改性沥青在道路工程中应用研究

【摘要】：改性沥青用于道路建设可以提高道路的抗老化性能、抗高温性能、增加路面的弹性，使路面减少裂纹，减轻噪声污染，使用寿命延长。为了研究改性沥青在路面面层中应用,本文介绍了改性沥青的生产配合比，分析了改性沥青混合料施工，探讨了施工工艺与技术要求。

【关键字】：改性沥青；配合比；施工工艺；混合料

中图分类号：U416.217 文献标识码：A 文章编号：

引言

近年来，在我国经济的持续增长，交通事业不断扩大的情况下,超载现象屡次出现,沥青路面出现了程度不同的早期破坏。经调查研究结果表明气候因素、超限运输、设计施工方案不当等因素导致沥青路面出现早期破坏。如何保证道路正常结构性能和使用性能,本文进行了室内试验研究和具体材料的应用与分析，并且结合实际工程证明了生产配合比及对路段检测。制定出改性沥青混合材料最佳的配合比。

一、生产配合比设计

1、原材料要求

（1）粗集料

粗集料可以采用碎砾或碎石,粗集料应干燥、洁净、无风化、无有害杂质,且具有一定强度和硬度,对于抗滑表层粗集料应选择硬质岩。

（2）填充料改性沥青混合料填充料宜采用强基性岩石等增水性石料经磨细得到矿粉,矿粉要求干燥、洁净,不宜使用混合料生产中干法除尘的回收粉细集料

（3）细集料细集料可以采用人工砂,细集料干燥、洁净、无有害杂质、无风化,由适当的颗粒组成并且与改性沥青有着良好的粘附性,天然砂因为其质量变化大,形状又比较圆滑,与沥青的粘附性稍微差一些,对沥青混合料影响比较大。

2、改性沥青技术指标

（1）级配设计

配合比级配设计能够采用贝雷法进行设计,级配选择混合料试验原则如下：2.34mm以下筛孔通过量应取级配下限以达到嵌挤、密实。

（2）室内试验

若要确保沥青混合料具有良好的抗滑性能和使用性能,以SBS、SBR为改性剂配制四组沥青混合料,分别代表基质沥青、5%SBR、5%SBS、2.5%SBR2+5%SBS,成型试件进行沥青混合料湿轮磨耗试验、车辙试验和冻融劈裂强度试验,来综合评价SBS改性沥青混合料路用性能。从经济角度考虑，根据室内试验结果,建议采用2%SBR+2%SBS改性沥青施工。

二、改性沥青混合料施工分析

1、改性沥青混合料施工

（1）改性沥青混合料运输改性沥青装车温度一定要高于160℃,到达混合料拌合场的温度不应该低于140℃,车辆必须在24h内运到相应的地点,并且要及时把沥青泵运输到沥青储存罐中。

（2）沥青拌合场储存

改性沥青的储存温度应该保持在150℃左右,沥青热拌厂可以少储存沥青。沥青拌合厂储存罐一部分为卧式,为了保证改性沥青的均匀性在贮存罐顶部安装搅拌器,或用贮存罐中自带搅拌器,搅拌器每3h搅拌一次,搅拌时间一次20min。

（3）改性沥青混合料泵送

使用网眼比较大过滤器并且注意沥青管线保温措施,以避免管线中沥青温度降低而堵塞管线。

（4）拌合、运输

为确保沥青混合料质量更加稳定,沥青用量更加准确,可以用间隙式拌和机拌和。拌合后混合料应该均匀一致,其余的要满足改性沥青路面施工技术规范技术要求。

三、施工工艺与技术要求

1、橡胶粉改性沥青的加工

橡胶粉沥青生产设备由进料沥青泵、出料沥青泵、高剪切、橡胶粉上料机构、混合机、控制柜搅拌罐等组成。该设备采用国内先进的搅拌装置和搅拌工艺，使橡胶粉掺入沥青中后，不是靠简单的机械搅拌进行混合，而是通过一套高速剪切混合装置，使橡胶粉在掺配到沥青的过程中，得到进一步的溶胀和粉碎，使其在沥青中的分散更加均匀，生产效率也比较高，因而有着更好的改性效果。要将橡胶粉加入到沥青中配制成橡胶粉沥青材料，为了使橡胶粉能够充分发挥改性作用，必须要把橡胶颗粒均匀地分散在沥青中，少离析、少沉淀。要制备出这种符合要求的橡胶粉沥青，尤其在生产工艺控制方面，特别要注意搅拌温度和时间。通常，橡胶粉沥青配制的温度大概为190℃～218℃，这样既可以保证橡胶粉沥青混合均匀，而且也不会使沥青快速老化。

