PRCR改性沥青混合料分析

霍秋霞

沈阳市城建路桥材料有限公司，辽宁沈阳 110045

0 引言

随着我国经济的迅速发展，交通量日益增加，气候变得不太稳定，环境也受到了影响。现有的沥青混合料的性能指标已不能满足当今交通量的需求，大部分沥青混合料路面都已破坏或重复修补。而且沥青混合料产业是一项资源、能源消耗性产业，需要消耗大量的石材、沥青、重油、柴油。高等级道路的沥青路面已成为主要的路面形式，每年也需要生产大量的沥青混合料。现在国际石油价格不断飞涨，沥青重柴油价格居高不下，给沥青混合料生产带来了巨大的冲击，沥青再生技术也只是一小部分暂时的减少能源消耗。因此，无论是中国还是其他国家都需要一种高性能指标的混合料，来降低能源消耗和环境污染。

2012年5月，我公司承担了沈阳市崇山路北陵高架桥桥梁加固工程的沥青混合料的供料任务，此工程位于辽宁中医药大学东西主干路上。相对于沈阳属于夏热冬寒地区，一年四季温差较大，也为了2013年全运会可以承载更大的交通量，公司决定采用新型的PRCR改性沥青混合料，即在普通沥青混合料AC-13C级配类型的基础上添加了PRCR全效高性能添加剂。下面从几个方面阐述一下PRCR改性沥青混合料。

1 PRCR改性沥青混合料的生产材料与生产配合比

1.1 材料及材料要求

1）粗集料：用于沥青混合料面层的粗集料，宜采用碎石或碎砾石，其粒径规格和质量要求均应符合JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》。粗集料应洁净、干燥、无风化、无有害杂质、具有一定硬度和强度。粗集料应具有良好的颗粒形状，并要求采用反击式破碎机生产；

2）细集料：用于增加颗粒间的嵌锁作用和减少粗集料之间的空隙，从而增加混合料的稳定性。沥青路面面层宜采用人工砂作为细集料。细集料应洁净、干燥、无风化、无有害杂质，有适当的颗粒组成，并与沥青有良好的粘附性。天然砂由于质量变化大，形状较圆滑，与沥青粘附性差，所以天然砂的含量不宜超过20%；

3）矿粉：作为一种填充料，用于沥青混合料面层的矿粉应洁净、干燥、无团块，其质量应符合《公路沥青路面施工技术规范》的规定的技术要求。沥青混合料矿粉应采用强基性岩（石灰岩、岩浆岩）等憎水性石料经磨细得到的矿粉；

4）沥青：沥青路面采用的沥青标号，宜按照公路等级、气候条件、交通条件、路面类型及在结构层中的层位及受力特点、施工方法等，结合当地的使用经验，经技术论证后确定。本次生产采用符合“道路石油沥青技术要求”的90号道路沥青，其各项技术指标均符合JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》的规定要求；

5）添加剂：采用法国路面材料实业有限公司生产的PRCR全效高性能添加剂。其性能如【表1】。

1.2 生产配合比

在投入生产之前由试验室人员从各个料仓取料，然后用四分法各取一部分矿料进行筛分计算，经专业人员进行调整确定如【表2】的配合比。

2 PRCR改性沥青混合料的级配生产检验

生产检测以AC-13C PRCR改性沥青混合料为研究对象，在运料汽车装料一半后，分别用铁锹从不同方向的三个不同高度处取样，然后混在一起用手铲适当拌合均匀，取出按JTG20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》规定的数量。

2.1 沥青混合料沥青含量检测：燃烧法【表3】

表3 沥青含量

2.2 矿料级配范围的检测

表4 矿料级配检验

经检测矿料混合料的颗粒组成接近规定的级配范围中值，符合JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》的规定要求且级配曲线圆滑。

3 PRCR改性沥青混合料的性能指标

根据相关研究，由于PRCR全效高性能添加剂的添加，使PRCR改性沥青混合料具有较高的抗车辙性能，低温抗裂性能，混合料弹性模量及耐久性。为了便于比较显示其优势，采用矿料结构完全相同的PRCR改性混合料和SBS改性沥青混合料做成的制件，测其指标进行对比（沥青含量4.8%），其性能见【表5】。

表5 性能指标对比

从【表5】中的马歇尔试验、车辙试验我们不难看出，PRCR改性沥青混合料具有较高的高温稳定性和抗扯着性能，虽然PRCR改性沥青混合料的马歇尔稳定度比SBS改性沥青混合料的马歇尔稳定度低，但是其性能指标符合技术要求。从低温弯曲试验我们可以对比出PRCR改性沥青混合料具有较高的低温抗裂性和抗变形能力，可以降低开裂、坑槽等的早期病害的产生，减少路面的变形，增强耐久性。因此，PRCR改性沥青混合料不受区域限制。如高寒地区、极端炎热高温地区、气候温差较大温度周期性变化规律明显的地区等，以及大交通量和重载路段。

