導語：瀝青改性養(yǎng)護車轍方案一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

高速公路作為帶動社會經(jīng)濟發(fā)展的強大支撐，已成為我國市場經(jīng)濟條件下區(qū)域發(fā)達程度的一種標志。但隨著高速公路交通量的日益增大，路面在車輛動荷載的反復作用下，出現(xiàn)了不同類型和程度的病害，特別是大型、重型車輛在高速公路上行駛的過程中，形成習慣性占用特定車道的渠化現(xiàn)象，在車輪通過頻率較高的地方出現(xiàn)連續(xù)橫向變形——車轍，有時還會延伸數(shù)公里。

車轍是瀝青路面受到荷載反復作用后在橫斷面上產(chǎn)生凹陷或凸起的變形，是一種路面結(jié)構(gòu)的永久性變形。如果車轍由路面結(jié)構(gòu)層推移引起，會出現(xiàn)中間凹陷而兩側(cè)凸起；如果由于輪胎磨耗引起，則只會出現(xiàn)凹槽部分。車轍病害會降低路面的平整度，使病害處瀝青層厚度變薄，削弱了面層及路面結(jié)構(gòu)的整體強度，從而易于誘發(fā)其它病害；雨天時還會造成路表排水不暢，降低了路面抗滑能力，凹陷處的積水還會而導致車輛漂滑，嚴重的車轍還會使車輛在超車或改變車道時，出現(xiàn)方向失控等嚴重的安全隱患。

高速公路路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計通常都會對混合料級配和瀝青用量進行嚴格驗算，施工過程中更是采用電腦精確配比以使設(shè)計參數(shù)得以保證，因此，路面結(jié)構(gòu)層的耐磨性能相對要好得多。夏季高溫期，陽光的直射作用會加速路面面層瀝青混合料的軟化和老化，如果此時重型車輛頻繁通過，便會加速推移變形的快速發(fā)展。高速公路養(yǎng)護過程中，路面結(jié)構(gòu)層推移變形的車轍病害是路面養(yǎng)護的重點之一。

運城至三門峽高速公路（以下簡稱“運三公路”）是山西省南部晉煤外運的重要出口，該公路K12到K23路段穿越中條山脈黃土塬梁區(qū)，海拔高差達400m，其中K19+550至K20+086路段的路面縱坡更是達到了4.9%的設(shè)計極限。運三公路上行半幅行車道是重載車輛通行的主車道，由于道路縱坡大，車體重，車輛行駛速度非常緩慢，在夏季高溫季節(jié)里，這條車道被車輛輪胎反復作用后，便出現(xiàn)了兩條明顯的車轍病害，車轍沿行車方向延伸達10多公里，平均變形深度達到5cm，最大的變形深度達到30cm以上，嚴重影響行車安全。

筆者在養(yǎng)護生產(chǎn)過程中，通過對運三公路K14+050至K14+350上行半幅車轍較嚴重的路段進行了試驗性修復，經(jīng)過3個月定時定點觀測得出：PR瀝青改性技術(shù)是高速公路養(yǎng)護車轍治理的有效方案。

一、改性劑的選擇

在試驗前，我們對常用的瀝青改性劑進行篩選，發(fā)現(xiàn)苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）瀝青添加劑和PRPLAST.S瀝青添加劑（以下簡稱“PR改性劑”）都曾被廣泛應(yīng)用。但由于SBS改性劑是“熱塑性彈性體”，要生產(chǎn)此類聚合物的瀝青混合料，需要具備三個條件：（1）要求瀝青材料具有對SBS聚合物的相容性。因瀝青成分各異，不是所有瀝青都具有這種相容性，這樣原材料的選擇具有局限性；（2）需要專門的設(shè)施來保證改性瀝青攪拌溫度控制在160℃至210℃之間，還要配備一臺具有一定剪切力的強勁攪拌機，這樣機械設(shè)備的使用具有局限性；（3）經(jīng)過添加聚合物而改性的瀝青不能長時間貯存，否則聚合物的性能會很快降低，這樣不能滿足養(yǎng)護生產(chǎn)隨機用料的需求；

因此，SBS改性劑不宜在高速公路養(yǎng)護生產(chǎn)中推廣。同時，運三高速公路路面結(jié)構(gòu)的上面層本身就采用SBS改性瀝青混合料鋪筑，通過對近3年來的使用效果分析，雖然路面防滲性能得到提高，但車轍病害依然嚴重。

PR瀝青改性劑是平均直徑為4mm的黑色顆粒，可在常溫下長期保存，25℃下的密度為0.91~0.965g/cm3，熔點為140℃，施工中可以直接投入瀝青混凝土拌合機與熱骨料同時拌合，使其均勻分散在瀝青混合料中，而不必事先進行瀝青-聚合物的混合。

PR改性劑依靠其在瀝青混合料中的嵌擠、鋼筋、膠結(jié)作用來提高瀝青混合料的路用性能。國內(nèi)外道路研究者的研究表明，采用添加PR改性劑的瀝青混合料可以有效提高瀝青路面的熱穩(wěn)定性。此外PR改性劑還具有四個優(yōu)點：（1）無需相容性瀝青；（2）無需專門的生產(chǎn)設(shè)施；（3）沒有膠結(jié)料的貯存問題；（4）可準確掌握用量，避免了聚合物和改性瀝青的浪費。因此，我們最終確定采用PR改性劑作為養(yǎng)護生產(chǎn)中車轍治理的關(guān)鍵材料。

