-3 直接剪切仪

表2-4 混合料剪切试验数据汇总表

级配类型橡胶粉掺量（%）混合料最大剪切力代表值（kN）20℃60℃

SBSAC-13 // 11.2 4.7

ARAC-13-D（干法）15 13.4 5.6 20 15.6 5.9 25 17.9 6.2

ARAC-13（湿法）15 9.2 3.4 20 9.4 3.9 25 9.8 3.9

SBSSUP-20 // 10.9 4.0 ARSUP-20-D（干法）15 12.5 5.3

通过分析各类型混合料的直剪试验结果表明：

（1）橡胶粉添加量影响着混合料的抵抗剪切变形的能力，试验结果表明混合料的抗剪能力随着橡胶粉含量的增加而有着不同程度的提高。

（2）维他橡胶沥青混合料抗剪强度明显高于同属于密级配的SBS 改性沥青混合料，这表明维他橡胶粉掺入混合料后，能较大幅度的提高混合料的抗剪性能，从而提高维他橡胶沥青路面抵抗剪切变形能力。

（3）与SBS改性沥青混合料和维他橡胶沥青混合料相比，湿法橡胶沥青的抗剪能力较差，这将导致该种路面在重载交通作用下，更容易发生推移、车辙等路面变形。

（4）60℃抗剪试验反应高温季节时路面抵抗剪切变形的能力。结果表明，在高温条件下，维他干法橡胶沥青混合料混合料抗剪能力明显优于湿法橡胶沥青和SBS改性沥青混合料。