改性瀝青混凝土路面抗老化施工技術(shù)研究

摘要 為提高瀝青路面的抗老化性能、延長(zhǎng)道路使用壽命，文章開展了改性瀝青混凝土路面的抗老化施工技術(shù)研究。首先，選擇原材料，設(shè)計(jì)改性瀝青混凝土路面的配合比；其次，控制改性瀝青混合料的拌和參數(shù)，充分拌和改性瀝青混合料；再次，在此基礎(chǔ)上，使用攤鋪機(jī)將改性瀝青混合料均勻地?cái)備佋诨鶎由?，形成穩(wěn)定的路面基層；最后，遵循“初壓、復(fù)壓、終壓”三階段原則，對(duì)攤鋪層進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)。應(yīng)用分析結(jié)果表明，該技術(shù)應(yīng)用后，路面所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的殘留針入度均達(dá)到了0.9以上，瀝青老化后保持柔軟性的能力更強(qiáng)，抗老化性能更好。

關(guān)鍵詞 改性瀝青；混凝土；路面；抗老化；施工；技術(shù)

中圖分類號(hào) U416.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2025）05-0058-03

0 引言

瀝青路面作為道路建設(shè)中最常用的路面材料之一，其性能的穩(wěn)定性和耐久性直接關(guān)系道路的使用壽命和行車安全。然而，在長(zhǎng)期的自然環(huán)境和交通荷載作用下，瀝青路面容易出現(xiàn)老化、開裂、剝落等問題，嚴(yán)重影響道路的使用性能和安全性。因此，改性瀝青混凝土路面的抗老化施工技術(shù)研究顯得尤為重要。改性瀝青混凝土路面通過添加改性劑，提高瀝青的黏附性、強(qiáng)度和耐久性，從而有效延緩瀝青路面的老化過程。改性瀝青混合料不僅具有更好的高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性，還能增強(qiáng)路面的抗水損害能力和抗疲勞性能，使路面更加耐久和穩(wěn)定。

目前，國內(nèi)外對(duì)于改性瀝青混凝土路面施工技術(shù)的研究雖然取得了顯著進(jìn)展，但仍存在一些不足。例如龔益民[1]提出通過混合材料分層施工原理進(jìn)行路面施工，層間黏結(jié)不緊密，容易造成路面層間不連續(xù)，增加了路面開裂和剝落的風(fēng)險(xiǎn)；羅曉生[2]提出采用傳統(tǒng)的瀝青混凝土材料，通過攤鋪與壓實(shí)原理形成穩(wěn)定的路面結(jié)構(gòu)，然而由于攤鋪層太薄，溫度散失快，容易出現(xiàn)溫度離析現(xiàn)象，影響路面的密實(shí)度和耐久性。

該文旨在深入探討改性瀝青混凝土路面的抗老化施工技術(shù)，為提高瀝青路面的抗老化性能、延長(zhǎng)道路使用壽命作出貢獻(xiàn)。

1 改性瀝青混凝土路面配合比設(shè)計(jì)

改性瀝青混凝土路面的配合比設(shè)計(jì)不僅是道路工程中的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，更是確保路面長(zhǎng)期性能穩(wěn)定、延長(zhǎng)使用壽命的關(guān)鍵所在。這一過程首先聚焦于精選符合國家標(biāo)準(zhǔn)及項(xiàng)目特定要求的原材料，包括高品質(zhì)的瀝青、級(jí)配合理的集料、純凈的礦粉，以及高效能的外加劑。瀝青的選擇尤為關(guān)鍵，SK-70# SBS改性瀝青以其優(yōu)良的低溫抗裂性、高溫穩(wěn)定性及抗老化性，成為眾多工程的首選。集料則需嚴(yán)格區(qū)分粗細(xì)，既要保證具有足夠的嵌鎖能力以增強(qiáng)路面的整體強(qiáng)度，又要確保具有良好的表面特性以提升行車的舒適性和安全性。

