公路工程建設(shè)與改性瀝青材料使用

鄭茹昌

1 改性瀝青材料的特點(diǎn)

1.1 抗水損害能力以及粘結(jié)力

在公路工程的實(shí)際應(yīng)用方面，使用改性瀝青材料能夠使公路路面的空隙率提升，進(jìn)而讓路面的積水可以及時(shí)地排出，防止車輛在路面行駛過(guò)程中出現(xiàn)積水亂濺，以及車輛打飄的情況。另外將改性瀝青材料應(yīng)用到公路工程中，能夠在很大程度上避免車輛荷載給公路路面帶來(lái)的損傷，延長(zhǎng)公路路面的使用年限。

1.2 環(huán)保節(jié)能

目前由于有些地區(qū)的公路路面的復(fù)雜性，在一些瀝青混合料中，加入一些天然的瀝青，同時(shí)進(jìn)行抗鹽蝕試驗(yàn)，確保混合料不會(huì)受到鹽水的影響。另外就是利用廢棄的瀝青制成綠色環(huán)保的材料在整個(gè)用料中占到10%左右。而且隨著養(yǎng)護(hù)任務(wù)的不斷加大，比例還會(huì)加劇。譬如使用廢舊的輪胎等廢塑料作為改性劑，這樣不但可以充分地利用廢棄原料，同時(shí)提升了路面的質(zhì)量。

1.3 其他方面

充分地利用改性瀝青材料可以使公路路面老化的速度減緩，尤其是太陽(yáng)光紫外線導(dǎo)致的路面老化，同時(shí)還可以減低車輛的噪聲分貝，減少噪聲污染。另外改性瀝青材料擁有極佳的高溫穩(wěn)定性，以及低溫控制能力。由于受到車輛的碾壓，以及自然因素的影響，大多數(shù)公路路面可能會(huì)發(fā)生路面裂縫，以及開(kāi)裂等一些情況，但是使用改性瀝青就可以有效地?cái)U(kuò)大出現(xiàn)損傷溫度的范圍，讓軟化點(diǎn)的溫度提升。

2 改性瀝青施工的要點(diǎn)

2.1 施工前的準(zhǔn)備

在施工開(kāi)始前，首先必須做好材料的準(zhǔn)備工作，以及材料的質(zhì)量檢測(cè)，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，嚴(yán)格做好原材料進(jìn)場(chǎng)前的驗(yàn)收工作，杜絕不達(dá)標(biāo)的材料進(jìn)入生產(chǎn)及施工現(xiàn)場(chǎng)，保證原材料的整體質(zhì)量。其次是施工設(shè)備，在改性瀝青施工過(guò)程中，因?yàn)橐玫綌?shù)量非常多的設(shè)備，譬如瀝青混合料拌和設(shè)備，以及碾壓設(shè)備等一些重要的機(jī)器設(shè)備。在施工之前，應(yīng)該充分地做好不同機(jī)器設(shè)備的安裝、調(diào)試工作，防止在實(shí)際施工過(guò)程中出現(xiàn)設(shè)備故障問(wèn)題，從而影響公路工程的整體質(zhì)量和施工工期。

2.2 運(yùn)輸

運(yùn)輸在改性瀝青施工過(guò)程中處于非常重要的地位，這個(gè)環(huán)節(jié)在很大程度上會(huì)影響改性瀝青的質(zhì)量，所以應(yīng)該嚴(yán)格把關(guān)。運(yùn)輸車輛必須最大限度地選擇帶有自卸性能的，數(shù)量必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)攤鋪設(shè)備的數(shù)量，以及其他方面的因素進(jìn)行確認(rèn)，從而保證原料車或攪拌車輛均保持穩(wěn)定的秩序行駛。運(yùn)料車在進(jìn)行裝料過(guò)程中，必須使用前后移動(dòng)的方法來(lái)減少粗細(xì)料出現(xiàn)離析的情形，運(yùn)輸車上必須安排專門的防雨設(shè)備，避免在下雨時(shí)雨水對(duì)混合料的性能造成的不利影響和損失。

