AP-8沥青混合料抗车辙性能浅析

王　云，岳光斌，吕锡坤

AP-8沥青混合料抗车辙性能浅析

王云，岳光斌，吕锡坤

（吴江市明港道桥工程有限公司，江苏苏州 215233）

结合苏州地区公路与城市道路应用实践，对AP-8沥青混合料的路用性能进行研究，并与常用的几种沥青混合料进行对比，结果表明采用纳米技术的AP-8改性剂可大幅度提高路面的抗车辙能力，与改性沥青以及目前常用的外掺剂沥青混合料相比，AP-8普通沥青混合料在技术经济和性价比方面均具有明显优势。

沥青混合料；AP-8改性剂；抗车辙能力；低温弯曲应变

1　概述

2013-08-05～08-11连续7 d的苏州市最高日气温Tmax均在39 ℃以上，据此计算出沥青路面层下20 mm处的高温设计温度为63 ℃；按沥青路面温度随层内深度梯度变化规律推算出此时所对应的路表温度当在65 ℃以上，高温车辙仍然是苏州地区沥青路面当前的主要病害。近年来，苏州地区一些高等级道路已经采用改性沥青+稳定剂方案，诸如路孚8 000、聚酯纤维以及橡胶沥青等［1-3］。其中AP-8普通沥青混合料在苏州地区公路与城市道路乃至高速公路中应用，并取得满意的效果。如2012年吴江市区仲英大道铺筑了长1.0 km Sup-20普通沥青+3‰AP-8下面层试验段；2013年，松陵镇—盛泽镇南北快速干线南延伸段铺筑了长3 km的8 cm Sup-20普通沥青+3‰AP-8沥青中面层，七（都）铜（锣）公路铺筑了长12.0 km的8 cm Sup-20普通沥青+ 3‰AP-8下面层；2014年，吴江又有6条道路的沥青路面应用了AP-8普通沥青混合料，其中东太湖大道为双向6车道城市快速路，铺筑了3 km AP-8普通沥青中面层。3年里，尤其是2013年，苏州市经受了52个高温日（日最高气温≥35 ℃），在改性沥青路面高温车辙病害连连发生的情况下，上述采用AP-8改性剂的沥青路面路用性能均良好。

2　AP-8沥青混合料路用性能及作用机理

2.1AP-8沥青混合料路用性能

表1为采用相同矿料和相同组成设计的AP-8普通沥青混合料与SBS改性沥青混合料路用性能的对比［4］。由表1可以看出AP-8普通沥青混合料的动稳定度为SBS改性沥青混合料的1.74倍；低温抗开裂性能略好于SBS改性沥青；抗水损害性能两者相当。

图1为在沪陕高速公路江（都）—六（合）段铺筑的长1 km，宽18 m的试验段路面结构，其东西两端中面层均为SBS改性沥青。通车1年后，试验路的路面车辙深度见图2。由图2可以看出，试验段分别为东西对比段的0.65倍和0.75倍，平均0.7倍，AP-8普通沥青混合料抗车辙性能优良［5］。

表1　 AP-8普通沥青混合料路用性能

图1　试验段路面结构

图2　试验段路面车辙深度

对AP-8普通沥青混合料与SBS改性沥青混合料进行的国际车辙、法国车辙以及Flow numben试验比较，均表明AP-8沥青混合料高温性更优；AASHTO T283试验表明二者的抗水损害性能、低温性能相当。

2.2AP-8作用机理

AP-8作为沥青混合料的改性剂，无需添加PG70-22改性沥青，即能大幅度提升沥青路面的抗车辙能力。分析AP-8改性剂在沥青混合料中的作用机理如下：

（1）化学锚定作用。AP-8为多组分材料，由硬段、软段和连接段所组成。在沥青混合料中，它以硬段与集料结合，以连接段与沥青结合，中间由柔韧的高分子物构成并以软段形态将硬段和连接段有机结合在一起，从而增强了沥青与集料的结合力，提高了沥青混合料的整体性能。

（2）纤维网作用。沥青混合料拌制过程中，熔融的AP-8改性剂在热集料剪切作用下形成亚微纤维网（SFNS）结构，限制矿料滑动，从而提高沥青混合料高温抗车辙、低温抗开裂和抗疲劳的能力。