在設(shè)計(jì)之初，深入解析工程需求與環(huán)境條件，如交通量、氣候條件、地基狀況等，是科學(xué)合理確定瀝青含量的基礎(chǔ)。瀝青含量的計(jì)算需精確無誤，它直接影響混合料的黏結(jié)性、耐久性及施工和易性。同時(shí)，油石比作為另一個(gè)重要參數(shù)，其合理確定對(duì)于控制混合料成本、優(yōu)化性能至關(guān)重要。通過精細(xì)計(jì)算與調(diào)整，力求在降低成本的同時(shí)，不犧牲路面性能，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的雙贏。

此外，配合比設(shè)計(jì)還需綜合考慮原材料的存儲(chǔ)、運(yùn)輸及拌和過程中的質(zhì)量控制措施，確保每一環(huán)節(jié)都能達(dá)到既定標(biāo)準(zhǔn)，從而最終生產(chǎn)出性能卓越、質(zhì)量穩(wěn)定的改性瀝青混凝土，為道路工程奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

考慮工程要求，計(jì)算瀝青含量，其公式如下：

（1）

式中，MAC——瀝青的質(zhì)量；Mmix——混合料的總質(zhì)量。其次，計(jì)算油石比，公式如下：

（2）

式中，Ma——礦料的質(zhì)量。確定瀝青含量與油石比后，設(shè)計(jì)各項(xiàng)原材料的配合比，如表1所示。

配合比設(shè)計(jì)過程中應(yīng)嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量和級(jí)配，確?；旌狭系男阅軡M足設(shè)計(jì)要求。

2 改性瀝青混合料拌和

嚴(yán)格按照上述設(shè)計(jì)的配合比進(jìn)行瀝青混合料的拌和，確保改性劑、瀝青、礦料和填料等原材料的配比準(zhǔn)確。為確保瀝青混合料拌和均勻，質(zhì)量符合要求，應(yīng)嚴(yán)格控制改性瀝青混合料的拌和參數(shù)，如下：

（1）拌和時(shí)間：設(shè)定為60 s，確保所有原材料充分混合均勻[3]。

（2）加熱溫度：加熱溫度需精確調(diào)控，瀝青加熱維持在170～180℃，礦料則稍高，介于180～190℃，而出料時(shí)的溫度需穩(wěn)定在160～170℃，以確保瀝青與礦料緊密結(jié)合，同時(shí)優(yōu)化混合料的施工性能[4]。

（3）拌和速度：根據(jù)拌和機(jī)的型號(hào)和容量調(diào)整至適宜速度，確?；旌狭显诎韬瓦^程中不產(chǎn)生離析和結(jié)團(tuán)現(xiàn)象[5]。

按照上述拌和參數(shù)，嚴(yán)格控制拌和過程，進(jìn)而確保改性瀝青混凝土路面的質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，具有優(yōu)良的耐久性、抗水損性和抗車轍能力。

3 路面基層攤鋪

改性瀝青混合料拌和完成后，接下來使用攤鋪機(jī)將改性瀝青混合料均勻地?cái)備佋诨鶎由希源_保攤鋪層的質(zhì)量達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。路面基層攤鋪流程如圖1所示：

如圖1所示，首先在攤鋪前，對(duì)基層進(jìn)行徹底檢查，確保其平整度誤差控制在±3 mm以內(nèi)，壓實(shí)度需達(dá)到設(shè)計(jì)要求的98%以上。然后，啟動(dòng)攤鋪機(jī)對(duì)熨平板等關(guān)鍵部件進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度一般設(shè)置在100～120℃之間，以避免混合料與冷熨平板接觸時(shí)產(chǎn)生黏附或拉裂現(xiàn)象[6]。根據(jù)改性瀝青混合料的特性和設(shè)計(jì)要求，設(shè)定攤鋪厚度為4 cm，攤鋪寬度根據(jù)路面寬度和攤鋪機(jī)型號(hào)進(jìn)行確定[7]。

