广西建设职业技术学院
摘要：随着沥青混合料越来越普及使用于广西的高等级公路路面，车辙病害不断困扰着广西沥青路面，因广西地属潮湿高温区，路面极易出现水稳定性及高温稳定性破坏，尤其是高温稳定性破坏，对沥青路面的高温稳定性提出了更高的要求。笔者通过对添加了KZD－1沥青改性剂的沥青混合料进行了大量的车辙试验，甚至高出规范要求的试验温度，得到的的检测数据远远大于规范要求的标准值，从而得出了该混合料适用于高温地区沥青路面的运用。
关键字：公路工程;沥青路面;车辙;研究
前言：广西第一条沥青路面的高速公路建设至今已有十多年了，沥青路面的优点显而易见，越来越多的公路建设及市政道路路面的建设都选用沥青路面，得益于它铺筑时间短、开放交通快，还有行车舒适、噪音小等优势；当然随着使用的年限越长，后期的各种病害也暴露出来了，其中比较明显的一个病害就是车辙。广西地处高温潮湿地区，对沥青路面来说最重要的是水稳定性及高温稳定性了，水毁问题只要在施工阶段把好质量关，相应的水毁病害容易得到解决，难以解决的是高温破坏的难题。
沥青路面的车辙是在路面开放交通后，尤其夏季高温时，在重交通的重复作用下，由于交通的渠化，轮迹带逐渐变形下凹，两侧鼓起的变形。车辙破坏的类型主要分为以下几类：磨耗型车辙、结构型车辙、失稳型车辙、压密型车辙。磨耗型车辙主是在轮胎磨耗和环境条件作用下，路面磨损，面层内集料颗粒逐渐脱落；结构型车辙是路面结构层或路基强度不足，在车辆荷载反复作用下产生的永久变形，直接反射到路面；失稳型车辙是路面面层材料失稳、凹陷和横向位移形成，通常出现在车辆轮迹区域，尤其是重载交通路段、收费站进出口、公路变坡路段。压密型车辙主要是因施工过程中碾压不足，开放交通后被车辆碾压而形成车辙。通常情况下磨耗型车辙和失稳型车辙的情况比较普遍，本文重点通过分析这两种车辙产生原因并查找相应的对策。
1 车辙的影响因素及处理措施
形成磨耗型车辙和失稳型车辙的原因有很多，大体上可分为内因和外因。内因主要是沥青混合料的材料问题、配合比情况。外因主要是实际的交通荷载及当地的环境气候条件对其的影响。沥青混合料的原材是直接影响沥青混合料的重要因素，矿料的级配、颗粒大小、针片状含量、密度、压碎值指标、空隙率等每一个指标都非常重要；当然沥青原材也是关键因素，基质沥青或者是采用改性沥青都会对沥青混合料质量造成很大影响。内因完全可以通过规范施工各环节达到保障沥青混合料质量；外因这个问题需要引起高度的重视，行车荷载的问题可以在设计阶段通过路面结构层厚度的调整及对材料提出明确的要求来提高路面工程的抗变形能力。地理位置我们没法改变，只能适应。如何能在这样的高温潮湿环境下提高路面抗车辙能力？材料，通过改变材料的质量来提高沥青路面的抗车辙能力！
2 KZD-1沥青改性剂的使用
沥青混合料主要是由沥青、粗集料、细集料、矿粉按比例组成，配合比得当是关键，材料选择不容忽视，矿料的指标严格按规范要求把关，择优沥青的选择就成了重中之重的事。当前广西公路路面建设使用比较普及的是70号道路石油基质沥青和SBS改性沥青，这两种沥青的性能相比之下SBS改性沥青的优势更加明显。市场上改性沥青的类型也越来越多，传统上用得比较多的是SBS改性沥青，近年来随着技术不断的更新换代，沥青改性剂层出不穷，质量也是参差不齐，笔者通过对添加了KZD-1沥青改性剂的70号道路石油沥青混合料在广西某高速公路上的应用，重点开展了抗车辙能力的研究。
KZD-1沥青改性剂是聚烯烃高分子复合材料，是一款环保节能循环型材料，通过回收白色污染的塑料垃圾，利用纳米技术、特种设备加工而成，成品的KZD-1沥青改性剂是黑褐色的固体颗粒，无毒无味、无腐蚀性，无挥发性有害物质，其比重为0.86~1.20g/cm3，熔点为100~160℃。其工作原理是：KZD-1沥青改性剂先与骨料搅拌均匀，再与沥青、填料一起搅拌，整个拌合时间比传统的拌合时间增加5-10s即可，出来的沥青混合料就是改性后的沥青混合料，经拌合均匀的混合料，KZD-1沥青改性剂与各种材料牢牢胶结在一起，混合料整体强度、韧性大幅度提高，抗高温能力得到了很大提升。通过改性后的沥青混合料抗车辙能力有更高的优势。
