試析高速公路工程中改性瀝青的應用

試析高速公路工程中改性瀝青的應用

        摘要：隨著交通事業的蓬勃發展，交通流量快速增長, 改性瀝青在高速公路的應用也越來越廣泛，在我國，改性瀝青的研究起步較晚，但瀝青改性所帶來的優良的路用性能已經受到了人們的認可和重視，本文通過分析不同種類改性瀝青的性能、使用環境、生產效率等，為改性瀝青在高速公路的應用提供有價值的參考。 
        關鍵詞：高速公路；改性瀝青；應用

        1  影響改性瀝青應用的幾大因素
        1.1 改性瀝青施工溫度較普遍瀝青需提高10～20℃，在拌合、攤鋪、碾壓過程中增加了施工難度，從而增加了直接施工成本。并且由于普通瀝青施工溫度已經很高，提高溫度后致使瀝青老化現象加劇。
        1.2 加工生產改性瀝青需要專門的機械設備，導致增加使用難度，并提高了相應費用。
        1.3 進口改性瀝青價格普遍較高，一般較普通瀝青費用增加50%以上。
        1.4 不管是國內自己生產還是國外進口的改性瀝青，一旦存放過久，都存在離析或結團現象。
        2  幾種常見改性瀝青的應用
        2.1 SBS改性瀝青。SBS改性瀝青是在原有基質瀝青（AH-70）的基礎上，摻加2.5%、3.0%、或4.0％的SBS改性劑，改性后的瀝青與原瀝青相比，其高溫粘度增大，軟化點升高。在良好的設計配合比和施工條件下，瀝青路面的耐久性和高溫穩定性明顯提高。
        2.1.1 配合比設計。改性瀝青混合料的配合比設計，應遵循《公路瀝青路面施工技術規范》中關于熱拌瀝青混合料配合比設計的目標配合比、生產配合比及試拌試鋪的三個階段，確定礦料級配及最佳改性瀝青用量。
        ①級配。瀝青混合料配合比設計級配應采用貝雷法進行設計，級配選擇原則：AC-13I型混合料2.36mm以下篩孔通過量應取級配下限以達到密實、嵌擠。②粉料比。小于0.075mm含量的多少對瀝青混合料體積指標和路用性能影響很大，混合料級配中小于0.075mm的含量必須考慮粗集料本應含有的粉塵部分。要求礦粉含量不超過瀝青含量，小于0.075mm部分與瀝青含量之間的比值即粉料比應存在1~1.2之間，對瀝青面層混合料礦粉含量宜取4.5%~5％。
        2.1.2 SBS改性瀝青的施工。①運輸的技術要求。SBS瀝青在生產工廠裝車溫度必須保持在160℃以上，運到混合料拌合場的溫度不應低于140℃,運輸車輛須在24小時內運到指定地點，并及時把瀝青泵送到瀝青儲存罐中。②瀝青拌合場儲存的技術要求。SBS瀝青的儲存溫度應保持在150℃左右，若溫度低于所要求的儲存溫度，SBS瀝青的粘度過大，從而導致瀝青罐的油管路堵塞，最后只能停產修理。瀝青熱拌廠應盡量少儲存SBS瀝青，做到隨進隨用，用時多存，不用時少存，存貯時間不宜超過24h。 
當一天的施工任務完成后，應盡量用完儲存罐中的瀝青，或者給瀝青罐加滿瀝青，或把剩余的少量瀝青抽到其它儲存罐內，以減少瀝青與空氣接觸的表面積，從而防止瀝青老化。瀝青拌合廠儲存罐大部分為臥式，為保證SBS改性瀝青的均勻性，應在貯存罐頂部安裝攪拌器，或用貯存罐中自帶攪拌器，攪拌器每3小時攪拌一次，攪拌時間每次20分鐘。③壓實工藝技術要求。建議碾壓溫度區間為120～150℃。碾壓工藝組合為：碾壓，DD130或DD110振壓4個輪回，采用低幅高頻振壓（核密儀測定相對值不再增加）；壓路機的輪跡重疊需大于20cm；終壓：DD130或DD110靜壓一個輪回；如發現有輪跡，可再終壓一遍。終壓應在90℃以上完成，禁止在105～115℃范圍內碾壓。

        2.2 MAC改性瀝青。
        2.2.1 MAC改性瀝青的特點。MAC改性瀝青有較好的耐老化性能，通過化學改性，有較好的穩定性，在常溫下存放半年不離析，無需加任何穩定劑，不含硫，對人體無害，是一種環保型產品。MAC還具有較好的抗車轍能力和抗水（油）損害能力，因其具有在高溫下較高的粘度，易形成較厚的瀝青膜，而不發生析漏現象，可以有效的阻止水分侵入和提高瀝青與集料的粘附性，增加粘結力，起到抗水損害的作用。
        2.2.2 MAC改性瀝青的應用。MAC改性瀝青具有比普通瀝青明顯的彈性，經取芯試驗，混合料密實度大，空隙率明顯減小，所以可用于高速公路的上面層。MAC改性瀝青常用于路網改造和養護工程，使用時注意溫度的控制，MAC瀝青的溫度較普通瀝青高10～20℃，特別要控制碾壓終了溫度在110℃，要堅持“高溫、強振、快壓”，如山東高速公路大多采用2～3cm厚SMA作為磨耗層。
        2.3 廢膠粉改性瀝青 
        2.3.1 廢膠粉改性瀝青的特點。膠粉的添加對瀝青總體性能有較大的影響：①該改性瀝青有較強的承受車輛負載的能力，具有更好的適應性。②該改性瀝青有較好的抵抗水損害、高溫穩定性和低溫抗開裂性能。如瀝青中加入輪胎膠粉，一方面，可增加瀝青路面的高溫線性粘彈模量和粘度，在50～163℃溫度范圍內，粘度隨膠粉顆粒的增大而增大，且明顯高于對應條件下的未改性瀝青；另一方面，減少了低溫存儲和損失模量，從而使瀝青膠結料在特定的溫度范圍內更具有靈活性。③該改性瀝青表現出最優的老化性能，硬化速度慢，氧化速度低，改善了疲勞和永久變形性能，具有較低的溫度敏感性和較好的抗濕損害性能。
        2.3.2 廢膠粉改性瀝青的應用。廢膠粉作為熱瀝青的添加劑用于筑路目前已有多個省市的公路有試驗路段，隨著工業的發展，黑色污染問題越來越嚴重，廢料利用越來越受到重視，膠粉改性瀝青恰能同時解決上述問題，合理利用膠粉制備性能良好的路用瀝青會逐步走向推廣和應用。
        3  結語
        除以上幾種改性瀝青外，常用的還有環氧瀝青、天然巖瀝青改性瀝青、SBR改性瀝青等，相對于普通瀝青，耐久性、防水性、高低溫穩定性、抗車轍性能等均有不同程度的提高。 
        參考文獻： 
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        [3]沈金安.論聚合物改性瀝青的發展方向[J].公路交通科技. 
        [4]張爭奇，等.改性瀝青室內及試驗路研究[J].西安公路交通大學學報.

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