使用自卸車將改性瀝青混合料運(yùn)至攤鋪現(xiàn)場(chǎng)，由專人指揮卸料，確保布料均勻，避免混合料在攤鋪機(jī)前堆積或斷料。最后，啟動(dòng)攤鋪機(jī)進(jìn)行改進(jìn)瀝青混合料的攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。改性瀝青混合料的攤鋪速度應(yīng)控制在2～4 m/min之間，保持勻速攤鋪[8]。利用攤鋪機(jī)上的自動(dòng)找平裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)攤鋪層的厚度，并根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，確保攤鋪厚度符合設(shè)計(jì)要求，誤差控制在±2 mm以內(nèi)。在攤鋪過程中，密切關(guān)注攤鋪層的平整度和橫坡，通過調(diào)整熨平板的高度和角度保持?jǐn)備亴拥木鶆蛐院头€(wěn)定性。同時(shí)，注意控制混合料的松鋪系數(shù)，確保壓實(shí)后的路面厚度和標(biāo)高滿足設(shè)計(jì)要求。在攤鋪過程中，不可避免地會(huì)遇到接縫問題。對(duì)于縱向接縫，應(yīng)盡量采用熱接縫，即兩臺(tái)攤鋪機(jī)梯隊(duì)作業(yè)，減少冷接縫的產(chǎn)生。對(duì)于橫向接縫，需采用切縫機(jī)切割整齊，并在下次攤鋪前涂刷黏層油，以確保接縫處的黏結(jié)強(qiáng)度和平整度。

攤鋪完成后，使用平整度儀對(duì)攤鋪層進(jìn)行平整度檢測(cè)，確保滿足規(guī)范要求。

4 攤鋪層壓實(shí)作業(yè)

在攤鋪層冷卻至規(guī)定溫度（≥60℃）后，為確保路面平整度、密實(shí)度和耐久性，應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的壓實(shí)作業(yè)。壓實(shí)過程遵循“初壓、復(fù)壓、終壓”三階段原則，具體流程與參數(shù)設(shè)置如下：

（1）初壓階段：首先采用2臺(tái)13 t雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)，其高頻率低振幅的振動(dòng)模式能夠有效促進(jìn)瀝青混合料的初步穩(wěn)定與密實(shí)，減少推移現(xiàn)象。振動(dòng)參數(shù)為35～50 Hz的頻率與0.3～0.8 mm的振幅，保持壓路機(jī)以2～3 km/h的速度勻速前行，全面覆蓋攤鋪面，無遺漏。初壓階段需緊隨攤鋪機(jī)作業(yè)，保持間距不超30 m，有效減緩混合料降溫，保障壓實(shí)質(zhì)量。

（2）復(fù)壓階段：使用1臺(tái)11 t雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步的壓實(shí)，同時(shí)引入2臺(tái)26 t膠輪壓路機(jī)進(jìn)行揉搓壓實(shí)。膠輪壓路機(jī)通過其輪胎與瀝青混合料的接觸，能夠產(chǎn)生較高的揉搓作用，進(jìn)一步增強(qiáng)路面的密實(shí)度和平整度。雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)繼續(xù)以適宜的振動(dòng)頻率和振幅進(jìn)行壓實(shí)，速度可適當(dāng)提升至35 km/h。膠輪壓路機(jī)則采用無振動(dòng)模式，行進(jìn)速度控制在46 km/h，確保輪胎充分接觸并有效壓實(shí)路面。復(fù)壓階段應(yīng)特別注意各壓路機(jī)之間的配合，避免相互干擾，同時(shí)觀察路面的壓實(shí)情況，及時(shí)調(diào)整壓路機(jī)的參數(shù)和行進(jìn)路線。

（3）終壓階段：再次采用單臺(tái)雙鋼輪壓路機(jī)實(shí)施終壓作業(yè)，旨在抹平輪跡，提升路面平整度。此時(shí)，關(guān)閉振動(dòng)，僅憑借壓路機(jī)自重實(shí)施靜壓，速度加快至5～7 km/h。

此過程需在混合料溫度維持在規(guī)定下限（常見為40℃以上）時(shí)完成，以確保路面在冷卻前獲得最佳的壓實(shí)成效。同時(shí)，加強(qiáng)路面質(zhì)量監(jiān)控，確保無輪印、裂痕等不良現(xiàn)象。

