PR沥青混合料在重交通路面施工中的应用

张 海 涛

(山西省晋中路桥建设集团有限公司，山西 晋中 030600)

沥青路面车辙是一个难以解决的世界性难题。我省(山西)煤炭运输除铁路外主要靠公路运输，运煤车的超限超载严重破坏公路、桥梁设施，出现的路面病害严重的影响道路通行质量。在出现的沥青路面病害中，车辙是一种最为常见、对道路损坏也最为严重的病害之一。其中，一些路段在通车一年后出现车辙的深度可达10 mm～50 mm，在弯道、上坡段甚至超过100 mm，严重的影响行车舒适度和安全度。我省的交通运输发展受到车辙病害的严重困扰。

为增强沥青路面的抗车辙性能，通常从沥青材料改性、级配调整、沥青混合料设计方法等三个方面采取技术措施，如采用SBS改性沥青、C型级配、SMA路面、掺加天然沥青(TLA和岩沥青)等，这些都是不同程度的提高了沥青路面的抗车辙性能。随着我国经济的快速发展，交通运输业蓬勃发展，对高速公路路面的承载性能提出了越来越高的要求，重载车辆的增多对路面的抗车辙性能要求更高。

对沥青进行改性有助于实现新的交通发展要求提出的沥青混合料性能提高，PR改性沥青混合料是有效途径之一。PR PLAST S(简称PR)抗车辙剂可通过对沥青进行改性，同时兼备纤维增强作用和一定的骨架填充作用，能显著增强高速公路沥青路面的抗车辙性能。PR抗车辙剂在西欧等国得到了广泛应用，在我国一些省市也进行了应用，效果显著，具有极大的推广和应用前景。

1 概述

PR重交通抗车辙路面技术是一种成熟、可靠的技术，由法国路面材料公司和法国中央路桥实验室开发出来后，得到了极大的重视和关注，至今已在全球三十多个国家得到应用。

PR抗车辙剂(如图1所示)属于沥青进行改性的一种，属于直接拌合型改性剂，将沥青改性和沥青混合料的拌合融为一体，无需专用大型设备，能显著降低能耗和成本，且不存在SBS改性沥青的存储离析问题，性能稳定，其抗车辙性能高、稳定而耐久。

PR沥青混合料通过在混合料拌和过程中，添加一定量的PR PLAST S添加剂，使混合料性能改善与提高，适用于超载重载、高温地区道路和山区道路，一般用于沥青路面的中、上面层使用。研究表明，PR沥青混合料能提高集料与沥青粘附性，使得混合料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性显著提升，适用于所有基质沥青和改性沥青，添加工艺简便，掺量灵活，可根据项目要求适量调整。

2 PR抗车辙剂的作用机理

在PR沥青混合料中，确保混合料路用性能的关键在于PR抗车辙剂。在混合料高温均匀拌和作用下，实现PR抗车辙剂、矿料及沥青的共同作用，使沥青的胶结效果得到增强，有效提高混合料的加筋及嵌挤效果，混合料间的粘结更加紧密，可显著提升混合料的路用性能(如图2所示)。

1)胶结效果。抗车辙剂经过与矿料的干拌及与热沥青的湿拌，三者之间拌和均匀后，与之相伴随的是抗车辙剂的软化过程，部分抗车辙剂颗粒与热沥青实现胶溶反应，在增强了沥青与矿料粘附力的同时，还吸收了沥青中部分轻质油，将沥青的温度敏感性显著降低。

2)加筋效果。在抗车辙剂中，含有部分塑料纤维成分，混合料冷却后在颗粒间形成了一种网状结构具有极强的加筋效果，显著加强混合料结构的稳定性。

3)嵌挤效果。在混合料铺摊碾压施工中，混合料的高温作用使得部分抗车辙剂微粒软化后，实现了粗集料空隙的有效填充，有效降低路面孔隙率，混合料颗粒间的作用力增强，显著提升行车荷载的承受能力。

与SBS改性沥青混合料相比，PR沥青混合料的路用性能指标显著提高。在我国开展的研究表明：在马歇尔稳定度对比上，PR沥青混合料比SBS改性沥青混合料提高了20%，抗车辙性能至少高出30%，具有显著的高温稳定性；在动稳定度的对比上，PR沥青混合料一般是7 000 次/mm以上，SBS改性沥青混合料一般是4 000 次/mm左右；在残留稳定度和冻融劈裂强度比上进行比较，PR沥青混合料一般达到95%以上，比SBS改性沥青混合料提高了20%左右，表现为水稳性的极大改善。从混合料的全寿命周期来看，PR沥青混合料具有更高的性价比。

