许志强

摘要：随着我国经济建设的快速健康发展，道路交通量大幅增加，各等级公路车辙病害严重。在我国夏季高温少雨的炎热地区沥青混凝土路面在连续高温和持续重交通荷载的作用下，会产生不易恢复的永久变形并逐渐形成明显的车辙，个别公路路面已严重渠化，造成沥青路面的平整度整体降低，诱发沥青路面的其他病害，从而影响行车安全，大大降低了路面的服务能力和使用寿命。本文从抗车辙剂的组成特点出发，通过掺加抗车辙剂的沥青混合料与改性沥青混合料综合性能的比较介绍大乌高速公路上面层沥青混合料中抗车辙剂的应用。

Abstract： With the rapid and healthy development of China's economic construction， the volume of road traffic has increased significantly， and rutting disease on all types of highways is serious. Under the influence of continuous high temperature and continuous heavy traffic load， the asphalt concrete pavement in the hot region with high temperature and little rain in summer in China will produce permanent deformation that is not easy to recover and gradually form obvious ruts. Some highway pavements have been severely channeled， resulting in the overall flatness of the asphalt pavement to decrease， which induces other diseases on the asphalt pavement， so that affects driving safety and greatly reduces the service capacity and service life of the pavement. Based on the characteristics of anti-rutting agent， this paper introduces the application of anti-rutting agent in the upper asphalt mixture of Dawu Expressway by comparing the comprehensive performance of asphalt mixture with modified anti-rutting agent and modified asphalt mixture.

關键词：抗车辙剂;沥青混合料;应用

Key words： anti-rutting agent;asphalt mixture;application

中图分类号：U414                                         文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）08-0250-03

1  工程概况

京新高速（G7）新疆境内乌鲁木齐至大黄山改扩建公路项目位于乌鲁木齐市米东区，项目起始桩号：K77+658-K100+600，路线全长22.942公里，其中上面层设计厚度40mm，计沥青混合料11.435万吨。

2  沥青混凝土中抗车辙剂的作用

2.1 嵌挤作用  抗车辙剂在沥青混合料拌合过程中单独投放，在与矿料搅拌过程中软化并形成细小的微粒最终均匀分布于沥青混合料中，通过现场施工碾压成型后的沥青混合料中，这些细小的微粒相当于一部分单一粒径细集料嵌挤填充了粗集料骨架中的空隙，而且这些微粒具有高粘附性，提高了沥青混合料各矿料之间相互的作用力，从而使沥青混合料路面成型后骨架更加紧密、牢固，同时使沥青路面的抗渗透性、承受荷载的能力等都有了显著的提高。

2.2 加筋作用  抗车辙剂在与矿料搅拌过程中除形成部分细小的微粒外，还有一部分在搅拌的过程中形成丝状的纤维，与沥青胶结材料结合密集分布于矿料形成的骨架中，形成网状的纤维加筋作用，有效提高了成型后沥青路面的整体受力能力。

2.3 胶结作用  抗车辙剂通过与矿料干后拌使其软化，形成的细小微粒与随后加入的沥青继续搅拌，两者有效结合，降低了沥青的温度敏感性，使沥青及矿料的加热温度和沥青混合料的拌合温度都提高10℃左右，从而使沥青与矿料的粘结能力大大提高。

2.4 变形恢复作用  通过弹性恢复试验证明，抗车辙剂可以有效提高沥青的弹性恢复能力，从而降低成型后沥青路面在高温状态也产生的永久变形，避免车辙的产生。

3  配合比设计

SMA混合料组成设计依据JTG F40-2004《公路路面施工技术规范》中要求的马歇尔试验方法进行，在最后确定最佳油石比时稳定度和流值不能作为配合比设计接受或否决的惟一指标，须要考虑空隙率、谢伦堡沥青析漏试验、肯塔堡飞散试验和车辙试验的结果。

