論D-II改性瀝青在高速公路中的應(yīng)用

馬李波

（山西路橋第二工程有限公司，山西 臨汾 041051）

D-II型瀝青砼抗車轍添加劑是北京厚德交通科技有限公司在借鑒國(guó)外同類產(chǎn)品先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，自主研發(fā)推出的第二代瀝青道路抗車轍產(chǎn)品。與第一代產(chǎn)品相比，性能有了更大的提高。D-II為圓柱形顆粒狀黑色固體，它們是由多種聚合物復(fù)合組成的改性劑，通過(guò)對(duì)集礦料表面的增黏、加筋、填充以及瀝青改性、彈性恢復(fù)等多重作用，可以大大提高瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性、低溫抗裂性及抗疲勞性等性能，能夠有效地改善瀝青混合料的技術(shù)性能和指標(biāo)。

從我國(guó)自20世紀(jì)70年代開(kāi)始瀝青混合料用于修筑路面已有很長(zhǎng)的時(shí)間，但因國(guó)產(chǎn)瀝青的化學(xué)組分中含蠟量高，造成其溫度穩(wěn)定性能差，且在自然因素的作用下易產(chǎn)生老化、抗車轍性能低等，這些缺點(diǎn)一直困擾著科研工作者。隨著我國(guó)高等級(jí)公路建設(shè)的大力發(fā)展，改性瀝青因其具有良好的柔性路用性能、噪音小、便于養(yǎng)護(hù)維修，而得到廣泛的應(yīng)用。D-II改性瀝青是在基質(zhì)瀝青中摻加0.0.5%~3%的D-II改性劑，再經(jīng)過(guò)工藝加工制備而成。它主要能改善瀝青路面的抗車轍能力，全面提高和改善國(guó)產(chǎn)瀝青的質(zhì)量，對(duì)于各類中性或酸性骨料都能適用，能大幅度降低路面的工程造價(jià)，解決料源緊張產(chǎn)地的供料問(wèn)題。

1 D-II改性劑的性能

D-II產(chǎn)品為纖維聚合物，大大提高了瀝青砼路面的抗車轍能力，有效改善了其低溫抗裂性能，同時(shí)也減少荷載所造成的路面疲勞損壞，提高瀝青了混合料的抗彎拉等力學(xué)性能，增強(qiáng)瀝青與集料的黏附力，減輕路面剝落病害。大量實(shí)驗(yàn)證明，該產(chǎn)品性能穩(wěn)定，便于施工使用和操作。D-II改性劑既具有橡膠的彈性，又具有樹(shù)脂的熱塑性，因此具有彈性好、抗拉強(qiáng)度高、低溫變形性能等優(yōu)點(diǎn)，能夠提高瀝青混合料砼的高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性。

多年來(lái)，該技術(shù)被使用于歐洲多國(guó)的高等級(jí)公路上，近年來(lái)才被引入中國(guó)，并針對(duì)中國(guó)的道路特點(diǎn)進(jìn)行改良以后，被用在很多高等級(jí)公路和高速公路項(xiàng)目以及國(guó)道上，大幅度提高了公路的質(zhì)量，而且通過(guò)替代效應(yīng)顯著降低了公路建設(shè)的成本，是一種性價(jià)比非常高的瀝青混凝土添加劑。

2 D-Ⅱ的改性原理

D-Ⅱ具有優(yōu)越的結(jié)合能力是由于添加劑中的聚合物的特殊結(jié)構(gòu)，以及添加劑由單個(gè)D-Ⅱ微粒構(gòu)成的空腔狀微粒群良好的表面性來(lái)實(shí)現(xiàn)的。它通過(guò)在粗細(xì)骨料表面層增加黏性、加筋、顆粒之間空隙填充及瀝青性能的改善等途徑，來(lái)提高瀝青混合料綜合技術(shù)性能。

