９６ 科技研究 城市道桥与防洪 ２０１３年２月第２期 一种新型抗车辙剂的性能研究 尤 强 （上海浦东路桥建设股份有限公司，上海市２０１２１０） 摘 要：研究了一种新型的ＬＱ抗车辙剂，通过室内试验，对比普通沥青混合料和改性沥青混合料，评价ＬＱ抗车辙剂对混合料高 温抗车辙性和低温抗弯曲方面的影响。试验结果表明：掺人ＬＱ抗车辙剂后，混合料的高、低温性能均有明显提升，高于改性沥青 混合料，远高于普通沥青混合料。 关键词：抗车辙剂；车辙；低温弯曲；改性机理 中图分类号：Ｕ４１４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—７７１６（２０１３）Ｏ２—００９６－０３ ０前言 随着我国社会经济和交通运输事业的快速发 展，道路交通量和轴载不断增加，交通渠化现象越 表１ ＳＫ７０＃沥青指标 来越明显，这些因素的变化，使沥青路面出现了抗 车辙能力不足和过早的初期破坏问题，在我国炎 表２ ＳＢＳ改性沥青指标 热高温地区，沥青路面的车辙病害尤其严重。据调 查，我国高速公路返修或罩面的原因中，因车辙病 害引起的占８０％以上，有的高速公路甚至出现车 辙铣刨加铺两年后又出现明显车辙病害的现象， 这给社会和经济都带来了巨大的损失。 路面出现车辙的原因有多种，最直接的原因 就是沥青混合料稳定性不足而引起的塑性变形。 表３ ＬＱ物理指标 指标 密度／（ｇ／ｃｍ ） 熔点／（℃） 粒径／ｍｍ 数值 Ｏ．９８ 针对该原因国内外研制出了用于提高沥青混合料 的抗车辙能力的专用抗车辙剂，比如法国ＰＲ ＰＬＡＳＴＳ、德国路孚８０００、德国Ｄｕｒｏｆｌｅｘ以及国产 １５０～１５５ ３～４ ＰＥ、ＲＡ等，抗车辙剂的加入很大程度上改善了沥 ２配合比设计 掺加ＬＱ抗车辙剂的沥青混合料设计方法与 普通沥青混合料的配合比设计方法完全相同，当 掺量较高时（大于０．６％）可适当增加用油量。 ＡＣ一１３设计级配见表４及图ｌ。 该级配下，根据空白样试验测定最佳用油量， 通过试验研究和分析，确定混合料的最佳用油量 为４．６％，相应的空隙率为３．５５％０分别制作基质沥 青混合料、改性沥青混合料和加入抗车辙剂 （０．４％）的沥青混合料，对比其性能指标，其中基质 青混合料的高温强度和稳定性。然而现有抗车辙 剂几乎都存在一个弊端：只注重抗车辙能力，忽视 甚至牺牲混合料的低温抗裂性。本文将研究一种 新型的抗车辙剂ＬＱ，评价其一定掺量下的动稳定 度变化，和低温抗弯拉能力的变化，并对其改性机 理进行分析。为进行对比，将分别制作普通沥青混 合料、改性沥青混合料和ＬＱ沥青混合料。 １原材料 结合料：ＳＫ７０＃；级配类型：ＡＣ一１３；集料：石灰 石，其技术指标全部符合《公路沥青路面施工技术 规范》的要求。抗车辙剂：ＬＱ；掺量：０．４％（占混合 料）；ＬＱ抗车辙剂呈黑色、固体、扁圆颗粒状，颗径 ３～４ ｍｍ，见表１～表３。 收稿日期：２０１２—０９—０４ 作者简介：尤强（１９７９一），男，上海人，工程师，从事工程检测 及技术研发工作。 沥青混合料拌合温度为１６０￣Ｃ，压实温度为 １４０℃，其余两种均为１８０℃拌合，１６０℃压实。 ３试验结果与分析 （１）马歇尔体积参数 马歇尔试验是将沥青混合料制成直径为１０１．６ ｍｍ、 高为６３．５ ｍｍ的圆柱体试件，在６０￣Ｃ高温下采用规 定的马歇尔稳定度试验仪，以５０ ｍｍ／ｍｉｎ±５ ｍｍ／ｍｉｎ ２０１３年２月第２期 城市道桥与防洪 科技研究 ９７ ＼∥／ （２）动稳定度 ／／７ ／ ／ 车辅瞄 式件室内威歪 轮碾，谢 斗长３００ ｍｍ， 宽３００ ｍｍ，厚５０ ｍｍ，试验温度为４５℃或６０℃， ／ ／ 试验轮对试验板的压强为０．７ ＭＰａ±０．０５ ＭＰａ，试 ／， ／／＼｜ 验过程记录绘制时间一变形曲线，通过试验可得 ｈ ／ ／ ／ ＼ ／ ／ …“ …一一． ……～ｉｌ１ 三 一～ 到规定时间范围内的动稳定度ＤＳ。本研究采用 ’ ／ ６Ｏ℃的试验温度，０．７ ＭＰａ的轮压对沥青混合料的 ｌ 动稳定度进行试验。试验结果见表６。 ｌ 表６三种混合料动稳定度数据比较 ０．０７５ ０ ｌ５ ０．３ ０．６ １．１８ ２．３５ ４．７５ ９ ５ １３．２ １６ 目ｌ／怒世议爨蒋 图１ ＡＣ．１３合成级配曲线图 ㈣ 的加载速率进行加载，测定试件破坏前所能够承 受的最大荷载及相应的变形，分别为马歇尔稳定 度和流值，马歇尔稳定度越大、流值越小，说明沥 青混合料的高温性能越好。对三种混合料进行体 积指标和马歇尔指标的测试，见表５。 表５三种ＡＣ．１３混合料马歇尔体积指标 由表６得出，ＡＣ一１３＋０．４％ＬＱ混合料的动稳定 度要大于改性沥青混合料，且远远高于普通沥青 混合料，随着ＬＱ掺量的增加动稳定度呈上升趋 势，见图３。 广 ／ 从表５看出，在同等沥青用量的情况下，三种 ／ －．－动稳定』 沥青混合料ｖＶ、ＶＦＡ、ＶＭＡ均满足规范要求，ＬＱ ／ 混合料的稳定度明显高于其余两种，且流值更小， ／ 说明ＬＱ抗车辙剂能够提高沥青混合料的高温稳 ／ 定性。 晋￣］ｔＡｃ－１３ ｏ．２９６ＬＱ ０．４％ＬＱ ０．６％ＬＱ 图３不同掺量下ＬＱ沥青混合料动稳定度变化 另外随着ＬＱ掺量的提高，，混合料的马歇尔 稳定度有明显提升，相应的流值降低，当掺量达到 （３）低温弯拉性能 ０．６％时两者的幅度趋于平缓，见图２。 通过低温弯曲试验来评价ＬＱ抗车辙剂对混 合料低温性能的影响。 按照混合料试验规程ＴＯ７１５—１９９３规定，采用 ＭＴＳ材料试验机进行试验，试验温度一１０±０．５ ｏＣ， 加载速率５０ ｍｍ／ｍｉｎ。试验结果分析见表７。 表７三种混合料的低温弯曲性能对比 普通Ａｃ一１３ Ａｃ一１３＋０．２％ＬＱ ＡＣ １３＋０．４％ＬＱ ＡＣ １３＋０６％ＬＱ 图２不同掺量下ＬＱ沥青混合料马歇尔指标的变化 ㈣ 舢９８ 科技研究 城市道桥与防洪 ２０１３年２月第２期 由表７得出，改性沥青混合料的低温弯曲性能 抗车辙剂ＬＱ含有足够的弹性成分，在较高温 度时具有优异的抗车辙性能和弹性恢复性能，即 要高于普通沥青混合料，加入ＬＱ抗车辙剂后，混合 料的低温性能有所提升，这有别于其他抗车辙剂。 ４机理分析 ＬＱ抗车辙剂是一种直投式产品，对沥青改性 过程为二阶热混方式的三元共混体系，即改性历 经两个阶段完成。一阶热混是ＬＱ直投式抗车辙剂 成品的形成过程。