抗车辙剂对沥青混合料性能影响

抗车辙剂对沥青混合料性能影响

摘要：抗车辙剂在沥青混合料路面建设中已经得到推广应用，具有提高沥青混凝土模量的作用。文章就现在品种繁多的抗车辙剂的作用机理进行分析，利用室内试验的方法，取工程中拟采用的添加PR型抗车辙剂沥青混合料同普遍使用的SBS改性沥青混合料及基质沥青混合料作高温稳定性对比，总结试验结论，说明抗车辙剂对减缓车辙的产生和提高路面耐久性的作用。

关键词：抗车辙剂；沥青混合料；路用性；指标

高速公路的建设，为行车提供了很好的交通环境，提高了通行效率，加快了经济的发展。建成运营中的高速公路，由于通行车辆超载和流量大等因素影响，往往没有达到设计的使用年限就会出现各种的路面病害。其中货车通行量大的路段主要产生车辙，使行车舒适性和安全性降低，需要路面养护或者大、中修，提高了运营成本。针对这一问题，国内外进行了深入研究。通过分析沥青混合料的性能，主要因为混合料的模量低，提出高模量沥青混凝土（主要是掺加抗车辙剂提高模量）。通过ANSYS软件模拟分析，得出车辙产生的部位主要集中在中面层。

为减缓车辙早期出现，延长路面使用寿命，主要采用添加抗车辙剂的做法来提高混合料的模量，增加高温稳定性。所使用的车辙剂主要有PR PLASTS抗车辙剂、PE 抗车辙剂、车辙王、橡塑复合型抗车辙剂CaR等。PR PLASTS抗车辙剂在国内推广较早，应用案例较多，取得了较好的效果。

1 抗车辙剂的作用机理

对于抗车辙剂作用机理，不同类型稍有差异。主要可概括为在沥青混合料中的增强填充、纤维加筋、增黏胶结、沥青改性和弹性恢复作用，从而提高沥青混合料高温稳定性而不影响其他路用性能。

①增强填充作用：抗车辙剂都是以颗粒形状存在，当拌和混合料中途加入，颗粒表面融化，粘结在矿料表面。颗粒内部软化，还以颗粒存在，通过施工过程，软化后的添加剂颗粒通过塑性变形，很好的填充嵌挤到级配骨架的空隙中，提高了密实度，增大矿料间的粘结面积，增强混合料之间的相互作用力。使混合料力学性能得到优化，提高了混合料抵抗荷载及抗车辙的能力。

②纤维加筋作用：沥青混合料中融化粘结，形成空间网状结构，类似加入纤维。将矿料颗粒紧固在一起，起到加筋作用，提高混合料整体强度。

③增黏胶结作用：车辙剂在混合料拌和过程中加入，部分融化包裹在矿料颗粒表面。由于其冷却后具有较高黏结性能，使矿料之间的胶结作用增强，提高了油膜的界面黏结强度。

④沥青改性作用：加入的抗车辙剂，大多是聚酯类高分子化合物。在沥青混

合料施工后，抗车辙剂慢慢从沥青中吸附油分，起到对沥青改性的作用，提高沥青的粘附性等指标，增强混合料的路用性能。

⑤弹性恢复作用。在沥青混合料中加入的抗车辙剂，具有弹性变形能力。在较高温时，起填充作用的颗粒，具有使路面的部分变形恢复功能，减少了沥青混凝土路面的永久变形。

2 高温稳定性能对比

2.1 原材

采用AC-16的沥青混凝土，基准对比原材料包括石灰岩质矿粉、花岗岩碎石和机制砂。粘结料：第一组采用壳牌A-90#基质沥青；另一组粘结料采用SBS 改性沥青；第三组采用壳牌A-90#基质沥青，在拌和中掺加0.4%PR PLASTS抗车辙剂。

集料性能满足公路沥青路面施工技术规范要求，基质沥青和SBS改性沥青均满足要求。

2.2 马歇尔试验

采用矿质混合料配合比设计方法，按规范范围要求进行筛分试验，计算各种矿料添加比例，确定配比。采用马歇尔试验方法确定最佳油石比。得出在满足规范的矿料配比条件下，确定出第一组油石比为4.7%；另一组油石比为4.7%；第三组油石比为4.8%。成型马歇尔试件测试指标结果见表1。

由表1可以看出，三组沥青混合料的指标都能满足要求。但细看稳定度，各组数据差异较大。第一组稳定度值最低，第三组稳定度值最高。这是由于添加PR PLASTS抗车辙剂后，增强填充、纤维加筋、增黏胶结、沥青改性作用发挥的结果，提高了力学指标。

3 高温稳定性分析

根据2.2中的配合比，成型三组车辙板，每组三个批次。按照T0 719-1993规程的试验方法，进行沥青混合料不同温度下高温稳定性试验评定。由于中面层是路面中温度峰值最高部位，所以采用60 ℃、70 ℃、80 ℃三个温度进行车辙试验，结果见表2。

由表2可以看出，在不同的温度下，动稳定度的变化趋势是相同的。随着温度升高动稳定度值在降低。第一组，温度由60～70 ℃动稳定度下降58.8%，由70～80 ℃下降67.2%；第二组，分别下降56.5%和69.0%；第三组，分别下降7.2%和38.6%。从下降的比率来看，掺加抗车辙剂后温度敏感性降低，高温抗车辙性能明显提高。再从不同温度各组数值看，掺加抗车辙剂一组明显高于前两组，说明其高温稳定性能不仅强于基质沥青混合料，而且好于SBS改性沥青混合料。

当温度升高时，这种趋势越明显。

4 施工方式

掺加PR PLASTS抗车辙剂的沥青混合料施工方法和普通沥青混合料差异不大，有较好的适应性。主要差异是投放，方式有机器投放与人工投放两种。机器投放是指在拌和楼上安装投料机，该投料机有感应计量装置，只需人工直接投入足量的抗车辙剂，然后投料机根据每锅混合料的质量按照0.4%的比例称好PR抗车辙剂自动投放车辙剂与碎石混合料同时进入拌缸进行干拌。人工投放是指在拌和楼上拌缸旁设置一定高度的漏斗，根据每锅混合料的质量人工称取0.4%比例的PR抗车辙剂，在碎石混合料进入拌缸时，由人工投放到拌缸进行干拌。对温度比较敏感，主要注意温度控制。

5 结论

添加PR PLASTS，对提高沥青混合料高温抗车辙能力效果显著；添加简便，工序简单，能获得良好性能。因此适用于高温地区重交通高等级公路沥青路面、重载车较多的地区及上下坡路段等。

参考文献：

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