3 添加KZD-1沥青改性剂的沥青混合料抗车辙性能
沥青混合料抗车辙性能是通过动稳定度这个指标来评价，主要是将试件放置在规定温度环境下，用橡胶轮胎模拟汽车轮胎在路面上行驶，当试件（路面）变形达到1mm时橡胶轮胎（汽车）行驶的次数。笔者历时两个多月对在70号道路石油沥青混合料添加了KZD-1沥青改性剂，组成新的沥青混合料。对该混合料反复做了大量的车辙（动稳定度）试验，同时与同一类型的70号道路石油基质沥青混合料、SBS改性沥青混合料进行了比对试验。严格按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20-2011的试验方法及条件要求开展试验：采用碾压法制作试件，同样的试验试件尺寸、同样的试验条件（60℃±1℃）、试验轮胎采用橡胶制的实心轮胎，外径200mm，轮宽50mm，橡胶层厚15mm，60℃橡胶硬度为78±2，轮胎胎压0.7±0.5Mpa，轮子行走距离是230±10mm，轮胎速度是42次/min±1次/min。试验结果如下表1：
动稳定度试验 表1
添加KZD-1沥青改性剂的沥青混合料的动稳定度远远超出规范要求，我们有了一个大胆的想法：提高试验温度。室外温度达到60℃时已经很难施工或是对于运营阶段的沥青路面来说都是比较有挑战的，我们猜测假设室外温度达到70℃时，添加KZD-1沥青改性剂的沥青混合料的动稳定度会达到什么样的数值，于是我们将试验温度调整到70℃，其他试验条件不变，对添加KZD-1沥青改性剂的沥青混合料再次进行动稳定度试验，最终得出的试验结果如下表2：
添加KZD-1改性剂沥青混合料动稳定度试验 (70℃±1℃ ) 表2
规范中没有相应的技术要求，但与改性沥青混合料60℃动稳定度的规范要求相比仍高出规范规定的2800次/mm还高出许多，通过试验得知添加了KZD-1沥青改性剂的沥青混合料，其高温稳定性很好，抗车辙能力很强。
4 结束语
通过对试验数据的分析，笔者认为添加了KZD-1沥青改性剂的沥青路面的抗车辙能力不错，完全能够满足广西地区的公路沥青路面的使用条件，最主要的是该添加剂使用方便、环保节能、工艺简单，沥青混合料性能好，值得推荐。但试验室得到的试验数据相对来说理论性还是偏重一些，笔者一直跟踪已经通车运营的广西某高速公路，施工时添加了KZD-1沥青改性剂的沥青路面的路状，尤其是车辙病害的情况，该路段通车已两年多，经历了反复无常的高温气候及雨季，目前未发现有任何车辙病害产生，事实证明该添加剂在抗高温病害方面确害有不错的造诣。
参考文献：
[1]《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20-2011
[2]《公路工程沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004
[3]《路基路面工程》（第二版）ISBN 978-7-114-07852-1,栗振锋.李素梅.主编
作者简介：姚杏芬，女，1974年10月生，广西宜州人，工程硕士，高级工程师，主要从事公路工程施工、公路材料检测方面的教学，有丰富的现场施工管理经验及教学经验。广西高等学校科研项目（No. KY2015YB422）
论文作者:姚杏芬
论文发表刊物:《防护工程》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/8
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