3.1 原材料

3.1.1 沥青 为了验证抗车辙剂的作用，分别采用90#道路石油沥青与SBSⅠ-B改性沥青进行目标配合比设计进行对比。

3.1.2 矿料 沥青混合料矿料中的粗集料采用花岗岩石质的10～15mm和5～10mm碎石，人工砂采用玄武岩石质的機制人工砂，矿粉采用磨细石灰岩粉+生石灰粉。

3.1.3 抗车辙剂 抗车辙剂进场时应做全项型式检验，其性能应满足《道路用抗车辙剂沥青混凝土》（GB/T 29050-2012）的要求。

3.2 设计步骤

①确定矿料级配。首先将各粒级的矿料进行筛分（水筛），根据各单粒级的筛分结果通过计算法不断调整各种矿料的比例，计算出粗、中、细三种满足设计级配范围的矿料比例。

级配1：10～15mm∶5～10mm∶机制砂∶矿粉=42∶36∶11∶11

级配2：10～15mm∶5～10mm∶机制砂∶矿粉=42∶32∶15∶11

级配3：10～15mm∶5～10mm∶机制砂∶矿粉=42∶40∶7∶11

通过试配，三种矿料合成级配结果如图1所示。

②根据初步选定的三种级配比例，以经验值6.4%油石比按马歇尔试验法分别对粗、中、细三种比例的级配进行试验，通过对成型试件的物理力学指标、体积指标等综合分述，最后优选出级配1作为最佳级配，其各项指标均满足大乌高速公路的技术要求及规范要求。

③沥青混合料马歇尔试验根据前述优选的1号级配，选用6.0%、6.4%、6.8%的油石比分别采用改性沥青和掺抗车辙剂的沥青进行马歇尔试验以确定各自的最佳沥青用量，试验结果如表1和表2所示。

④目标配合比设计检验及最佳沥青用量的确定。按照马歇尔试验确定的最佳沥青用量及已选定的最佳矿料比例拌合沥青混合料进行车辙试验、谢伦堡析漏试验、肯塔堡飞散试验的验证，以检验目标配合比，最终确定最佳沥青用量。通过上述三项验证试验，进一步结合马歇尔试验数据，重点考虑最佳沥青用量时马歇尔试件空隙率、矿料间隙率VMA等指标，推荐大乌高速公路上面层SMA-13沥青混合料以6.4%的油石比作为最佳用油量。目标配合比确定后可进行下一步掺车辙剂沥青混合料的生产配合比及路用效果验证。

4  混合料的路用效果

4.1 生产配合比的确定  ①确定热料仓的进料比例。首先调通过整好冷料仓的进料速度，使进行拌和站的冷料与已确定的矿料最佳比例相同。冷料进入拌和站经过加热、除尘后再进行二次筛分得到各个粒级的热料，对各个粒级的热料取样进行筛分，并通过计算确定各热料仓的比例，使合成的热料级配与目标配合比时确定的最佳级配基本一致。②热料仓的矿料级配调整好后就可以采用目标配合比阶段通过马歇尔等试验确定的最佳沥青用量喷油进行正式的沥青混合料搅拌，将拌和站搅拌好的沥青混合料取样进行马歇尔等各项试验，通过试验结果验证生产配合比的可行性及拌和站的计量、搅拌等综合性能。生产配合比检验合格后就可进行沥青混合料的试验段（生产配合验证阶段）的施工了。

4.2 生产配合比验证  生产配合比调整好后就可进行下一步生产配合比验证试验了，按照生产配合比阶段确定的沥青用量及各热料仓的比例拌和沥青混合料，进行试验段的施工。

4.2.1 室内试验  在沥青混合料拌和过程中分前、中、后分别取样进行抽提筛分、马歇尔试验、析漏试验，试验结果如表3所示;试验结果均满足设计及规范要求。

4.2.2 现场试验  对铺筑好的试验路段进行压实度、空隙率、渗水系数、构造深度、现场切板检测车辙等指标进行检测，检测结果如表4所示，生产配合比验证结束后根据总结出的数据就可以进行正常的上面层沥青混合料的施工了。

5  结束语

通过以上对掺抗车辙剂沥青混凝土的各项性能检验，除各项指标均满足设计及规范要求外，在沥青用量相同的情况下其优异的抗车辙能力是普通沥青混合料无法相比的，大乌高速公路上面层优良的抗车辙能力充分证明了这一点，随着这一新材料的不断推广，必将在我国的公路建设中发挥更加重要的作用。

参考文献：

[1]JTG E42—2005，公路工程集料试验规程[S].人民交通出版社.

[2]JTG E20—2011，公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].人民交通出版社.

[3]JTG F40—2004，公路沥青路面施工技术规范[S].人民交通出版社.

[4]GB/T 29050-2012，道路用抗车辙剂沥青混凝土[S].中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会.