RK在河惠莞高速公路中面层AC-20C中的应用研究论文_贺新龙,李文强

中铁十一局集团第二工程有限公司路面管理中心 广东广州 511400

摘要：河（源）惠（州）（东）莞高速公路龙川至紫金段（以下简称“本项目”）是广东省高速公路网规划中第二纵（汕尾至江西瑞金高速）和第三纵（深圳至江西赣州高速）两条南北向纵线之间加密线的重要组成部分，是广东省东部地区的一条南北向高速公路，是河（源）惠（州）（东）莞高速公路的重要组成部分。项目所在的广东地区，全年气温较高，处在夏炎热冬温潮湿区（1-4-1区），夏季路面温度可高达70℃。普通道路石油沥青的软化点一般在50℃以下，在高温重载、超载以及渠化交通作用下，高速公路沥青路面容易出现车辙、泛油等病害，不仅影响到汽车行驶的舒适性，而且危及行车的安全。针对此，普遍的做法是对沥青进行改性或者对沥青混合料进行改性，在国内，前者的应用更为广泛，同样，在广东省内，一般采用SBS或PG分级较高的改性沥青这种方式提高混合料的高温抗车辙性能，且效果良好。但改性沥青在运输和储存过程中容易产生离析现象，且沥青的改性加工占用较大的场地。因此，直接采用改性剂来对沥青混合料进行改性的研究就十分必要。河惠莞高速在K38+620-K41+500路段中面层结构中在混合料搅拌过程中直投高模量外掺剂 RK300，来达到对沥青混合料的改性。

关键词：沥青混合料 矿料级配 高分子材料

1.RK改善沥青混合料性能机理

1.1 RK是一种高模量、橡塑合金、颗粒状的材料。可将普通沥青混合料的的软化点提高到70-90℃左右，通过与石料的润湿和浸润作用，均匀地包裹在矿料颗粒表面，改善了沥青混合料的和易性，及沥青与石料的粘附性。

1.2 RK具有较好的高模量，韧性较好，通过RK改性后的沥青混合料具有较好的柔韧性，可以提高其抗裂性能。

1.3 RK颗粒在拌和与施工过程中在高温作用下软化后，填充嵌挤到级配骨架的空隙中，改性添加剂膜与沥青膜形成过渡层。部分熔化后的成分在沥青中以极为离散的状态凝固，形成高强而稳定的固化结构；增强了沥青的稠度与黏度，增加了混合料在高温下抗车辙、抗水损害的能力。

1.4 RK的加入，使得沥青混合料中沥青、矿料、外掺剂等相互间搭接、缠绕形成牢固的立体网状结构，从而提高了沥青混合料的整体强度。

2.原材料与矿料级配

2.1原材料

采用沥青为茂名沥青储运中心的泰普克70#普通道路沥青和茂名沥青储运中心生产的SBS改性沥青改性沥青，沥青检测指标满足规范要求。粗集料产于广东梅州润万石场，各档集料粒径规格分别为 10-20mm 碎石、5-10mm 碎石、3-5mm 碎石；细集料为润万石料厂 0-3mm 机制砂；填料采用蕉岭县兴达精细碳酸钙粉厂生产的矿粉及惠州塔牌水泥有限公司生产的水泥；性能检测满足规范要求；RK300为广东银禧科技股份有限公司生产，RK300是一种橡塑合金高分子材料，作为改性沥青混合料高模量外掺剂，能在沥青混合料中快速均匀分散。RK 采用外掺方式进行，直接在试验室搅拌锅中与沥青、矿料拌和，拌合工艺如下BG-1表，掺量为沥青混合料质量的 0.4%。

BG-1 RK改性沥青混合料在试验室拌和工艺

2.2矿料级配

矿料级配采用在本工程中使用的GAC-20 沥青混合料矿料级配，具体级配见下BG-2表：

BG-2 矿料级配表

3.室内马歇尔试验结果及动稳定度

采用上述的矿料级配，分别对掺加RK及普通沥青和只掺加SBS改性沥青的混合料进行配合比设计，得到RK 改性沥青混合料最佳油石比为4.4%；SBS 改性（PG76）沥青混合料最佳油石比为4.4%，混合料成型温度为 165℃ ~ 170℃；各种沥青混合料马歇尔试验结果BG-3表及动稳定度BG-4表所示。结果表明，两种沥青混合料马歇尔体积指标均满足规范要求。

BG-3 两种沥青混合料马歇尔结果

BG-4 两种沥青混合料动稳定度结果

由以上试验室结果表明，RK和SBS改性沥青混合料的稳定度、流值、空隙率及饱和度等指标基本相当，均能满足设计要求，RK 改性沥青混合料的残留稳定度为95.0，SBS改性沥青混合料的残留稳定度为91.2，表明RK 改性沥青混合料的水稳定性优于 SBS改性沥青混合料。RK 改性沥青混合料的60℃动稳定度、70℃动稳定度分别为12043、7443，明显高于SBS改性沥青混合料的9904及4218，因此，在高温稳定性能上，直投RK改性的沥青混合料优于SBS改性沥青。

4.路用性能

在本项目中，选择K38+620-K41+500左幅进行直投RK改性沥青混合料试验路段的施工。

除在沥青拌合楼旁增设精确投料设备外，其余设备与SBS改性沥青混合料相同，在搅拌时间上，矿料中投入RK材料后，干拌时间不得小于10秒，其他拌合、摊铺、碾压工艺与SBS改性沥青混合料相同。其检测结果如下BG-5表和BG-6表：

BG-5 混合料马歇尔检测结果：

BG-6 现场检测结果

以上结果表明，混合料指标与室内拌合混合料的结果基本一致，现场路检结果满足设计要求。

5.结语

与传统的SBS改性沥青相比，直投RK改性沥青混合料可以有效改善沥青混合料的水稳定性及高温稳定性，可以提高沥青路面的抗车辙性能及耐久性，这在高温潮湿的南方地区有较大的优势，另外RK材料运输储存方便，投放设备占地小，灵活易操作，且沥青储存温度低，易于加热，方便施工，经济和环保效益显著，具有推广和应用价值。

参考文献：

[1]李俊.公路沥青路面预防性养护技术探析[J].山西建筑，2018，44（22）：149-150.

[2]丁勇 试论冲击碾压技术在高速公路施工中的应用.交通建设与管理，2013（2）

[3]公路沥青路面施工技术规范（JTG F40-2004）北京：人民交通出版社

论文作者:贺新龙,李文强

论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期

论文发表时间:2020/1/2

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