改性沥青的粘度特性和施工温度控制

摘要：现如今，改性沥青在道路工程中的应用越来越广泛，它与普通沥青相比,在合理的配合比设计和施工条件下，改性沥青具有更好的性能。因此，掌握改性沥青的年度特性以及做好施工温度控制，才能更好地发挥改性沥青的作用，本文对此问题进行了深入地探讨和分析。

关键词：改性沥青 粘度特性温度控制

中图分类号：TU74 文献标识码：A文章编号：

1.改性沥青的概述

沥青材料是由高分子碳氢化合物及这些碳氢化合物的非金属的衍生物构成的混合物。改性沥青是指掺加橡胶、树脂、高分子、聚合物、磨细的橡胶粉或其它填料等外掺剂，或采取对沥青轻度氧化加工等措施，使沥青或沥青混合料的性能得以改善而制成的沥青混合料。

目前，我国沥青改性材料中采用最普遍的是聚合物改性沥青，它主要是将适量的塑料及橡胶等聚合物加入沥青之中，从而改善其各方面的性能。改性沥青是在原有基质沥青的基础上,掺加适量SBS改性剂制作而成。把SBS掺入进基质沥青中去，能够有效降低沥青对温度变化的敏感度，提高沥青的软化点，从而提高了沥青路面的耐高温能力及抗车辙能力；此外，也降低了沥青的脆点，保证沥青在寒冷的冬季不发脆，具有柔韧性，以减少路面裂缝现象的出现。改性沥青路面的施工和普通沥青的施工大致相同，主要包括原材料试验、配合比设计与选择、混合料的拌合、摊铺、碾压及面层质量控制等。在科学合理的沥青混凝土设计配合比及施工条件下，沥青路面的耐久性及高温稳定性能够明显提高。

2.改性沥青的粘度测试实验及其分析

流体流变特性的一个重要量度就是粘度，而改性沥青的粘度会随着温度的变化而变化，因此，研究沥青的流变特性需考虑温度因素。本实验采用的是美国BROOKFIELD DV-II 型旋转粘度计, 在实验中，我们分别测试了不同类型的沥青在不同温度下的粘度,从而依据得出的改性沥青的粘度来确定并控制施工温度, 如下表所示。

表1粘度测试实验结果

为进一步掌握改性沥青的流动性质,我们可以利用动态剪切流变仪对改性沥青及普通沥青的流变指标进行测试，比较在不同温度下，改性沥青和普通沥青的流变参数随剪变率的变化规律, 找出两者流动性能的差异。分析试验结果我们可以得出以下结论：

①随着剪应变的不断增大,相位角在增大，复数模量与车辙因子反而减小，由此可见，沥青属于一非线性材料, 它的流变参数随剪应变的变化而变化,且如果剪应变越大, 则沥青的粘度越高，所以，在荷载相同的前提下，剪应速率越大, 则永久变形的程度也越大。

②温度对流变参数有直接的影响, 如果温度越高, 流变参数随剪应变的变化愈明显,因此，沥青在高温时其非线性特性也越显著。

③改性沥青随剪应变的变化较为明显, 其流变参数值随温度以及剪变率的变化而变化, 体现了改性沥青的非牛顿流体特性。若沥青材料的剪应力和剪切速率之间呈的是直线关系, 那么，沥青就为牛顿流体, 否则，就是非牛顿流体。通常而言，沥青在高温的条件下都是牛顿流体，而改性沥青与一般的沥青恰好相反, 因为在改性沥青中添加了高聚物从而使其粘度特性发生改变, 在温度不是特别高的时候, 一般沥青是牛顿流体状态，而改性沥青却仍处于非牛顿流体状态。试验表明，改性沥青在135℃时仍然是非牛顿流体状态，其粘度随剪切速率的变化比较明显,与之相比较而言，普通沥青在此温度下的粘度值受转速的影响微乎其微。

3.改性沥青的施工温度控制

施工温度作为沥青路面施工的一个重要参数，它将对路面的压实以及密实效果产生直接的影响，所以，施工温度的合理、有效控制，对提高沥青路面的施工质量以及防止路面发生早期病害有重要作用。实践表明，施工温度与沥青的粘度有密切的关联，此外，还与矿料规格、路面结构、空气湿度等因素有关。在进行改性沥青的施工时，需做好每一个施工程序，并在此基础上，对每一个施工环节的温度进行合理控制。

（1）沥青混凝土的拌。

A.集料的除尘

拌合楼要严格进行吸尘、除尘工作，间歇式拌合楼一般都有一级除尘与二级除尘。除尘方式有旋风式、布袋式等，以保证改性沥青混凝土的质量，在施工的过程中时，应该根据具体的实际情况，如：拌合产量、矿料级配等要素，精确计算矿粉的用量，并将其与当天的矿粉实际消耗量进行比较。若实际消耗的矿粉量比计算的结果要少，则说明拌合楼的除尘工作没有到位。

B. 外掺剂的添加

从路面抗滑的要求来考虑，常常采用玄武岩集料，而改性沥青的粘附性较差，所以，必须在改性沥青之中掺入适量的抗剥离剂，以改善沥青与集料之间的粘附性，从而增加沥青路面的抗滑性。在施工的过程中，要合理控制抗剥离剂的掺加量，可根据拌合产量及沥青用量，按照一定的比例，得出合适的抗剥离剂的数量，或者是，依据每车沥青的重量，计算所需抗剥离剂的数量。

（2）改性沥青温度的控制。

温度控制是改性沥青施工过程中的一个重要环节。一般而言，改性沥青混合料的施工温度与普通沥青的施工温度相比要高10～20摄氏度。如果沥青的温度过高，则会同时引起改性剂及抗剥落剂的老化，因此，在改性混凝土施工的过程中，对于混凝土的出场及到场温度，尤其是摊铺温度及碾压温度，都要仔细检测可控制，避免改性沥青混凝土因温度过高而失效。

（3）改性沥青的运输

保持运输车辆的车厢内部的清洁，为了防止沥青混合料和车厢板粘结在一起，可在车厢的侧板及厢底涂一层隔离剂后。在进行装料的过程中，为了尽量减少沥青混合料的颗粒大小的分离，应该缩短出料口与车厢的装料距离，在运输的过程中，运料车应有双层蓬布作为覆盖，用以保温、防雨等。

（4）改性沥青混凝土的摊铺

铺筑SBS改性沥青路面时，最好采用非接触式平衡梁以控制摊铺的厚度。在摊铺的过程中，要检查并且不断调整摊铺的厚度，尽量保持厚度的均匀一致。

为了提高沥青路面的平整度，要进行连续、稳定的摊铺作业。此外摊铺的速度要依据拌和机的产量、施工设备的性能以及摊铺厚度的要求，按照大约2．5米每秒的速率，均匀且不间断地进行摊铺。

（5）改性沥青混凝土的碾压

改性沥青在高温时具有较高的稳定性，所以在摊铺后，紧接着就要及时进行碾压，此外，要确保在适宜的碾压温度下来碾压成型，压实质量的优劣和压实的温度有很大的关系。一方面，要保证改性沥青混凝土的初始压实度，另一方面，也可减少温度的散失，保证沥青路面的平整度。碾压作业包括初压、复压及终压这三道主要工序，要严格按照碾压工序进行施工作业。

4．结束语

改性沥青路面的施工温度控制，可从有效控制沥青的粘度、矿料规格以及路面结构等因素入手，再结合改性沥青路面实际的施工效果和施工质量，从而合理地确定施工温度。

参考文献：

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