二、PR改性劑的物理性能分析

為了驗證PR改性劑在提高瀝青混合料抗車轍性能的可靠性，筆者進行了PR改性瀝青混合料車轍試驗。

試驗中，我們使用輝綠巖按照AC-13I分檔配料，油石比為5.3%，采用室內(nèi)拌合工藝，當骨料溫度達到180℃至185℃時加入PR改性劑，干拌30秒后加入瀝青，再濕拌3分鐘。所有試件均在室溫條件下保存48小時，然后在60℃條件下養(yǎng)生5小時后進行試驗。

通過對車轍試驗結(jié)果進行分析可以得出，隨著PR改性劑含量的增加，試件抗車轍能力逐步提高。

三、PR改性劑用量的確定

在試鋪試驗路段之前，我們還進行了瀝青混合料低溫彎曲試驗，以分析改性瀝青在低溫條件下抗剪切性能的變化。

試驗中我們采用了與車轍試驗相同的原材料，并用相同的油石比，在相同環(huán)境下進行室內(nèi)拌合，制成試件，最后在-10℃低溫條件下進行彎曲試驗。

通過對低溫彎曲試驗結(jié)果進行分析可以得出，隨著PR改性劑含量的增加，試件在低溫條件下抗剪切的能力逐漸減弱，抗剪切變形的能力也逐漸減弱。

綜合分析PR改性瀝青混合料的車轍和低溫彎曲的試驗結(jié)果，并結(jié)合山西地區(qū)氣候特點，最終確定的PR改性劑合理劑量為瀝青質(zhì)量的5%，并以此作為本次車轍病害試驗性修復的控制要點之一。

四、混合料拌合溫度的確定

雖然PR改性劑的熔點為140℃，但為確?；旌狭习韬暇鶆?，仍需較高的拌合溫度。

考慮到拌合溫度對試件抗車轍能力的影響，我們?nèi)匀徊捎们拔乃龅脑牧习凑障嗤姆椒ㄖ瞥稍囼炘嚰?。與之不同的是，在加入PR改性劑時的骨料控制溫度不同。

通過對車轍試驗結(jié)果進行分析可以得出，隨著拌合溫度的提高，試件的抗車轍能力在180℃時能保持在穩(wěn)定的狀態(tài)，雖然在205℃時，試件的動穩(wěn)定度達到了5250次/mm，但在高速公路養(yǎng)護生產(chǎn)過程中，采用如此高的拌合溫度并不經(jīng)濟。

因此，最終確定180℃為PR改性瀝青混合料的最佳拌合溫度，并以此作為本次車轍病害試驗性修復的控制要點之一。

五、試驗路段平整度觀測分析

試驗中，我們采用AH-90散裝瀝青作為主要材料，瀝青混合料包括級配碎石、石屑、砂和礦粉，通過馬歇爾試驗確定的混合料最佳瀝青含量為4.4%，密度為2.430g/cm3。

我們還將運三公路K14+050至K14+350段上行300米行車道作為車轍治理的試驗路段，并將該路段劃分為三個對比段落，即：A段50m，K14+050至K14+100；B段150m，K14+100至K14+250；C段100m，K14+250至K14+350。通過對路面各結(jié)構(gòu)層是否添加PR改性劑進行比較，來分析PR改性劑對提高路面抗車轍能力的作用，如下表所示：

路面結(jié)構(gòu)A段B段C段

上面層4cmAC-13IPRPRPR

中面層5cmAC-20IPRPR/

下面層6cmAC-25IPR//

表中劃“/”的結(jié)構(gòu)層，表示采用普通瀝青混凝土鋪筑。施工過程中，我們將試驗路段內(nèi)15cm厚瀝青混凝土面層全部銑刨干凈，并在不同段落接頭處均挖成階梯狀分層鋪筑，以保證接縫平順密實。

施工完成后，我們每間隔30天就對試驗路段內(nèi)3個對比段落的30個檢測點分別進行橫向平整度觀測，以分析車轍修復效果。經(jīng)分析可以看出，隨著時間的推移，試驗路段橫向平整度在不同段落都呈現(xiàn)衰減趨勢，但對于每個結(jié)構(gòu)層都經(jīng)過改性的段落而言，平整度的變化相對較慢，變化幅度也相對較小，車轍病害的試驗性修復達到了預期效果。

六、結(jié)論

1、PR改性劑的使用對瀝青混凝土路面的高溫穩(wěn)定性能具有明顯的改善，特別適宜山嶺重丘地區(qū)及重載大交通量的路段使用。

2、在運用PR改性瀝青混合料的施工時，無需增設(shè)專用設(shè)備，施工工藝簡單，與普通瀝青混合料相同，特別適用于高速公路的養(yǎng)護。

3、PR改性瀝青混合料的生產(chǎn)成本介于普通瀝青混合料與SBS改性瀝青混合料之間，使用后路用性能提高，與SBS改性瀝青相比還能降低養(yǎng)護成本。

因此，PR瀝青改性技術(shù)是高速公路養(yǎng)護生產(chǎn)過程中，在處理車轍病害問題上比較好的治理方案，值得推廣。