（3）纳米效应。AP-8改性剂中含有纳米粒子，形成纳米交联点，可以吸收能量，增强抗外力破坏的能力；增加韧性，提高沥青的柔韧性能，增强沥青混合料低温抗裂性能。

3　性价比与社会效益分析

苏州地区近年常用的沥青混合料添加剂主要有路孚8 000、橡胶沥青和聚酯纤维等，对这几种沥青混合料的高温抗车辙能力与AP-8改性剂进行对比分析，结果见表2 、表3。

表2　上面层沥青混合料性价分析

表3　中（下）面层沥青混合料性价分析

由表2、表3可以看出：（1）加入添加剂的沥青混合料，均较SBS改性沥青混合料有较大或很大幅度的提高，其中以AP-8普通沥青混合料的动稳定度提高幅度为最大，路孚8 000和橡胶沥青紧随其后，聚酯纤维（国产）则稍次。（2）采用添加剂的几种沥青混合料的材料费用均较SBS改性沥青混合料有所增加；以工地现场加工的橡胶沥青和掺量为3‰的AP-8普通沥青混合料材料费增幅最小。

4　混合料拌制与施工工艺

AP-8普通沥青混合料在施工过程中无特殊要求和技术难点，较改性沥青混合料和其他掺以添加剂的沥青混合料更为简便。但为了充分发挥AP-8改性剂在普通沥青混合料中的作用，施工中有以下一些注意点。

（1）沥青混合料的拌制。AP-8改性剂为粒径2～5 mm的深色颗粒状材料，其软化点为130～150 ℃。为充分发挥AP-8改性剂与集料间化学锚定作用，在沥青混合料拌制时应将渐入熔融状的AP-8材料与高温集料先适当干拌，而后分次加入沥青和矿粉进行湿拌。建议室内试验小型拌和机干拌时间取石灰岩集料不少于30 s，玄武岩不超过40 s；生产性大型拌和机则取干拌时间6～10 s，以充分发挥AP-8材料化学锚定作用，又尽量减少损伤粗集料的棱角。

（2）沥青混合料拌碾温度。AP-8普通沥青混合料在拌制和碾压成型过程中，熔融状的AP-8改性剂在高温集料的剪切和挤压作用下形成亚微纤维网。为了这一作用的充分产生，应控制好AP-8普通沥青混合料室内试验试件成型和施工现场压路机初压及复压前阶段的混合料温度都应高于150 ℃。

5　结语

工程应用和相关研究均已证实，AP-8普通沥青混合料高温抗车辙性能、低温弯曲抗开裂和抗水损害良好，可全面有效地提高沥青混合料的路用性能。AP-8改性普通沥青混合料适用于公路与城市道路各等级道路各层沥青面层，技术经济效益和社会效益良好。

［1］美国沥青协会.高性能沥青路面（Superpave）基础参考手［2］册［M］.贾渝，曹荣吉，李本京编译.北京：人民交通出版［2］社，2005.

［2］杨毅，王捷.抗车辙外加剂在Superpave沥青路面的应用研［2］究［R］.江苏东交工程设计顾问有限公司，2011.

［3］敖清文，欧阳男.路孚8000改性沥青混合料路用性能研究［2］［J］.公路交通技术，2013（4）：44-48.

［4］朱彦，翟锐，李春雷.全效高性能沥青混合料改性剂应用探［2］讨［J］.中国公路，2013（9）：127.

［5］江苏省交通科学研究院股份有限公司，江苏省交通工程建［2］设局，苏州拓博琳新材料科技有限公司.基于提高沥青路［2］面抗车辙性能的AP-8型添加剂沥青混合料试验研究与［2］应用［R］.2014.

Research on the Rutting Resistance of AP-8 Modified Asphalt Mixture

Wang Yun，Yue Guangbin， Lv Xikun
（Minggang Road and Bridge Engineering Co. Ltd. ofWujiang City， Suzhou 215233， China）

Combining with the application of AP-8 asphalt mixture in highway and urban roads in Suzhou city， the road performance of AP-8 modified asphalt mixture is analyzed and compared with asphalt mixtures commonly used. Research results show that AP-8 modifier can greatly improve rutting resistance and has obvious advantages in technology and economy comparing with modified asphalt and commonly used asphalt modified by additives.

asphalt mixture； AP-8 modifier； rutting resistance； low temperature bending strain

U416.217

A

1672-9889（2015）01-0009-03

王云（1965-），男，江苏淮安人，高级工程师，主要从事沥青路面研究工作。

（2014-10-15）（

2014-06-06）