通過上述三個(gè)階段的壓實(shí)作業(yè)，可以確保瀝青路面上面層達(dá)到預(yù)期的壓實(shí)效果與抗老化性能，為道路的安全、舒適和長(zhǎng)期使用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

5 實(shí)驗(yàn)分析

5.1 工程概況

以某地區(qū)R新建道路工程為例，該工程全長(zhǎng)10 km，采用改性瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)，以提高道路的耐久性和抗老化性能。道路設(shè)計(jì)為雙向六車道，面層結(jié)構(gòu)如表2所示：

施工前對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行詳細(xì)勘察，了解地形、地質(zhì)、水文等情況。根據(jù)工程的建設(shè)規(guī)模，準(zhǔn)備施工所需的機(jī)械設(shè)備，規(guī)格型號(hào)如表3所示：

準(zhǔn)備好施工所需的機(jī)械設(shè)備，并完成調(diào)試與檢修工作，保障設(shè)備性能優(yōu)良。

5.2 施工結(jié)果分析

按照預(yù)先規(guī)劃的技術(shù)流程，實(shí)施新建道路工程的抗老化施工。針對(duì)改性瀝青混凝土鋪設(shè)的路面，在多樣化的測(cè)試頻率與溫度環(huán)境下，全面評(píng)估其抗老化性能。在此過程中，應(yīng)變控制條件已依據(jù)既定標(biāo)準(zhǔn)（如表4所示）進(jìn)行精確設(shè)定，以確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

在上述既定條件下，對(duì)路面進(jìn)行專項(xiàng)測(cè)試，并詳細(xì)記錄其在老化處理前后的性能差異變化。選擇殘留針入度比（PRR）作為路面抗老化性能的評(píng)估指標(biāo)，該指標(biāo)反映了瀝青在特定條件下的軟硬程度和流動(dòng)性，針入度越大，說明瀝青老化后保持柔軟性的能力越強(qiáng)，抗老化性能越好，反之同理。在擬建或已建的試驗(yàn)路段上，根據(jù)道路結(jié)構(gòu)和交通流量等因素，均勻布設(shè)8組監(jiān)測(cè)點(diǎn)，分別標(biāo)號(hào)為01～08。每組監(jiān)測(cè)點(diǎn)至少包括一個(gè)該文提出的改性瀝青混凝土測(cè)試區(qū)域（技術(shù)A）和文獻(xiàn)1、2提出的兩個(gè)傳統(tǒng)施工技術(shù)的測(cè)試區(qū)域（技術(shù)B和技術(shù)C），以便進(jìn)行直接對(duì)比。從每組監(jiān)測(cè)點(diǎn)的測(cè)試區(qū)域中隨機(jī)取樣，將樣品切割成適當(dāng)大小的試件，并按照標(biāo)準(zhǔn)方法放入恒溫水槽中以穩(wěn)定溫度。使用針入度儀在每個(gè)試件上進(jìn)行針入度測(cè)試。對(duì)比三種施工技術(shù)在不同位置上的殘留針入度比差異，如圖2所示：

通過圖2對(duì)8組監(jiān)測(cè)點(diǎn)所在位置的殘留針入度比進(jìn)行對(duì)比可以看出，該文提出的改性瀝青混凝土在所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的殘留針入度均達(dá)到了0.9以上，始終高于另外兩種傳統(tǒng)的施工技術(shù)，且在不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的表現(xiàn)差異較小，表明改性瀝青混凝土具有更好的抗老化性能，能夠減少因老化導(dǎo)致的性能下降，對(duì)于延長(zhǎng)路面使用壽命具有重要意義。

6 結(jié)束語

瀝青路面的耐用性與表現(xiàn)，關(guān)鍵在于其抗老化能力。該文研究為改性瀝青混凝土在路面建設(shè)中的廣泛應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)與技術(shù)支撐，并為道路工程耐久性問題提供了新的解決視角。展望未來，伴隨材料科學(xué)的飛躍發(fā)展與施工工藝的持續(xù)革新，改性瀝青混凝土路面的抗老化施工技術(shù)將日益精進(jìn)，為構(gòu)建更加安全、持久、綠色的道路體系貢獻(xiàn)力量。

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