关于改性沥青在防治车辙方面的应用
温帅1 轩杰2（1，唐河县公路管理局 河南南阳 2，河南省大道工程检测咨询有限公司 河南郑州）摘要 本文以郑州市四港联动大道沥青混凝土路面出现的车辙基于现行的《公路沥青路面设计规范》和改性沥青的推广应用，考虑了渠化交通对沥青混凝土路面形成车辙的影响进行探讨，以及对国道省道平交路口车辙防治措施，以期为路面的施工、养护、维修节约资金，提高道路通行效率提供科学的依据。关键词：渠化交通 车辙 改性沥青 配合比1、项目概况在郑州市区四港联动大道是南北交通主干道，也是郑州打造公路港、铁路港、航空港、信息港的主要载体，同时部分取代G107国道的大部分车流量。本项目为双向八车道，中间有3米的中分带，车流量较大且成渠化交通状态。通过2015年四港联动大道车流量的统计数据分析年份小客大客小货中货大货拖挂自然折算20158118109144672529283523762141635871百分比（%）37.95.120.911.813.211.1100根据《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2006）和预测交通运输量进行分析计算，计算结果为：主线沥青路面路表设计弯沉为：21.3（0.01mm）,当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时，在设计年限内一个车道累计标准轴载当量轴次Ne=1.78x107次，当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时，在设计年限内一个车道累计标准轴载当量轴次Ne=1.46x107，为重交通等级。随着交通量的增加和车辆行驶的渠道化，公路路面车辙的产生和发展日益严重，严重影响到行车安全和舒适性。为了解决路面的车辙问题，粘度大、软化点高、弹性恢复好，可以显著改善沥青路面的高温稳定性、低温抗裂性和抗水损坏能力、延长沥青路面使用寿命的SBS改性剂目前得到大规模的推广应用。为了更好的检验设计效果，在相同交通流量和气候条件下，设计了两种不同的路面结构层，以期达到预期目标。2、出现的问题经过两年的运营，路面情况什么样呢？，作者对四港联动大道的后期运营进行检测发现，出现不同程度的车辙，除车辙外其他病害基本没有，个别平交路口附近的车辙达到12.9cm，而有的平交路口基本没有车辙，在同样的车流量和气候条件下，为什么会有这么大的差异呢？
平交路口车辙比较严重，达到12,9cm.该段为一般路段该段设计结构层形式为：4cm厚细粒式改性沥青混凝土（AC-13）+7cm厚中粒式沥青混凝土（AC-16）+11cm厚粗粒式沥青混凝土（AC-25）
在另一处平交路口，基本没有车辙，该段为试验段该段设计结构层形式为：4cm厚细粒式改性沥青混凝土（AC-13）+6cm厚粗粒式改性沥青混凝土（AC-20）+下面层：12cmATB-25密级配沥青稳定碎石3、分析其原因：1，沥青路面结构层自身特征，由于沥青结构层的自身原因，在沥青路面的中面层的温度最高，造成这种结果的原因由于热传导效应，沥青面层在阳光的照射后热量向下传导，在沥青面层中间聚集起热量，上面层由于有风的作用和车辆的流动形成的风效应，致使上面层的温度与大气温度相差不大，而中面层处于上下面层的包裹之中，热量不能及时消散，长期保持高温状态，极易形成车辙。经现场处理车辙发现，变形主要发生在中面层。2，在公路的平交路口由于红绿灯的，车辆形成渠化交通，尤其在路口表现的最明显。3，由于在路口车辆刹车，特别是下坡路段长时间刹车造成车辆轮胎温度过高。4，由于路口的停车等待，大型车辆轮胎温度又高，一定程度上对路面进行了加热，等待时间越长，造成的车辙越明显。5，车辆刹车和起步时瞬间对路面的作用力。分析以上产生的原因，所以同样在车流量更多的高速公路上不会形成明显车辙，一是高速公路基本没有急刹车，也基本没有起步，都是按照基本匀速行驶。二是由于高速的快慢超车，渠化交通不是很严重。三是没有车辆长时间的等待。而在高速公路的收费站点和一般公路的路口相似处，为了避免形成严重车辙，设计方在收费处采用了混凝土路面设计，而国道或省道的平交路口较多和行车安全，不可能在平交路口处设计成混凝土路面，为此。只有从沥青路面的配合比和沥青材料，结构层厚度上找解决方法，经过几种设计的对比，通过实践的验证。取得了良好的效果。4、解决问题为作为对比效果。