重大活動(dòng)保障工程瀝青改性技術(shù)對(duì)比分析

王浩 孫雨 趙京 陳浩男

1.北京路新瀝青混凝土有限公司 北京 102209

2.北京市政路橋建材集團(tuán)有限公司 北京 100176

瀝青混合料是應(yīng)用非常廣泛的路面材料，其具有舒適的行車(chē)性能、連續(xù)性好、抗震性強(qiáng)和優(yōu)良的路用性能，維修養(yǎng)護(hù)也十分方便。在重點(diǎn)工程中，普通的瀝青混合料并不能滿(mǎn)足交通量的需求，因此SMA瀝青馬蹄脂碎石混合料被廣泛采用。相比于普通的道路石油瀝青，SMA瀝青馬蹄脂碎石混合料中道路石油瀝青改性劑的應(yīng)用可以提高其抗車(chē)轍性能、增加路面的彈性、減少噪聲污染并增加道路使用壽命[1-2]。

本研究針對(duì)使用天然瀝青與SBS復(fù)合改性、抗車(chē)轍劑與SBS復(fù)合改性及單獨(dú)使用SBS改性的SMA瀝青馬蹄脂碎石混合料進(jìn)行了研究，通過(guò)高溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性的相關(guān)試驗(yàn)，比較了不同改性方式對(duì)瀝青混合料性能提升的指標(biāo)。最終，根據(jù)重大活動(dòng)保障工程的表面層瀝青混合料選取提出了相關(guān)建議。

1 材料指標(biāo)與配合比設(shè)計(jì)

依據(jù)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》JTG F40-2004中規(guī)定的SMA混合料配合比設(shè)計(jì)方法，針對(duì)巖瀝青復(fù)合改性瀝青及湖瀝青復(fù)合改性瀝青的配合比設(shè)計(jì)應(yīng)考慮其含有的礦物質(zhì)，其中巖瀝青復(fù)合改性瀝青添加量固定位混合料重量的4%，而湖瀝青復(fù)合改性瀝青摻加量為湖瀝青：SBS改性瀝青=25:75，抗車(chē)轍劑外摻的摻加量為瀝青混合料重量的6‰，纖維摻加量統(tǒng)一定為瀝青混合料質(zhì)量的3‰[3]。具體各種原材料檢測(cè)指標(biāo)如下：

1.1 SBS改性瀝青試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1

1.2 巖瀝青試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2

表2 巖瀝青檢測(cè)結(jié)果

1.3 湖瀝青檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3

表3 湖瀝青檢測(cè)結(jié)果

1.4 湖瀝青復(fù)合改性瀝青試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4

表4 湖瀝青復(fù)合改性瀝青試驗(yàn)結(jié)果a

1.5 其他原材料試驗(yàn)結(jié)果

玄武巖集料、加工磨細(xì)的石灰?guī)r礦粉和國(guó)產(chǎn)的松散木質(zhì)素纖維被采用，經(jīng)檢測(cè)結(jié)果表明，集料、礦粉及纖維的技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到了我國(guó)現(xiàn)行公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范的要求。

1.6 礦料合成級(jí)配

混合料礦料合成級(jí)配見(jiàn)表5，其中抗車(chē)轍復(fù)合改性瀝青混合料級(jí)配與SBS改性瀝青級(jí)配相同。幾種瀝青混合料的最佳油石比均為6.0%。

