寒區(qū) SEAM粒料瀝青混凝土適用性

安國(guó)棟

(滄州市高速公路管理局)

瀝青混凝土路面作為高等級(jí)公路的主要結(jié)構(gòu)形式,在交通量迅速增長(zhǎng)、車(chē)輛大型化、超載現(xiàn)象嚴(yán)重、車(chē)道渠化的今天,正面臨著越來(lái)越嚴(yán)峻的考驗(yàn),車(chē)轍嚴(yán)重、各種類(lèi)型的裂縫及發(fā)生早期損壞的情況時(shí)有發(fā)生。尤其在寒冷地區(qū),由于氣候條件惡劣,水文土質(zhì)條件不良等因素,瀝青路面早期損壞現(xiàn)象十分常見(jiàn)。

產(chǎn)生上述各類(lèi)問(wèn)題的原因是多方面的,但是有一點(diǎn)是非常重要的,那就是筑路材料性能較差的問(wèn)題。傳統(tǒng)的瀝青材料已經(jīng)很難使瀝青混凝土適應(yīng)當(dāng)前日益嚴(yán)峻的交通發(fā)展對(duì)路面性能要求的需要。

SEAM粒料就是美國(guó)近年來(lái)開(kāi)始使用的改善瀝青混合料性能的一種改性劑產(chǎn)品。美國(guó)洛克邦德公司生產(chǎn)的SEAM粒料是一種主要成分為硫,并加入了減少煙霧、氣味及硫蒸汽添加劑的硫制品。

1 摻SEAM瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性

瀝青混合料高溫穩(wěn)定性是指混合料在荷載作用下抵抗永久變形的能力,瀝青混合料在行車(chē)荷載重復(fù)作用下,會(huì)由于永久變形的積累而導(dǎo)致路表面出現(xiàn)車(chē)轍。摻 SEAM粒料的瀝青混合料在高溫時(shí)的穩(wěn)定性。從試驗(yàn)結(jié)果可知,摻SEAM粒料瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度已經(jīng)達(dá)到15000以上,要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于規(guī)范對(duì)改性瀝青混合料的要求 1400。

2 摻SEAM瀝青混合料的低溫抗裂性

為了檢驗(yàn)摻 SEAM的瀝青混合料在剛度增加的同時(shí)是否降低了低溫抗裂性能,所以對(duì)摻SEAM的瀝青混合料進(jìn)行了低溫抗裂性能試驗(yàn).試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明:摻 SEAM粒料的瀝青混合料的低溫抗裂性能不夠理想,牡丹江地區(qū)氣候分區(qū)為2-2地區(qū),因此規(guī)范要求 3000(με)的標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有達(dá)到。

3 摻SEAM瀝青混合料的水穩(wěn)定性

本研究用浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)評(píng)價(jià)摻SEAM瀝青混合料的水穩(wěn)定性。浸水馬歇爾試驗(yàn)通過(guò)浸水前后瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度比來(lái)評(píng)價(jià)瀝青混合料的水穩(wěn)定性;凍融劈裂試驗(yàn)通過(guò)凍融前后瀝青混合料的劈裂強(qiáng)度比來(lái)評(píng)價(jià)瀝青混合料的抗水穩(wěn)定性能力。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明:摻 SEAM的改性瀝青混合料浸水 48小時(shí)后的馬歇爾穩(wěn)定度不但沒(méi)有降低反而升高,而SEAM混合料的凍劈強(qiáng)度比也符合規(guī)范要求,這說(shuō)明摻SEAM粒料改性瀝青混合料具有相當(dāng)好的水穩(wěn)定性。

4 摻SEAM瀝青混合料的耐久性

我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范采用空隙率、飽和度和殘留穩(wěn)定度等指標(biāo)來(lái)表征瀝青混合料的耐久性。

5 摻SEAM瀝青混合料強(qiáng)度增長(zhǎng)規(guī)律

摻 SEAM的瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度會(huì)隨著齡期的增長(zhǎng)而增長(zhǎng),即:成型后的馬歇爾試件會(huì)隨著破型時(shí)間的早晚,表現(xiàn)出不同的穩(wěn)定度,先破型的穩(wěn)定度低,后破型的穩(wěn)定度高。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明:在大約 8d內(nèi)SEAM瀝青混合料的穩(wěn)定度隨時(shí)間增大,隨后基本不在變化。通過(guò)試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn),在馬歇爾穩(wěn)定度隨時(shí)間增大的同時(shí),試件空隙率和粒料間隙率并不發(fā)生變化。

6 修筑試驗(yàn)路

從美國(guó)購(gòu)進(jìn)的SEAM粒料在雞牡公路修筑了 200m的上面層和 200m下面層試驗(yàn)路,所用瀝青混合料配合比為雞牡公路實(shí)際使用的生產(chǎn)配合比。

7 試驗(yàn)路路況調(diào)查

2004年4月份對(duì)建成一年的 SEAM試驗(yàn)路路況進(jìn)行調(diào)查,路面整體狀況良好,無(wú)車(chē)轍、坑槽,在 200m的試驗(yàn)路上沒(méi)有縱向裂縫,而橫向裂縫僅有 5條。裂縫的長(zhǎng)度不長(zhǎng),經(jīng)分析這些橫向裂縫基本都是瀝青面層溫度收縮性裂縫。試驗(yàn)路路面平整度仍然很好,路表粗糙度很高,沒(méi)有發(fā)生泛油現(xiàn)象,說(shuō)明路面的舒適性和抗滑性能都很好。

8 SEAM瀝青混合料在適用性的分析

(1)技術(shù)性分析

通過(guò)試驗(yàn)室的研究發(fā)現(xiàn),摻SEAM粒料的瀝青混合料在符合《瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》對(duì)低溫抗裂性要求的情況下,高溫穩(wěn)定性得到了顯著的提高。試驗(yàn)路鋪筑一年后良好的路況,說(shuō)明 SEAM瀝青混合料能適應(yīng)黑龍江省“冬很冷,夏很熱”的特殊自然條件。

(2)經(jīng)濟(jì)性分析

但近年來(lái)由于煉油廠(chǎng)的燃料脫硫以及來(lái)自含硫天然氣和油砂的極高硫產(chǎn)量,目前全球硫供應(yīng)達(dá)到了歷史最高水平。

預(yù)計(jì)硫的供過(guò)于求狀態(tài)將持續(xù)十年,在這段時(shí)間內(nèi)硫的價(jià)格將持續(xù)下降,硫稀釋瀝青改性劑(SEAM)顆粒的發(fā)展大幅度推進(jìn)了硫?yàn)r青技術(shù),SEAM顆粒易于操作、易于在熱瀝青混合料中融化,SEAM中的添加劑能夠減少煙霧、氣味及硫蒸汽,增塑劑提高了硫的質(zhì)量及硫?yàn)r青的強(qiáng)度和耐久性,目前商業(yè)使用的硫?yàn)r青量非常高,機(jī)構(gòu)提供的硫?yàn)r青規(guī)格也不斷提高。

以 2004年瀝青價(jià)格 2500元/t,SEAM粒料 1500元/t為例,使用SEAM粒料代替1t瀝青將需要 2478元,所以SEAM粒料的瀝青混合料將與普通瀝青混合料價(jià)格基本相當(dāng)。

[1]公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程.中華人民共和國(guó)交通部[M].北京:人民交通出版社,2000.

[2]瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范.中華人民共和國(guó)交通部[M].北京:人民交通出版社,2004.

[3]徐培華,陳忠達(dá).路基路面試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)[M].北京:人民交通出版社,2001.