改性瀝青的應用與道路養(yǎng)護工藝的改進

王 貴 生

(山西省公路局晉中分局靈石段，山西 靈石 031300)

改性瀝青的應用與道路養(yǎng)護工藝的改進

王 貴 生

(山西省公路局晉中分局靈石段，山西 靈石 031300)

論述了改性瀝青對提高路面性能的重要性，從材料質(zhì)量與路面裂縫處理兩個角度，探討了道路養(yǎng)護工藝的改進措施，旨在提高道路的服務水平，促進交通事業(yè)的快速發(fā)展。

道路，改性瀝青，路面，養(yǎng)護工藝

眾所周知，在目前國內(nèi)外高等級道路中，瀝青混凝土路面是主要的路面結構類型。瀝青路面具有平整度優(yōu)異、行車平穩(wěn)舒適、路面反射噪聲低、抗滑構造易于形成和長期保持、日常維護保養(yǎng)較為方便，特別是路面材料能夠比較方便地回收再生利用等基本特點已為國內(nèi)外道路學術和工程管理部門所公認。統(tǒng)計結果顯示，在我國已建成通車的高等級道路中，瀝青路面所占比例高達90%以上。

雖然作為粘結劑的瀝青材料具有諸多優(yōu)異的路用性能，但在重載和大交通流的現(xiàn)代道路交通中，瀝青材料的某些自身缺陷也逐步顯現(xiàn)出來，如夏季高溫使路面在車輛重載作業(yè)下形成的車轍和推擁等塑性(永久)變形[1]、北方冬季嚴寒形成的自身開裂及道路基層(包括水泥穩(wěn)定基層)開裂對面層形成的反射性裂縫、多雨季節(jié)形成的大面積網(wǎng)裂和坑槽松散等損壞都會給路面的正常運行帶來諸多問題，同時亦是道路行車安全的嚴重隱患。有鑒于此，必須尋求提高道路性能的新的技術方案、施工工藝和筑路材料，這也是現(xiàn)代道路交通事業(yè)進步和發(fā)展的必要條件之一。

1 改性瀝青的應用對提高路面性能的重要性

在基質(zhì)瀝青中添加適當比例的改性劑(以SBS，PE和以廢舊橡膠輪胎為主要來源的橡膠粉等主要成分[2])并經(jīng)嚴格的制作工藝(基質(zhì)瀝青和改性劑分別計量加入→材料預混融脹→膠體磨高速剪切→攪拌發(fā)育→取樣性能檢測→保溫攪拌儲存?zhèn)溆?生產(chǎn)的路用改性瀝青自20世紀80年代末期以來已在我國道路工程中(包括機場跑道、軍用和民用停車場等)推廣應用且取得了良好的使用效果。

改性瀝青的整個制作和儲存過程伴隨著嚴格的材料加熱、保溫和攪拌措施，以保證其制作工藝的順利實施和良好的性能指標。以改性瀝青為粘結劑鋪筑的瀝青混凝土路面具有諸多性能優(yōu)勢，明顯提高了路面特性，特別是：

1)對高差別溫度具有優(yōu)異的耐受性能，這對我國中北部冬夏溫差較大地區(qū)提高路面特性能夠顯現(xiàn)更為突出的效果。

2)瀝青粘結能力的提高明顯提升了路面的自身強度和密實性，能夠遏制路面早期病害的產(chǎn)生，同時使得道路對上部自然落水和地下水的抵抗能力明顯提高，對于我國南方水網(wǎng)地帶和多雨地區(qū)具有突出的應用優(yōu)勢，同時亦提高了道路的承載能力和使用壽命。

3)保證路面具有良好的抗滑能力，提高了道路車輛行駛的安全性，同時明顯減少了路面因長期光照形成的紫外輻射導致的瀝青老化現(xiàn)象，對路面服務壽命的提升具有重要意義。

4)由于改性劑對油品的抗乳化性能明顯高于瀝青，因此能減少因路上車輛常常出現(xiàn)的燃油、機油等稀油泄露對路面造成的腐蝕破壞等。

2 道路養(yǎng)護工藝的改進

改性瀝青與普通瀝青相較具有很多不同的特性，這可以從其瀝青的三項路用性能指標進行揭示[1](見表1)。

表1 不同SBS摻量的改性瀝青路用指標(以國產(chǎn)90號瀝青為基質(zhì)瀝青)

應當指出的是，能否嚴格依照合理的制作工藝作業(yè)對改性瀝青的性能影響很大，但改性瀝青路用指標的明顯提升是不爭的事實。比如，SBS的摻量超過5%后，其軟化點相應超過70 ℃。以筆者所在山西省晉中地區(qū)的夏季環(huán)境溫度不超過39 ℃，瀝青路面表面溫度不超過60 ℃為例，改性瀝青的應用對于提升道路性能以適應高溫氣候?qū)β访娴挠绊?，減少和規(guī)避路面早期損壞的發(fā)生具有非常重要的意義。但道路的鋪筑和日常養(yǎng)護工藝也必須與瀝青性能的提高相適應。筆者長期從事高等級瀝青混凝土路面的養(yǎng)護作業(yè)，深感改性瀝青應用后下述作業(yè)工藝的改進對保證養(yǎng)護工程的質(zhì)量是非常必要的。