2.3 攤鋪施工

一般情況下，改性瀝青混合料的攤鋪都是使用攤鋪機(jī)完成的。攤鋪機(jī)的型號(hào)可以按照公路工程的實(shí)際情況酌情考慮。攤鋪開(kāi)始前，在施工現(xiàn)場(chǎng)的卸料車最好不少于6輛，其目的在于避免在攤鋪過(guò)程中，由于混合料供應(yīng)不足導(dǎo)致攤鋪出現(xiàn)間斷的情形。在攤鋪過(guò)程中，必須在熨平板前的瀝青混合料攪拌均勻后，才能夠逐漸緩慢運(yùn)行。同時(shí)必須及時(shí)地關(guān)閉夯錘，只有等到墊木取出后，再開(kāi)啟夯錘。

2.4 壓實(shí)施工

改性瀝青的壓實(shí)在施工流程中處于絕對(duì)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，這也是保證施工質(zhì)量的重要因素。所以必須對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的控制。壓實(shí)過(guò)程一般都是由壓路機(jī)操作完成的，壓路機(jī)的具體數(shù)量，類型等必須按照實(shí)際工程中路面的厚度、寬度等相關(guān)因素確認(rèn)。另外還需要特別注意的是，初壓和復(fù)壓應(yīng)該使用類似型號(hào)的壓路機(jī)，最好不要使用首尾相接排列方式進(jìn)行壓實(shí)。3.5接縫施工作為施工中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，接縫施工盡量使用一臺(tái)攤鋪機(jī)進(jìn)行作業(yè)，在攤鋪完成之后，進(jìn)行人工整平，最后進(jìn)行碾壓固實(shí)。

3 改性瀝青技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展方向

3.1 改性瀝青技術(shù)創(chuàng)新

（1）復(fù)合改性瀝青。有針對(duì)性地添加多種改性劑，對(duì)瀝青進(jìn)行復(fù)合改性，能彌補(bǔ)單一改性劑瀝青存在的一些不足，例如利用丁苯膠和乙烯-醋酸乙烯共聚物進(jìn)行復(fù)合改性，其較低溫度下的延度有所提高，并且軟化點(diǎn)的提升與摻加劑的摻量成正比。目前，SBR/PE，SBS/SBR的復(fù)合改性應(yīng)用也較多。

（2）MAC改性瀝青材料。在整體的性能方面，MAC的改性瀝青材料比常規(guī)的改性瀝青材料效果更佳。MAC改性瀝青材料的穩(wěn)定性非常強(qiáng)，通常在儲(chǔ)存半年左右也基本上很難發(fā)生離析情況，而且不需要加入一些其他的穩(wěn)定劑。因?yàn)镸AC改性瀝青材料中沒(méi)有帶一些有毒物質(zhì)，相比較而言，非常安全、健康、環(huán)保。MAC改性瀝青材料還具有非常高的粘度，即便處于高溫狀態(tài)下，車輛在行駛過(guò)程中也很少出現(xiàn)車轍。 譬如MAC改性瀝青材料在某地區(qū)用作舊路罩面工程，經(jīng)2～3年的通車運(yùn)行，路面依然保持著密實(shí)和平整，無(wú)車轍、泛油、松散和網(wǎng)裂等現(xiàn)象，其抗滑和抗車轍指標(biāo)均較好。不僅克服了傳統(tǒng)普通瀝青罩面不能有效根治反射裂縫而造成的浪費(fèi)和道路服務(wù)水平的降低，而且取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

（3）廢舊材料改性瀝青。通常情況下，廢膠粉改性瀝青材料具有穩(wěn)定性較強(qiáng)，抗低溫性能較好，硬化速度較為緩慢，負(fù)荷承載能力較強(qiáng)等方面的優(yōu)勢(shì)。在公路工程中使用廢膠粉改性瀝青材料，可以提升公路的抗壓能力，進(jìn)而延長(zhǎng)公路的使用年限。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，我國(guó)也在不斷倡導(dǎo)對(duì)可再生資源的利用，廢料的循環(huán)再利用也逐漸被大家所重視。而廢膠粉改性瀝青在公路工程中的應(yīng)用也給廢膠粉改性瀝青的實(shí)踐使用搭建了一個(gè)良好的平臺(tái)。廢膠粉改性瀝青材料的普遍應(yīng)用，不但可以強(qiáng)化公路自身的抗耐性，還可以在一定程度上在環(huán)境污染問(wèn)題的解決方面做出貢獻(xiàn)。