4 PRCR改性沥青混合料的施工工艺

4.1 拌合及运输的技术要求

为保证PRCR改性沥青混合料的质量更稳定，PRCR添加剂用量更准确，我们采用热熔袋小包装人工投料投入拌合设备。混合料拌合必须均匀，只有PRCR添加剂完全溶解在沥青混合料中，其效能才能完全发挥出来。对于密级配混合料，应做到拌合后混合料均匀一致，无细料和粗料分离及花白、结成团块的现象。由于PRCR改性沥青混合料的施工温度相对于普通沥青混合料的要求较高，集料温度应控制在180℃～190℃，沥青温度控制在165℃左右，混合料拌合、出料温度应控制在165℃～170℃，混合料到场温度不能低于165℃。运输车必须加盖篷布或其他保温材料，防止结合料表面硬结，为了确保摊铺连续以及平整度大小符合技术要求，必须保证摊铺机前至少两辆车等待卸料，决不能出现摊铺机等车的现象。

4.2 摊铺与压实技术要求

PRCR改性沥青混合料路面施工工艺，其程序与普通热拌沥青混合料路面基本相同，所不同的主要是施工温度的掌控及碾压速度。

对于PRCR改性沥青混合料的摊铺温度应控制在160℃～165℃，摊铺时应尽量连续不断的施工，减少摊铺机和压路机的停顿，应尽量减少横缝，提高其表面平整度。为提高路面的平整度，表面层宜采用摊铺前后保持相同高差的雪橇式摊铺厚度控制方式。摊铺时可先使用胶轮压路机，再上钢筒压路机；或者只用钢筒压路机。摊铺速度应控制在1.5～2m／min，做到缓慢、均匀、连续不断地摊铺，禁止随意变换速度或中途停顿。

PRCR改性沥青混合料适宜的初压温度应不低于160℃，最终碾压温度应不低于110℃。施工工艺按照“紧跟、慢压、高频、低幅”八字方针进行碾压，压路机必须紧跟摊铺机的后面，只有在高温条件下碾压才能取得更好的效果，碾压要均衡，对每一道碾压起点或终点可稍微扭弯碾压，消除碾压接头痕迹。碾压后的路面在冷却前，任何车辆机械不得在路面上停放，不得污染路面，冷却至60℃就可以开放交通。

5 PRCR改性沥青混合料的节能与环保

1）由于PRCR添加剂的添加使PRCR改性沥青混合料的抗高温、抗低温、耐久性得到了显著地提高，从而延长了道路的使用寿命。道路的使用寿命提高了，减少了破旧路面的产生，也就节约了大量的油料、矿料，减少了生产混合料时产生的大量气体，使环境进一步得到改善；

2）PRCR改性沥青混合料摊铺、碾压完工后，待路面温度降至60℃就可以开放交通，缓解了交通压力，使其它路面的行车荷载减少，减少了其它路面因过多车辆而造成的损害，使车辆、行人减少绕道而行的麻烦，从节能方面来说，节约了因绕道而产生的油、电等，减少了废气的排放，从而使环境得到保护。不像其它沥青混合料必须降到50℃才可以开放交通，PRCR改性沥青混合料可提高10℃提前开放交通，因此也节约了大量的人工费及人工养护管理费；

3）PRCR改性沥青混合料只是在普通沥青混合料的基础上按一定比例添加了一定量的PRCR全效高性能添加剂，用量可准确掌握，避免因无法精确预算用量而造成材料的浪费，控制了成本。PRCR添加剂可使用普遍基质沥青和普通石料生产，能节约珍贵的高品质石料和沥青原料。同时生产工艺简单无需添加特殊的生产设备，节约了设备成本。生产PRCR改性沥青混合料时又不产生危及工人身体健康和污染空气的气体，因此有利于节约能源和减少废气排放，保护了环境；

4）PRCR改性沥青混合料可再生利用，旧的矿料经筛洗、烘干，力学强度达到规定的要求时，可重复使用，或者旧的沥青混合料经处理强度达到公路路面使用的要求可以再次使用，从而节约了大量的油料、石材。PRCR添加剂在常温下可以长期储存，不影响混合料的性能，减少资源的浪费。由于可以在常温下长期储存，减少了制作的频率，也节约了在制作过程中的各项人工及管理费用。

6 结论

PRCR改性沥青混合料无论从性能上还是施工工艺方面优势都在SBS改性沥青混合料之上。既提高了沥青混合料的抗车辙性能、低温抗裂性能、弹性模量以及耐久性，从而延长了道路的使用寿命，减少了后期养护，节约大量的后期养护费用和各项人工及管理费用，具有优异的性价比。从节能环保方面来说，道路寿命延长了，生产企业就减少了石料、沥青及燃料的使用，减少了生产时的废气排放。此沥青混合料是在普通沥青混合料的基础上添加一定量的添加剂，既不需要特殊的设备和矿料，也不会产生特殊的有毒气体危及工人的身体健康，因此也能够节约珍贵的高品质石料和沥青原料。

经过生产的实践，我们认为PRCR 改性沥青混合料无论从生产还是施工整体投资不是很大，一般生产企业和施工单位都可以有力承担。提倡普遍使用。

[1]JTG F40-2004，公路沥青路面施工技术规范.人民交通出版社，2005.

[2]吕伟民.沥青混合料设计原理与方法.同济大学出版社，2000.

[3]JTG20-2011公路工程沥青及沥青混合料试验规程.人民交通出版社，2011.

[4]沈金安.沥青及沥青混合料路用性能.人民交通出版社，2001.

[5]JTJ 014-97公路沥青路面设计规范.人民交通出版社，1997.

[6]张登良.沥青路面工程手册.人民交通出版社，2004.