當(dāng)加熱的骨料與D-Ⅱ充分拌合，熔化的D-Ⅱ在熱骨料表面形成一層改性添加劑膜，當(dāng)加入瀝青和礦粉充分?jǐn)嚢杈鶆蚝螅男蕴砑觿┠づc瀝青膜形成過(guò)渡層，再運(yùn)至工地經(jīng)過(guò)攤鋪碾壓，直到瀝青凝固之前，在瀝青混合料中一直存在一個(gè)持續(xù)穩(wěn)定的分散過(guò)程。路面成型后，高分子聚合物在瀝青中以極為離散的狀態(tài)凝固，形成一種高強(qiáng)度的固化結(jié)構(gòu)，同時(shí)也增強(qiáng)了瀝青的彈性，提高了瀝青材料的軟化點(diǎn)，降低了其對(duì)溫度的敏感性。瀝青與骨料的黏附性得到提高，使瀝青路面滲水性能大幅降低，從而提高了路面的抗水損害能力。所有的作用原理的總和，使制備出的瀝青砼在高溫條件下的強(qiáng)度會(huì)有大幅度提高，在低溫氣候中其抗裂能力也會(huì)大幅度增強(qiáng)，會(huì)使所鋪設(shè)的普通公路以及高速公路的使用壽命大幅延長(zhǎng)。

3 改性瀝青在路面工程中應(yīng)用

HD-I型改性瀝青以其高溫穩(wěn)定性好、耐久性突出的特點(diǎn)，近幾年已經(jīng)廣泛應(yīng)用于高等級(jí)公路中。2012年7月山西路橋第二工程有限公司和山西省交通科學(xué)研究院道路所合作使用D-II型改性瀝青在山西長(zhǎng)平高速公路LM5合同段路面施工中應(yīng)用結(jié)果表明效果比較明顯，現(xiàn)介紹如下。

這次應(yīng)用的D-II型改性瀝青與普通瀝青砼相比，其溫度工藝條件大不相同?；旌狭霞訙貢r(shí)采用了170~180℃的溫度拌和，采用AC-20型改性瀝青混合料，油石比為4.4%，熱料倉(cāng)比例：11~22∶6~11∶0~3，礦粉：31∶22∶12∶5，瀝青為山東中海 70#。輪壓成型溫度為160~165℃，攤鋪溫度不小于140℃（若溫度小于140℃易產(chǎn)生推移現(xiàn)象），攤鋪速度為1.5m/min。拌和和攤鋪都有計(jì)算機(jī)控制，可以準(zhǔn)確地按設(shè)計(jì)溫度、級(jí)配、拌和質(zhì)量和攤鋪質(zhì)量進(jìn)行。用TR332浸水輪跡試驗(yàn)儀檢驗(yàn)結(jié)果：瀝青混合料車轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度滿足“關(guān)于長(zhǎng)平高速公路瀝青混合料配合比用D-II型摻量的通知”上面層瀝青混合料動(dòng)穩(wěn)定度的技術(shù)要求。試驗(yàn)結(jié)果詳見(jiàn)表1。

表1 瀝青混合料車轍檢驗(yàn)報(bào)告

3.1 施工要求

抗車轍劑的施工工藝方便簡(jiǎn)單，可在瀝青混合料拌和過(guò)程中直接加入進(jìn)行拌合：①當(dāng)集料預(yù)先加熱到170～180℃時(shí)，再把添加劑直接投入拌和鍋內(nèi)進(jìn)行拌和。②集料中加入瀝青后繼續(xù)拌和，拌和時(shí)間可延長(zhǎng)2～3 s。③混合料的質(zhì)量控制和儲(chǔ)存運(yùn)輸與常規(guī)的混合料相同。

3.2 施工注意事項(xiàng)

①路面施工溫度≮10℃，混合料攤鋪溫度≮5℃，避開(kāi)風(fēng)天施工。②試驗(yàn)證明，混合料運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)的溫度不小于160℃，攤鋪溫度不小于140℃，否則易出現(xiàn)推裂。③碾壓初壓溫度不小于150℃。④終壓溫度控制在110～120℃。具體在施工時(shí)，應(yīng)根據(jù)原料的差異和各方面環(huán)境的不同對(duì)施工工藝進(jìn)行適當(dāng)微調(diào)，以求達(dá)到最優(yōu)性能。

3.3 機(jī)器投料以及保管要求

①投料機(jī)應(yīng)選擇放在安全且不能有砂石掉落的位置。砂石掉落會(huì)造成機(jī)器故障。②為保證上料安全、準(zhǔn)確，需在選定的標(biāo)準(zhǔn)位置（拌料倉(cāng)側(cè)面）焊接投料口，和投料管連接。③必須保證料的干燥，潮濕的料會(huì)黏附并堵塞投料管道，并影響計(jì)量。④為保證投料機(jī)正常順暢工作，建議由專人負(fù)責(zé)。⑤下雨時(shí)，要將投料設(shè)備加料口關(guān)閉，并對(duì)材料以及投料機(jī)進(jìn)行覆蓋。