先将各组分共混，通过链段交换 和分子问力等作用，形成一种连续相的、稳定的网 状结构。ＬＱ在与沥青共混改性之前就已经形成了 均匀致密的网状结构，无需再进行长时间的高速 剪切，为改性过程能够容易完成创造了条件。二阶 热混是ＬＱ抗车辙剂对沥青的改性，由于ＬＱ中所 含聚合物均保持了一定的溶胀状态，使其进一步 溶胀变得更加容易，所含相关辅料在改性过程较 高的温度状态下，具有加速熔融及提高熔体流动 性能的作用，使ＬＱ在改性过程中能够快速熔融、 溶胀、稀释、均匀分散，具备了在拌和过程中足够 短的时间内完成沥青改性的热力学条件。 降低了沥青路面使用过程中的永久变形。 （４）低温性能 抗车辙剂ＬＱ在低温条件下具有较好的柔韧 性、低温抗裂性。 ５结论 （１）掺加ＬＱ抗车辙剂，在沥青用量不变的情 况下，混合料的马歇尔指标得到提升，并且随着掺 量的提高而提高。当掺量达到６％以上时，变化趋 于平缓。 （２）掺加ＬＱ抗车辙剂对混合料的动稳定度指 标提高很大，当掺量达到０．３％时，其动稳定度便超 过改性沥青混合料，并且随着掺量的提高二提高。 （３）掺加ＬＱ抗车辙剂对混合料的低温弯曲性 能起到正面效果，与平常抗车辙剂不同，ＬＱ沥青 混合料的低温弯曲应变要高于相应改性沥青，且 超过规范要求。 （４）ＬＱ抗车辙剂可以应用在普通交通和重载 交通路面，避免路面早期车辙破坏，延长服务寿 面 ＬＱ抗车辙剂特殊的改性机理促使其在混合料 中与集料、沥青形成稳固的桥接作用，主要表现在 以下几方面： （１）应用特点 参考文献 抗车辙剂ＬＱ拌和时首先与集料干拌，熔融于 集料表面，加入基质沥青，在拌合过程中，完成对 沥青的改性。 （２）改性作用 抗车辙剂ＬＱ易溶融、易分散，可操作性强，大 幅度提高沥青软化点、６０度粘度，改善沥青对温度 的敏感性。 ［１］沈金安，李福普，陈景．高速公路沥青路面早期损坏分析与防治 对策［Ｍ】．北京：人民交通出版社，２００４． ［２］沙庆林．高速公路沥青路面早期破坏现象及预防［Ｍ】．北京：人民 交通出版社，２００１． ［３］赫振华，刘钢，闫国杰．直投式沥青改性剂ＲＳＴ的改性机理『Ａ］．中 国公路学会学术论文集【ｃ］．２０１０，５３—６２． 【４】滕晨辉．添加抗车辙剂的沥青混合料性能试验研究［Ｊ】．苏州大学 学报（工学版），２０１０（２）：２７—２９． （３）变形恢复作用 ［５】朱磊．沥青混合料粘弹性研究【Ｄ】．重庆：重庆交通大学，２０１０． 江苏拟新增６０００多公里免费公路节点问１日往返 近日，《江苏省省道公路网规划（２０１１－２０２０年）》经省政府同意后已正式下发。根据该规划，到２０２０ 年，江苏省国道、省道将有２４５条，总里程达２．１万ｋｍ，其中将新改扩建普通省道６ ０００多公里，且多数为 非收费公路，进一步“让利于民”。江苏将沿沪宁、沿江、宁杭等区域完善布设不低于２条高速公路或普 通国省道的“双干线”。 规划形成的省道公路网与国道网共同覆盖了全省１３个省辖市、６６个县（市、区）约１ ５５０个节点，将 实现１０ ｍｉｎ内进入省道公路网，相邻规划节点之间３０ ｒａｉｎ内通达，任意２个节点之间１日内往返。
