改性瀝青的應(yīng)用

商城縣公路管理局 彭煜 梁世庫(kù)

改性瀝青的應(yīng)用

商城縣公路管理局 彭煜 梁世庫(kù)

與水泥混凝土路面相比，瀝青混合料路面以其優(yōu)良的性能在公路修筑中獲得了廣泛的應(yīng)用，特別是在高等級(jí)路面中瀝青混合料使用更多。從瀝青路面的發(fā)展歷史上看，改性瀝青在解決路面抗高低溫、抗滑、耐久性及大承載力等問(wèn)題上起了很大作用，改性瀝青得到了廣泛的應(yīng)用，這也是瀝青混合料發(fā)展的必然趨勢(shì)。

一、改性瀝青應(yīng)用的意義

普通道路石油瀝青，由于原油成分及煉制工藝等原因，其含蠟量較高，導(dǎo)致其具有溫度敏感性強(qiáng)，與石料的粘附性差，低溫延度小等缺點(diǎn)。用其鋪筑的瀝青路面，夏季較軟，易出現(xiàn)明顯車轍壅包等病害；冬季較脆，易出現(xiàn)低溫開裂等病害；混合料的抗疲勞性能，抗老化性能較差。同時(shí)，由于經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，普通瀝青混合料已不能滿足高等級(jí)道路和特殊地區(qū)的重交通，大軸載，快速安全運(yùn)輸?shù)男枰?/p>

瀝青路面中的瀝青材料主要是煤瀝青和用進(jìn)口原油提煉的石油瀝青，后來(lái)國(guó)內(nèi)開展了瀝青中摻丁苯，氯丁橡膠，廢輪胎粉等改性瀝青和摻金屬皂等改善混合料性能的研究試驗(yàn)工作，取得了成功的經(jīng)驗(yàn)，隨著現(xiàn)場(chǎng)改性技術(shù)的引入，對(duì)改性瀝青的推廣應(yīng)用起到了促進(jìn)作用，使改性瀝青從研究試驗(yàn)逐步發(fā)展到生產(chǎn)應(yīng)用。生產(chǎn)施工工藝在聚合物改性瀝青的大規(guī)模應(yīng)用中起到了關(guān)鍵性的作用。無(wú)論是聚合物改性，物理改性還是采用不同的瀝青加工工藝都會(huì)增加較大的工程成本，在國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)地區(qū)的應(yīng)用會(huì)受到一定的制約。

目前瀝青改性劑的加工工藝是面向工程應(yīng)用的，在瀝青集料改性劑確定的情況下，找出合適的級(jí)配，最佳瀝青用量和改性劑用量以滿足實(shí)際工程的要求。我國(guó)研究改性瀝青已有多年的歷史，也取得了豐富的成果。

二、改性瀝青應(yīng)用的現(xiàn)狀

由于普通瀝青已不能適應(yīng)現(xiàn)代化路面的要求，性能良好的改性瀝青必將在高等級(jí)路面中起到越來(lái)越重要的作用。研究表明，SBS改性的優(yōu)越性突出表現(xiàn)在具有雙向改性作用，也就是使瀝青軟化點(diǎn)大幅度提高的同時(shí)，又使低溫延度明顯增加，感溫性得到很大改善，而且彈性、恢復(fù)率特別大。所以理論上能極大地提高瀝青混合料的整體性能。并且，根據(jù)改性瀝青混合料的試驗(yàn)，車轍試驗(yàn)的動(dòng)穩(wěn)定度，凍融劈裂試驗(yàn)等指標(biāo)也得出了SBS能大幅度提高瀝青混合料性能的結(jié)果由于SBS改性瀝青體現(xiàn)出其他改性劑無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)，在將來(lái)較長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)國(guó)內(nèi)改性瀝青的發(fā)展方向應(yīng)該以SBS作為主要方向。尤其是現(xiàn)在，SBS的價(jià)格比以前有了大幅度的降低，技術(shù)也已經(jīng)成熟，非常有利于在國(guó)內(nèi)廣泛推廣應(yīng)用。SBS雖然與已有的改性劑相比具有較大的優(yōu)勢(shì)，但隨著研究的深入，必將會(huì)發(fā)現(xiàn)性能更好的改性劑。

有物理改性作用的廢橡膠粉的應(yīng)用將有更大的發(fā)展空間，經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展是任何事物發(fā)展的必要條件，改性瀝青的發(fā)展也不例外。廢橡膠粉是廢舊輪胎加工而成的細(xì)顆粒，它的使用是減少這類污染，變廢為寶的有效方法。雖然廢橡膠粉的改性作用至今還不是很明顯，但對(duì)其進(jìn)行長(zhǎng)期的研究將有重大的戰(zhàn)略意義。

改性瀝青混合料的設(shè)計(jì)和普通瀝青混合料的設(shè)計(jì)一樣，主要是通過(guò)試驗(yàn)過(guò)程與設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)來(lái)完成的。由于試驗(yàn)條件及試驗(yàn)手段的限制，使得設(shè)計(jì)并不能達(dá)到理想的效果，比如在配合比設(shè)計(jì)中篩分試驗(yàn)，密度試驗(yàn)中人為因素較大；擊實(shí)過(guò)程中的溫度控制等等都會(huì)較大的影響設(shè)計(jì)的結(jié)果。因此，研究水平的提高依賴于更先進(jìn)的試驗(yàn)手段和更完善的試驗(yàn)理論。除了試驗(yàn)的準(zhǔn)確性問(wèn)題外，整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程還處于一種經(jīng)驗(yàn)半經(jīng)驗(yàn)狀態(tài)，像設(shè)計(jì)過(guò)程中最重要的級(jí)配曲線設(shè)計(jì)很大程度上要依靠設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定，根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件調(diào)整最佳瀝青含量更是如此。由于在實(shí)際應(yīng)用中的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)都是據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)確定的，因此不一定能適應(yīng)現(xiàn)在的實(shí)際情況。統(tǒng)一的設(shè)計(jì)觀點(diǎn)認(rèn)為瀝青混合料的設(shè)計(jì)要由經(jīng)驗(yàn)向力學(xué)理論計(jì)算的方向發(fā)展。

研究適合于改性瀝青混合料的新型路面結(jié)構(gòu)形式，獲得最佳的整體效果，也是改性瀝青混合料設(shè)計(jì)的一個(gè)重要方面。現(xiàn)在的路面結(jié)構(gòu)形式主要有SMA，OGFC，SUPER等，SMA結(jié)構(gòu)形式已在工程應(yīng)用中獲得廣泛應(yīng)用，也取得了較好的效果。我國(guó)改性瀝青的研究與應(yīng)用尚處于初級(jí)階段。在改性瀝青的研究中，已經(jīng)取得許多寶貴的經(jīng)驗(yàn)，在推廣中也取得了許多重要的成果。不斷降低科研和應(yīng)用成本，獲得最優(yōu)的性能價(jià)格比，注意環(huán)保與節(jié)能及可持續(xù)發(fā)展，是改性瀝青研究與廣泛推廣應(yīng)用的基本要素。及時(shí)掌握信息，認(rèn)真學(xué)習(xí)國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)資源共享。進(jìn)行系統(tǒng)性的合作研究是加快改性瀝青研究與廣泛推廣應(yīng)用的有效途徑。