（4）納米改性瀝青。納米材料具有表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)等優(yōu)良性能，通過(guò)在基質(zhì)瀝青中摻加納米材料，或者將納米材料與SBS復(fù)合形成新型改性劑，并使用電子顯微鏡、紅外光譜等現(xiàn)代技術(shù)對(duì)納米材料改性瀝青進(jìn)行深入研究。Eidt等對(duì)聚合物-層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料進(jìn)行了大量的試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)它可以對(duì)瀝青及瀝青混合料起到增強(qiáng)、增韌的作用，同時(shí)可以提高瀝青材料的高溫性能、阻隔性能及尺寸穩(wěn)定性。

3.2 發(fā)展方向

（1）發(fā)展新型的改性劑。如今現(xiàn)有單品種的改性劑研發(fā)已經(jīng)不能滿足未來(lái)公路發(fā)展的要求，而相對(duì)價(jià)格較低的復(fù)合改性瀝青及新型改性劑改性瀝青將大量運(yùn)用。目前我國(guó)已經(jīng)研發(fā)出多種新型的改性劑，如納米材料改性劑、有機(jī)硅改性劑等。大力發(fā)展納米技術(shù)下的改性瀝青研究，并通過(guò)電子顯微鏡、原子力顯微鏡等現(xiàn)代技術(shù)深入研究其改性機(jī)理，將對(duì)公路行業(yè)的建設(shè)起到極大的推動(dòng)作用。同時(shí)，采用物理方法改性瀝青，如廢舊橡膠粉、廢塑料等具有明顯的環(huán)保價(jià)值及經(jīng)濟(jì)效益材料的使用對(duì)環(huán)保建設(shè)也有著極大的推動(dòng)作用。

（2）使用助劑并改進(jìn)生產(chǎn)工藝。在改性瀝青生產(chǎn)過(guò)程中使用多種助劑，能夠提高瀝青的高溫溫度性、低溫抗裂性和易儲(chǔ)存性，并能有效改善瀝青性能。因此研發(fā)新型設(shè)備，科學(xué)組織生產(chǎn)，改進(jìn)生產(chǎn)工藝也是今后的發(fā)展方向之一。

（3）完善改性瀝青的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)體系。參考國(guó)外先進(jìn)改性瀝青標(biāo)準(zhǔn)及方法，結(jié)合國(guó)內(nèi)實(shí)際情況，有針對(duì)性地開(kāi)發(fā)一套改性瀝青的試驗(yàn)方法及改性指標(biāo)，形成適應(yīng)于我國(guó)實(shí)際情況的改性瀝青標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范。

（4）研究新型路面結(jié)構(gòu)。如今，在瀝青瑪蹄脂碎石SMA中摻加改性瀝青技術(shù)已經(jīng)得到了極大的推廣和應(yīng)用。從路面結(jié)構(gòu)方面入手，研究適應(yīng)于改性瀝青的新型瀝青路面結(jié)構(gòu)，將成為今后發(fā)展的一個(gè)重要課題。

4 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段，我國(guó)在改性瀝青用于公路工程的研究與應(yīng)用方面，已經(jīng)取得大量的寶貴經(jīng)驗(yàn)和豐碩成果，但總的來(lái)說(shuō)仍處于初步階段。隨著我國(guó)公路及城市道路的發(fā)展，原有道路瀝青已不能滿足高質(zhì)量與多功能的需求，而改性瀝青的生產(chǎn)和應(yīng)用仍有許多問(wèn)題需要研究解決。這就要求合理開(kāi)發(fā)和研制各種經(jīng)濟(jì)適用的新型改性瀝青，建立健全成套的科學(xué)合理的改性瀝青產(chǎn)品評(píng)價(jià)體系，這也是今后公路建設(shè)和發(fā)展的一個(gè)重大方向。