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高速公路工程中改性瀝青的應用

作者: 時(shí)間:2023-10-24 瀏覽次數:252 ?【字體:    


隨著(zhù)交通事業(yè)的蓬勃發(fā)展,交通流量快速增長(cháng), 改性瀝青在高速公路的應用也越來(lái)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(lái)的優(yōu)良的路用性能已經(jīng)受到了人們的認可和重視,本文通過(guò)分析不同種類(lèi)改性瀝青的性能、使用環(huán)境、生產(chǎn)效率等,為改性瀝青在高速公路的應用提供有價(jià)值的參考。

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(guò)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(jīng)很高,提高溫度后致使瀝青老化現象加劇。

1.2 加工生產(chǎn)改性瀝青需要專(zhuān)門(mén)的機械設備,導致增加使用難度,并提高了相應費用。

1.3 進(jìn)口改性瀝青價(jià)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(chǎn)還是國外進(jìn)口的改性瀝青,一旦存放過(guò)久,都存在離析或結團現象。

2 幾種常見(jiàn)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(zhì)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(diǎn)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(shù)規范》中關(guān)于熱拌瀝青混合料配合比設計的目標配合比、生產(chǎn)配合比及試拌試鋪的三個(gè)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(jìn)行設計,級配選擇原則:AC-13I型混合料2.36mm以下篩孔通過(guò)量應取級配下限以達到密實(shí)、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(guò)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(shù)要求。SBS瀝青在生產(chǎn)工廠(chǎng)裝車(chē)溫度必須保持在160℃以上,運到混合料拌合場(chǎng)的溫度不應低于140℃,運輸車(chē)輛須在24小時(shí)內運到指定地點(diǎn),并及時(shí)把瀝青泵送到瀝青儲存罐中。

②瀝青拌合場(chǎng)儲存的技術(shù)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(guò)大,從而導致瀝青罐的管路堵塞,最后只能停產(chǎn)修理。瀝青熱拌廠(chǎng)應盡量少儲存SBS瀝青,做到隨進(jìn)隨用,用時(shí)多存,不用時(shí)少存,存貯時(shí)間不宜超過(guò)24h. 當一天的施工任務(wù)完成后,應盡量用完儲存罐中的瀝青,或者給瀝青罐加滿(mǎn)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(chǎng)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(shí)攪拌一次,攪拌時(shí)間每次20分鐘。

③壓實(shí)工藝技術(shù)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(gè)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(gè)輪回;如發(fā)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(diǎn)。MAC改性瀝青有較好的耐老化性能,通過(guò)化學(xué)改性,有較好的穩定性,在常溫下存放半年不離析,無(wú)需加任何穩定劑,不含硫,對人體無(wú)害,是一種環(huán)保型產(chǎn)品。MAC還具有較好的抗車(chē)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(fā)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(jīng)取芯試驗,混合料密實(shí)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(wǎng)改造和養護工程,使用時(shí)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(diǎn)。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(chē)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(kāi)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(xiàn)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(yōu)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(gè)省市的公路有試驗路段,隨著(zhù)工業(yè)的發(fā)展,黑色污染問(wèn)題越來(lái)越嚴重,廢料利用越來(lái)越受到重視,膠粉改性瀝青恰能同時(shí)解決上述問(wèn)題,合理利用膠粉制備性能良好的路用瀝青會(huì )逐步走向推廣和應用。

3 結語(yǔ)

除以上幾種改性瀝青外,常用的還有環(huán)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(chē)轍性能等均有不同程度的提高。



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