设计采用两种设计模式主线沥青路面设计路面结构层：上面层：4cm厚细粒式改性沥青混凝土（AC-13）黏 层：乳化沥青黏层油中面层：7cm厚中粒式沥青混凝土（AC-16）黏 层：乳化沥青黏层油下面层：11cm厚粗粒式沥青混凝土（AC-25）封 层：SBSI-D改性沥青同步碎石，沥青用量1.6-2.0Kg/m2透 层：煤油回配的AL(M)-1型，用量范围0.6-1.5L/m2试验段沥青路面采用的沥青路面结构模式上面层：4cm厚细粒式改性沥青混凝土（AC-13）黏 层：P-C阳离子乳化沥青黏层油中面层：6cm厚粗粒式改性沥青混凝土（AC-20）黏 层：P-C阳离子乳化沥青黏层油下面层：12cmATB-25密级配沥青稳定碎石下封层：乳化沥青封 层：SBSI-D改性沥青同步碎石，沥青用量1.6-2.0Kg/m2透 层：煤油回配的AL(M)-1型，用量范围0.6-1.5L/m2为了确保工程质量，一开始就对沥青材料进行了各项技术要求和进场的材料进行各项检验，由于篇幅有限仅对石油沥青和改性沥青及沥青混合料的部分指标进行了讲述。A级70号石油沥青技术要求和实测数据厂家/产地东明沥青标号A级70号编号检测项目技术指标检测结果结果判定1针入度（0.1mm）60-8070合格2软化点（OC）≥4647.5合格3延度（cm）15OC延度≥100>100合格4蜡含量（%）≤2.21.8合格5旋转薄膜加热试验质量损失（%）≤0.8-0.352合格6残留针入度比（%）≥6170合格7残留延度（10OC）≥613合格改性沥青技术要求和实测数据厂家/产地郑州沥青标号SBS类 I-C编号检测项目技术指标检测结果结果判定1针入度 （0.1mm）60-8074合格针入度指数PI≥-0.40.87合格2软化点（OC）≥5571.5合格3延度（cm）5OC延度≥3042合格4135OC运动黏度（Pa.S）≤32.6合格5闪点（OC）≥ 230296合格6溶解度（%）≥9999.15合格7弹性恢复25OC（%）≥6566合格8贮存稳定性离析（48h软化点差）OC≤2.50.7合格9旋转薄膜加热试验质量变化（%）≤1.0-0.015合格10针入度比（%）≥6082合格11延度（5OC）≥2032合格设计要求的动稳定度不小于4000次/mm。试验段AC-16沥青混合料技术指标检测项目技术指标检测结果最佳沥青用量（油石比）4.5%空隙率 （%）4-64.7矿料间隙率 （%）≥13.514.3稳定度 （KN）≥89.68流值 （0.1mm）15-4027.7饱和度 （%）65-7567.1动稳定度 次/mm4403试验段AC-25沥青混合料技术指标检测项目技术指标检测结果最佳沥青用量（油石比）4.1%空隙率 （%）4-64.7矿料间隙率 （%）≥1213.9稳定度 （KN）≥810.04流值 （0.1mm）15-4027.7饱和度 （%）65-7566.1动稳定度 次/mm7071AC-13改性沥青混合料技术指标检测项目技术指标检测结果最佳沥青用量（油石比）4.6%空隙率 （%）4-64.6矿料间隙率 （%）≥13.514.5稳定度 （KN）≥812.82流值 （0.1mm）15-4039.4饱和度 （%）65-7568.3动稳定度 次/mm5167主线 AC-20改性沥青混合料技术指标检测项目技术指标检测结果最佳沥青用量（油石比）4.2%空隙率 （%）4-64.3矿料间隙率 （%）≥1213.6稳定度 （KN）≥813.76流值 （0.1mm）15-4029.5饱和度 （%）65-7568.9动稳定度 次/mm5489主线 ATB-25沥青混合料技术指标检测项目技术指标检测结果最佳沥青用量（油石比）3.5%空隙率 （%）3-64.3矿料间隙率 （%）≥1212.3稳定度 （KN）≥7.512.19流值 （0.1mm）15-4032.3饱和度 （%）55-7065.4一是选用改性沥青做中面层。二是中面层的级配采用尽量大一些的中粒式沥青混凝土（AC-20型）。三级配优先选用骨架密实结构。选用以上设计的原因：1，改性沥青比一般石油沥青有更高的软化点，从试验数据能清楚的看到，70号沥青的软化点为47.5，而改性沥青的软化点为71.5。软化点的提高，说明沥青有更好的感温性，也就有更好的抗车辙性。2，选用粒径较大的配合比的优点在于，AC-16型的稳定度为9.68KN，流值为27.7（0.1mm）。而AC-20型的稳定度为13.76KN,流值为29.5。在变形（流值）基本相同的条件下，20型比16型有更高的强度（抵抗破坏的能力）。3，骨架密实结构的好处，有更好的承载能力，有着较小的空隙，在运营过程中也就不会形成明显的车辙。在施工过程中，为了保证施工效果，先做好试验段进行生产配合比验证，在达到预期效果后，严格按照试验段得到的数据进行组织生产，虽然采用了两个不同的设计结构层，为了具有可比较，施工时人员、设备、施工方法及施工条件力求一致。5、结论综上所述，通过一定的技术措施和方法，采用不同的结构层设计和材料的选用，能够有效的减少车辙。特别是改性沥青起到了关键作用，在防治渠化交通路段，改性沥青的优越性得到很大的体现，节约了社会运营成本和后期的养护、维修费用。使公路交通更好的服务国家经济建设。（作者简介：温帅，工程师；轩杰，高级工程师）