2、橡胶沥青路面的施工

(1)施工要求：橡胶沥青抗裂防水层的施工包括基面清扫、喷洒橡胶沥青、撒布碎石、碾压、清理松散碎石、养护等工序。在施工时应注意:橡胶沥青抗裂防水层施工时的空气温度和地面温度都不得低于15℃；基面必须干燥清洁；橡胶沥青的洒布温度控制在180℃～190℃；表面层下的抗裂防水层的橡胶沥青洒布量应为2.0～2.4kg/m2；

（2）喷洒橡胶沥青后应立即撒布碎石。当采用石灰岩碎石时，规格9.5～13.2mm的碎石撒布量应为13～15kg/m2，具体根据试铺情况确定。对于局部碎石撒布量不足的地方，应人工补足；采用2台25t以上的胶轮压路机紧跟碾压3遍，从洒布橡胶沥青到碾压完成应在规定时间内完成。

（3）在铺筑上面层沥青混合料前，应保证橡胶沥青抗裂防水层的清洁，避免影响橡胶沥青抗裂防水层与上面层的粘结。面层沥青混合料的施工应该与橡胶沥青抗裂防水层进行紧凑施工，一般情况下不超过24h，而且中间不能开放交通，尽量避免二次破坏或污染。如果期间一定要开放交通，则必须待橡胶沥青抗裂防水层的施工完成3h以后才能开放交通，但是车速不应超过25km/h。在面层沥青混合料施工以前必须再洒粘层油，但是要注意，粘层油洒布量应控制在0.25kg/m2左右。

3、橡胶沥青混合料路面的施工

施工要求：压实是为了保证沥青面层质量，碾压步骤及选择合理的压路机组合方式是很重要的。为了确保平整度和压实度，初次压实应该尽量在摊铺后高温下及时进行。为了避免橡胶沥青和橡胶轮胎粘到一起，AR-SMA沥青混合料不适合使用胶轮压路机。建议橡胶沥青混合料施工碾压时采用5台双钢轮振动压路机，压实工艺分为初压、复压和终压。初压最好采用2台压路机静压1遍，振动碾压3遍，复压宜采用2台压路机振动碾压3遍，终压可以采用1台压路机以静压的方式碾压1-2遍以消除轮迹，压路机应该以均匀而缓慢的速度进行碾压。

四、具体实例的应用

橡胶粉改性沥青（Asphalt Rubber,简称AR）是一种新型的优质复合材料，优点如下：高温稳定性；低温性能；抗老化性能和抗裂性能；抗反射裂缝；降低噪声；提高行车安全；延长使用寿命。它他在沥青与废旧轮胎橡胶粉和外加剂的共同作用下，橡胶粉通过吸收沥青中的树脂，烃类等多种有机质，经过一系列的物理和化学变化，使胶粉、膨胀湿润、软化点提高、粘度增大，并兼顾了橡胶和沥青的粘性、韧性、弹性，从而提高了橡胶沥青的路用性能。橡胶粉改性沥青的改性原理是轮胎橡胶粉粒在充分拌合的高温条件下与基质沥青充分熔胀反应形成的改性沥青胶结材料。橡胶粉改性沥青对基质沥青的使用性能有很大的改善，且优于目前常用的改性剂SBS、SBR、EVA等制成的改性沥青。鉴于它优良的使用性能和对环保的巨大贡献，有专家预言：橡胶粉改性沥青有望取代SBS改性沥青。

结束语

从冻融试验、低温抗裂、室内试验高温抗车辙可以看出2.5%SBS+2.5%SBR改性沥青表现出了很好的路用性能，尤其是没有出现裂缝。本文结合实际工程给出了2.5%SBS+2.5%SBR改性沥青施工技术要求和质量控制。利用废橡胶粉作为沥青的改性剂，具有其他改性沥青所无法比拟的优越性，能够提高沥青路面的路面性能，为交通使用者提供安全、舒适、耐久和环保优质的道路，还有效解决了废旧轮胎的处理难题，保护了环境。改性沥青在今后相当长的时期内，将会在公路工程中得到更加广泛的重视和应用。

参考文献

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