3 PR沥青混合料施工要点

PR沥青混合料的施工工艺规范中改性沥青混合料的施工方法基本相同，关键在于做好施工中关键环节的质量控制，以充分发挥PR抗车辙剂的改性效果。本文以某新建重交通高速公路施工中采用的PR沥青混合料为例，介绍其施工工艺。

在PR沥青混合料施工中，要求施工时的气温须大于10 ℃，路表温度不低于5 ℃，还应避免大风天气施工，层间粘结应使用乳化沥青。

3.1 原材料质量

PR添加剂，呈黑色、固体、颗粒状，95%以上含量为纤维聚合物，5%以下为填充物。常温下可长时间储存不变质。

沥青，无需考虑PR添加剂与沥青的相容性，可随意选用沥青，无特殊要求，满足当地气候、交通条件以及公路等级的道路石油沥青即可，不会影响改性效果。

集料，满足规范要求的常见石料。

3.2 混合料设计

PR沥青混合料无需单独做配合比设计，按不加添加剂的要求进行配合比设计后，直接加入添加剂即可。一般是将确定的油石比增加0.2%作为添加PR添加剂后的油石比。

3.3 混合料拌和

该工序的关键在于拌和时间的控制。在混合料拌和时，矿料预先加热到180 ℃～185 ℃，再将热矿料与PR抗车辙剂同步倒入拌锅先进行干拌，干拌时间控制为15 s～20 s，再喷入沥青继续湿拌，湿拌时间控制为20 s～25 s。要求每盘生产时间控制在50 s～55 s，要求混合料中的沥青裹覆均匀，以不出现花白料为宜。

在添加矿料与PR抗车辙剂时，应采用人工或机械尽量同步直接投入拌锅中，以确保其充分的拌和时间。

添加剂掺量可根据项目实际需要选择掺量。一般添加量为沥青混合料的0.3%～0.5%。对于交通量大、重型车辆多的特殊路段可掺0.6%。

3.4 温度控制

PR沥青混合料的室内实验方法、步骤与马歇尔试验方法相同，但在拌和温度和时间上按照表1严格控制。

3.5 摊铺碾压

混合料运输按改性沥青混合料要求进行，采取车厢覆盖措施，要求运到现场的混合料温度不低于165 ℃。

施工过程中要求碾压紧跟摊铺(如图3所示)，确保混合料在较高温度下进行施工，保证压实度满足质量要求。

为确保压实度，压路机应紧随铺摊机，以确保路面在尽可能高的温度下碾压成型(如图4所示)。要求初压时的混合料温度不低于150 ℃。从混合料摊铺至终压结束，要求时间控制在20 min～30 min，禁止过度碾压。

表1 PR沥青混合料拌和温度

要求路面压实度达到98%以上，钻芯试件空隙率不高于7%。

4 结语

在我国，为增强路面的抗车辙性能，高速公路施工中普遍应用SBS改性沥青。与SBS改性沥青相比，PR沥青混合料施工工艺简单，不影响配合比设计，无需增加任何设备，无需加热进行沥青改性，将改性过程中对沥青性能的影响降低，无需进行改性沥青的储存，这些都对延长沥青的使用寿命是极为有利的。铺摊后的沥青面层抗车辙性能不低于改性沥青SMA路面，且成本与SBS改性沥青基本持平。

PR沥青混合料的抗车辙性能显著，采用了复合改性和低速剪切分散两大新兴技术，是一种性能价格比很高的新材料。工程实践表明，许多重载交通量大、车辙病害严重的路段，采用该技术进行路面修复，修复后的路面稳定性显著提高，有效遏制了路面车辙及其导致的其他病害，使得路面性能得到改善和提高。

在我国高速公路路面新建或大中修中使用该技术，对其进行推广和应用，有助于解决沥青路面长期受车辙病害困扰的问题，使得沥青路面耐久性显著提高，路面养护周期显著延长，经济效益和社会效益明显。

参考文献：

[1] 胡耀辉,王国耀.PR PLAST S添加剂抗车辙剂在高速公路沥青混合料中的应用研究[J].建筑施工，2006，28(12)：105-106.

[2] 韩燕辉.PR PLAST S～高性能沥青抗车辙添加剂应用技术研究[J].工程与建设，2015，29(6)：20-22.