2.1 材料的質(zhì)量保證

1)作業(yè)溫度。以改性瀝青制作的瀝青混凝土材料除了合理的礦料級配及油石配比等因素外，與普通瀝青制作的瀝青混合材料的主要差異是工作溫度的不同，由于改性瀝青三項路用指標的差異，其混凝土材料的溫度在制備、運輸、攤鋪和壓實過程中應較普通瀝青制作的瀝青混凝土材料高8 ℃～10 ℃，可由表2顯示。

表2 改性瀝青混凝土材料工作溫度

表2中對改性瀝青混凝土材料的作業(yè)溫度進行了基本限定，不僅對于道路的新鋪，而且對于道路養(yǎng)護作業(yè)中的小面積修補作業(yè)也是適用的，這對于保證材料的攤鋪平整及后繼壓實工序達到規(guī)定的壓實密實度都是重要的先決條件。

2)道路養(yǎng)護必須采用改性瀝青混合料。改性瀝青及其混合料的制作成本較高，導致目前有些養(yǎng)護單位在高等級路面養(yǎng)護中使用普通瀝青混合料用于病害挖切后的充填以降低作業(yè)成本，但由于原道路面層為改性瀝青材料，其結果使路面新修補部分的強度偏低，使其極易出現(xiàn)修復后的早期損壞(如車轍、推擁和凸凹不平等表現(xiàn)形式)。

有鑒于此，以改性瀝青混合料用于高等級公路的養(yǎng)護作業(yè)是保證道路養(yǎng)護質(zhì)量、提高道路服務壽命、保持道路正常運行的必要條件之一。

3)特別注意再生材料的礦料級配。21世紀以來，隨著世界能源危機和對環(huán)境保護的重視，在路面重鋪和養(yǎng)護工程中產(chǎn)生的路面舊材料的再生利用逐步引起道路工程單位的重視。但這些舊材料絕大部分是采用機械銑刨方法取得的，雖然其外觀比較均勻，但其原有的礦料級配已產(chǎn)生了較大的改變(其他方法如人工或機械鎬挖切獲得的舊材料級配則能夠較好地保持路面原有的礦料級配指標)。如果僅僅采取簡單的加熱和攪拌工藝即用于養(yǎng)護時的填充和攤鋪，顯然難以達到路面的強度指標。因此，筆者建議應在材料再生前對舊材料的礦料級配進行必要的檢測，根據(jù)檢測結果對其礦料級配進行必要的摻配調(diào)整，力求達到材料的原始礦料級配的相應數(shù)據(jù)，保證其路用特性和強度指標，進而確保道路修復的工程質(zhì)量。

2.2 路面裂縫的處置

縱橫裂縫是瀝青路面病害的重要表現(xiàn)形式，而改性瀝青優(yōu)異的路用性能使其成為一種較為理想的補縫材料，但由于改性瀝青材料的粘度較大使其不易在較窄的路面裂縫中流動和深入。因此對于較窄的裂縫不大于5 mm應首先對其進行擴縫處理，然后以較高的壓力進行壓注，實踐證明這是保證灌縫質(zhì)量的有效舉措。在其他因素相似(如瀝青溫度、裂縫寬度和環(huán)境溫度等)的條件下，材料的灌注壓力與灌注深度成正比。如將灌注壓力提高到0.3 MPa～0.4 MPa時，SBS改性瀝青在裂縫中的灌注深度能夠提高30%～50%，從而顯著提高修補后路面的使用壽命。特別指出的是，改性瀝青混凝土路面的裂縫應當使用相應的改性瀝青材料進行灌注修補，材料的統(tǒng)一能夠使原路面和補縫材料之間形成良好的和易性和較好的結合強度，提高道路養(yǎng)護的工程質(zhì)量。

3 結語

改性瀝青在道路工程中的應用對于提高道路性能是非常重要的，但縱觀改性瀝青在我國的應用歷史尚不足30年，對于高速公路來講尚不足一個完整的使用壽命周期。因此，無論是道路新鋪施工，還是日常養(yǎng)護工程，改性瀝青的使用技術和作業(yè)工藝都必須在道路工程實踐中不斷總結、創(chuàng)新和完善。

[1] 楊林江.改性瀝青的生產(chǎn)與應用[M].北京：人民交通出版社，2001：5-6，160.

[2] 李東濱.高等級瀝青路面常見早期病害的形成和處置[J].山西建筑，2016，42(30)：145-146.

On application of modified asphalt and improvement of road maintenance craft

Wang Guisheng

(LingshiSection,JinzhongBranch,ShanxiRoadBureau,Lingshi031300,China)

The paper indicates the importance of the modified asphalt for improving the roadbed performance, and explores the improvement measures for the road maintenance craft from the material quality and roadbed crack treatment, so as to improve the service of the roads and enhance the development of the traffic.

road, modified asphalt, roadbed, maintnenace craft

1009-6825(2017)05-0182-02

2016-12-07

王貴生(1976- )，男，工程師

U418

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