路可比改性剂在工程中的应用

徐利利

（苏交科集团股份有限公司,江苏 南京 211112）

为了达到公路沥青路面抗车辙能力增强的目的,应从高温下沥青混合料强度以及稳定性方面入手。当前往往会采用对混合料的级配进行优化,另外也会添加SBS改性沥青或者其它加筋材料来提升沥青混合料的抗车辙性能。欧洲许多国家很重视采用混合料中添加改性剂来提高沥青路面抵抗永久变形。

路可比改性剂是由德国巴斯夫化工集团于1966 年研发、申请专利,并独家生产的呈颗粒状的热塑沥青乙烯基-异分子聚合物,由高品质的聚乙烯共聚物和一种特殊沥青混合而成（ECB）。本文以路可比改性剂在某工程养护中的应用为例进行研究,为路可比沥青改性剂在国内的推广应用提供可靠的数据支撑。

1 路可比沥青混合料配合比设计

路可比改性剂自引入中国以来,截至目前已经在常州溧阳市溧戴线、社渚至社渚农场段、上兴至上沛段以及城市道路交叉口等重载交通路段沥青路面使用面积超过20 万平方米,另外在扬州扬菱公路邗江段提升改造工程18.5km 道路和高邮交叉口路段均有所应用,通过后期性能观测,性能良好。

以某工程为例,具体说明路可比改性剂的实体工程应用情况,根据对道路现场车辙情况的调查,课题组提出道路养护方案如下：

出现车辙的路段上下两层沥青路面进行铣刨后进行重新加铺。沥青路面上下面层加铺方案如图1。

1.1 路可比沥青混合料目标配合比设计

根据相关室内试验研究,目标配合比试验参数如表1 所示；最佳油石比及密度、孔隙率参见表2；设计后的矿料配合比及最佳油石比如表3 所示；目标配合比设计级配参见表4。

1.2 路可比沥青混合料生产配合比设计

1.2.1 级配调试

拌合楼型号为MARINI4000 型强制间歇型沥青混合料拌合楼,为使得二次筛分后的样品具有象征性,应控制本次试验上料速度同后期生产线的上料速度保持统一。并且也应保证各个热料仓独一性,需料品达到稳定状态后才可取料。取料样品应使用四分法进行区分,后续实行密度试验、热料仓筛分和级配调试工作。

1.2.2 确定最佳油石比

按目标配合比设计的相关内容得到所需的最佳油石比,以0.3%为间距分别取：4.1%、4.4%、4.7%三个不同的油石比,按照要求击实成型马歇尔试件,结果汇总如表5所示。由此确定生产配合比最佳油石比为4.4%。

根据路可比具有等量置换沥青的特殊功能,因此在进行路可比沥青混合料性能试验时,沥青用量在路可比掺量的基础上等量的减掉相应沥青质量,进行试验。路可比沥青混合料拌合及击实温度参照改性沥青混合料,击实温度由145℃提高到165℃。

根据设计生产配比合成级配,按4.4%油石比（不加路可比）、总量4.4%油石比（加入9%路可比改性剂）,分别进行相应马歇尔试验来检验设计沥青混合料的性能,试验结果见表6。

表6 掺加路可比前后沥青混合料各项技术指标试验结果表

1.2.3 生产配合比结论

通过生产配合比设计,得出生产配合比及等效油石比如表7 所示。同时SUP-20 型沥青混合料相关指标要求均满足规范要求,生产配合比设计所得结果可用于下步试拌及试铺等工作。

表7 矿料配合比及油石比

2 生产与应用注意事项

2.1 路可比沥青混合料的投放与拌和

2.1.1 路可比改性剂的投放

在进行集料搅拌时把路可比改性剂同步放入进行搅拌,在保证投入量准确的前提下,可自主采用自动称量或者人工投放等综合手段进行。

建议路可比改性SUP-20 沥青混合料的拌和时间和加料次序为：加集料、加矿粉、加路可比改性剂-干拌约10s-加沥青-湿拌约40s,可与热拌沥青混合料时间一致-出料,总生产时间约60～70s。

2.1.2 混合料的拌和

①需控制沥青与集料的加热温度,同时严格掌控沥青混合料的出厂温度。集料的温度要比沥青高10～15℃,并且热混合料成品在达到贮料仓储存条件后,其温度降低应小于10℃。改性沥青混合料的施工温度控制范围见表8。②控制楼应每盘均留存沥青及相关料品的使用重量以及温度情况,同时对计量标准和测量温度等同步校准。③拌和时间采用试拌试验结果。现场需保证集料完全包裹沥青料。④要增加人工检测频次,保证其均匀性。如出现相关异常现象应进行分析,若明确为质量问题,后续按废料进行操作。⑤每台机器一天内均需提供两组混合料完成马歇尔试验和抽提筛分试验,同时验证油石比、矿料级配和沥青混合料的物理力学指标。⑥一天施工完成后,以控制室数据得到用料总量。通过各仓用量及筛结果,对级配进行校核；同步进行油石比、路面设计厚度等校核。

表8 改性沥青混合料的施工温度控制范围

2.2 路可比沥青混合料摊铺要求

2.2.1 需保证现场摊铺时连续且稳定,使得路面平整度保持较高水平。应根据现场实际情况,综合考虑沥青产量、松铺厚度等因素确定摊铺速度,并应严格执行缓慢、连续作业。

2.2.2 混合料未压实前,应保持现场全封闭,不得让无关人员进入作业现场。

2.2.3 面层摊铺厚度一般使用钢丝引导进行高程控制,现场具体操作要求参考相关规范设计,本文不再赘述。

2.2.4 摊铺机在摊铺工作开展前应保持随时工作的能力,确保用料等达到相关要求,杜绝产生离析等情况。

2.2.5 松浦厚度是本次施工的重点,应随时校准其是否满足要求。

2.2.6 如果施工过程中遇到雷雨等极端天气,应采取有效措施避免施工,同时尽快将废料等清理。

3 路可比试验段跟踪观测情况

3.1 某试验段概况

某试验段位于山区,附近山矿厂石较多,重载车辆过往较频繁,加之之前因为修建溧阳高铁站,重载超载车辆较多,沥青路面损坏严重,试验段修复之前路面状况如图2 所示。

图2 试验段修复之前路面状况

3.2 试验段实施情况

为解决该试验段的车辙问题,交通部门铺筑了路可比试验段,铺筑较多参考德国专家意见,试验段情况如表9 所示。

表9 路可比试验段情况

3.3 试验段后期性能观测

经过对试验段进行观测,观测结果显示路可比试验段使用情况良好。从现场芯样情况来看,芯样均为密实无孔洞,马氏压实度和最大理论密度基本满足要求,个别点出现超密和压实度不足情况,如图3 与图4 所示。

图3 试验路段下面芯样马歇尔试验

图4 试验路段上面层芯样马歇尔试验

4 结论

4.1 通过某工程实体工程铺筑总结路可比沥青混合料的生产配合比设计步骤和路可比改性剂的投放拌和、运输、摊铺、碾压和施工质量控制等施工工艺。

4.2 通过对路可比改性剂试验段进行持续跟踪观测,结果证明路可比改性剂具有良好的抗车辙效果,试验段使用三年多无明显车辙,证明路可比改性剂具有良好的抗车辙性能。