表5 合成級(jí)配

表6 瀝青混合料動(dòng)穩(wěn)定度試驗(yàn)結(jié)果

表7 各改性方式瀝青混合料的水穩(wěn)定性

表8 瀝青混合料低溫彎曲破壞應(yīng)變?cè)囼?yàn)結(jié)果

2 瀝青混合料的路用性能研究

2.1 高溫性能比較

車(chē)轍是瀝青混凝土路面的主要破壞型式，其主要成因是由于夏季高溫由于行車(chē)的起動(dòng)和制動(dòng)、加速和減速以及車(chē)輛重復(fù)荷載下路面發(fā)生的累積變形。依據(jù)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTG E20-2011）中規(guī)定的試驗(yàn)方法，對(duì)四種瀝青混合料進(jìn)行車(chē)轍試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表。由表可見(jiàn)，高溫性能四種瀝青混合料如下排列：抗車(chē)轍劑+SBS改性瀝青混合料＞湖瀝青復(fù)合改性瀝青混合料＞SBS改性瀝青混合料＞巖瀝青復(fù)合改性瀝青混合料[4]。結(jié)果表明，在SBS改性瀝青SMA中加入湖瀝青或抗車(chē)轍劑，可以提高瀝青混合料的高溫性能。

2.2 水穩(wěn)定性比較

依據(jù)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTJ E20-2011）對(duì)兩種瀝青混合料進(jìn)行浸水馬歇爾試驗(yàn)和真空飽水凍融后劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表。由表可知，各類(lèi)型瀝青混合料水穩(wěn)定性均滿(mǎn)足規(guī)范要求。結(jié)果表明，各種添加劑對(duì)瀝青混合料的水穩(wěn)定性影響不大。

2.3 低溫穩(wěn)定性比較

依據(jù)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTG E20-2011）采用 MTS 試驗(yàn)機(jī)對(duì)瀝青混合料進(jìn)行小梁試驗(yàn)。在溫度-10℃、加荷速率50mm／min下測(cè)得四種瀝青混合料的彎曲應(yīng)變和彎拉強(qiáng)度見(jiàn)表。由表可見(jiàn)，低溫性能四種瀝青混合料如下排列：湖瀝青復(fù)合改性瀝青混合料＞SBS改性瀝青混合料＞抗車(chē)轍劑+SBS改性瀝青混合料＞巖瀝青復(fù)合改性瀝青混合料。由結(jié)果可知，湖瀝青的添加可以提高瀝青混合料的低溫性能，而巖瀝青和抗車(chē)轍劑的添加，對(duì)瀝青混合料的低溫性能有較小的不利影響[5]。

3 結(jié)論

（1）通過(guò)對(duì)四種瀝青混合料高溫性能進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明，在SBS改性瀝青SMA中加入湖瀝青或抗車(chē)轍劑，可以提高瀝青混合料的高溫性能。

（2）通過(guò)對(duì)四種瀝青混合料水穩(wěn)定性進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明結(jié)果表明，各種添加劑對(duì)瀝青混合料的水穩(wěn)定性影響不大。

（3）通過(guò)對(duì)四種瀝青混合料低溫穩(wěn)定性進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明湖瀝青的添加可以提高瀝青混合料的低溫性能，而巖瀝青和抗車(chē)轍劑的添加，對(duì)瀝青混合料的低溫性能有較小的不利影響。

（4）湖瀝青復(fù)合改性瀝青混合料常用于重載交通，如長(zhǎng)安街、三環(huán)路、京通快速路、機(jī)場(chǎng)高速等工程；巖瀝青復(fù)合改性瀝青混合料常在京良路等城市快速路中使用；抗車(chē)轍復(fù)合改性瀝青混合料常應(yīng)用于城際環(huán)路的公交車(chē)道、高速公路的外側(cè)車(chē)道等用于改善路面的抗車(chē)轍效果；而普通SBS改性瀝青混合料應(yīng)用場(chǎng)景廣泛，在各重大活動(dòng)保障道路中都能夠看到其應(yīng)用。

（5）四種改性方式均能有效地改善瀝青混合料的高溫性能、低溫性能及水穩(wěn)定性，以延長(zhǎng)路面使用壽命并保障重大活動(dòng)。但應(yīng)根據(jù)每一特定情況，如氣候分區(qū)、交通條件，合理選擇適宜產(chǎn)品才能得到更好的應(yīng)用效果。