论D--II改性剂在高速公路中的应用

摘要：普通沥青砼存在低温易开裂、高温易软化的弊端，若在沥青混合料只需入加0.0.5—3%的新研制的HD系列抗车辙添加剂，就能明显提高沥青混合料的抗高温稳定性，同时还可改善其抗水损坏和抗低温开裂性能等。本文介绍了D-II改性剂的性能、改性机理。并通过在太长高速公路路面施工中的试验应用实例论述了其对抗车辙效果的提高。

关键词：D-II改性剂；高速路面；沥青路面；应用；匹配

Abstract: the common asphalt concrete is prone to cracking at low temperature, high temperature and the disadvantages of easy to soften, if in the asphalt mixture add 0.0.5 - just 3% of new developed the HD series of anti-rutting additive can obviously improve the resistance to high temperature stability of asphalt mixture, and can also improve its resistance to water damage and low temperature cracking resistance, etc. D - II performance of modified agents were introduced in this paper, the modification mechanism. And through the experimental application in long highway pavement construction of its against rutting effect are discussed in this instance.

Keywords: D - II modifier; High-speed road; Asphalt pavement; Applications; matching

中图分类号：TQ316.6+3文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

绪论

沥青砼添加剂—D-Ⅱ，是在第一代基础上改良的新产品，在保持原有产品性能的基础上以及高低温性能的基础上，减少了添加量，降低了对骨料温度以及沥青温度的要求，使施工成本、能源消耗大幅减少。其性能可以大幅度改善公路的高温稳定性和低温抗裂性能，并且显著延长公路的使用寿命。

D-Ⅱ是一种高强度沥青砼改性添加剂，主要用于全面提升道路沥青砼的品质，提高道路的承载能力和抗病害能力。使用 D-Ⅱ可大幅延长道路的使用寿命，减少道路养护量，全面节约道路的建设成本和养护成本。该技术通过在欧洲20年以及近几年在我国的使用实践证明它适用于各类道路，特别是高速公路和重载交通道路。是性价比非常高的道路沥青改性产品。它是在原先进技术的基础上，自主研发推出的第二代沥青道路抗车辙产品。与第一代产品相比，其性能有了更大的提高。D-II为圆柱形颗粒状黑色固体（见图1），它们是由多种聚合物复合成的沥青混合料改性剂，通过集料表面的增粘、加筋、填充以及沥青改性、弹性恢复等多重作用，大幅度提高沥青混合料的高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性及抗疲劳性等性能。普遍适用于各类型沥青混合料中，能高效改善沥青混合料的性能。

该产品已在我国的交通部公路科学研究所、长安大学、同济大学以及多个省（市）的交通科研检测机构进行过全面的性能指标测试，并在多条国道以及高速公路上进行过路段试验，均证明其完全符合国家标准的规定，具有优良的性能。

沥青作为一种路用建筑材料，已经有很长的应用历史。随着高等级公路建设的突飞猛进，改性沥青由于其优良的路用性能得到大规模的推广应用。D-II改性沥青是在基质沥青中掺加少量的D-II改性剂，通过一定的工艺加工而成。因此，改性沥青的性质与基质沥青密切相关，要生产符合规范要求的改性沥青，选择基质沥青时必须考虑以下方面。

基质沥青需符合重交通沥青的技术标准

必须考虑基质沥青与改性剂的匹配性

必须选择合适基质沥青标号

二、D-II改性剂的性能

D-II产品为纤维聚合物。其中纤维聚合物成分大于95%，填充物成分小于5%，能显著提高路面的抗车辙能力，有效改善低温抗裂性能，减少因交通荷载所造成的路面疲劳破坏，提高沥青混合料的力学性能指标，增强沥青与集料的粘附力，减轻路面剥落病害的发生，改善沥青的抗老化性能，尤其是由紫外线辐射所导致的老化。它既具有橡胶的弹性，又具有树脂的热塑性，因此具有弹性好、抗拉强度高、低温变形性能等优点，可以提高沥青的高温稳定性和低温抗裂性。

三、D-Ⅱ的改性原理：

 D-Ⅱ的卓越的融合能力是通过添加剂中的聚合物结构，以及添加剂由单个D-Ⅱ微粒构成的空腔状微粒群的良好的表面性来实现。它通过在骨料表面增粘、加筋、颗粒填充及沥青改性等途径来提高沥青混合料综合性能。

 热骨料与 D-Ⅱ充分干拌，熔化的 D-Ⅱ在热骨料表面形成改性添加剂膜，加入沥青、矿粉搅拌，改性添加剂膜与沥青膜形成过渡层，在摊铺、碾压直到沥青凝固之前，在沥青混合料中一直存在一个持续稳定的分散过程。路面成型后，高分子聚合物在沥青中以极为离散的状态凝固，形成一种高强度的固化结构，这种固化结构同时也增强了沥青的弹性，提高了沥青的软化点，降低了温度的敏感性，增加了沥青与骨料的粘附性，从而使成型沥青路面的渗

透性大大降低，抗水损害能力大大提高。 D-Ⅱ与热骨料的混合，会在矿物阵列与沥青粘合剂之间形成聚合体搭桥，配合纤维的作用，胶结料中形成网状结构，加强了沥青、矿粉胶结料体系相互作用力和整体性。这种聚合物形成的微结晶区在集料骨架内交联而成加筋作用。其他的成分则通过沥青灰泥和矿粉成分之间特别的物理化学作用来发挥功效。所有的作用原理的总和使制得的沥青砼在高温条件下的强度会有数倍的提升，而同时在低温环境中抗裂痕产生的能力也会数倍增强。

在加入 D-Ⅱ添加剂后，三种原理共同作用，改性后的沥青砼的强度和寿命会比普通的沥青砼有大幅提高。从而会使所铺设的普通公路以及高速公路的使用寿命大幅延长作用（图3）

。

图1 D—II改性剂 图2 沥青混合料的制备

图3 D-II添加剂主要作用原理

四、改性剂在路面中应用实例

D-II型改性沥青以其高温稳定性好，耐久性突出的特点，近几年已经广泛应用于高等级公路中，2012年7月我公司和山西省交通科学研究院道路所合作使用D-II型改性沥青在山西长平高速公路LM5合同段路面施工中应用结果表明效果比较明显，现介绍如下：

这次应用的D-II型改性沥青与普通沥青砼相比，其温度工艺条件大不相同。混合料加温时采用了170°C—180°C的温度拌和（见图2），采用AC—20型改性沥青混合料，油石比为4.4%，热料仓比例：11—22mm:6—11mm:0—3mm:矿粉 31%：22%：12%：5%，沥青为山东中海70#。轮压成型温度为160—165°C，摊铺温度不小于140°C（若温度小于140°C易产生推移现象），摊铺速度为1.5m/min。拌和和摊铺都有计算机控制，可以准确地按设计温度、级配、拌和质量和摊铺质量进行。用TR332浸水轮迹试验仪检验结果：沥青混合料车辙试验动稳定度满足“关于长平高速公路沥青混合料配合比用D-II型掺量的通知”上面层沥青混合料动稳定度的技术要求。试验结果详见表1

沥青混合料车辙检验报告（见表1）

表1：

1）施工工艺

添加抗车辙剂后的沥青混合料施工与其他改性沥青混合料相同，使用常规的摊铺机和碾压设备。抗车辙剂的施工工艺方便简单，可在沥青混合料拌和过程中直接加入进行拌合； 1、 当集料预先加热到170～180℃时，再把添加剂直接投入拌和锅内进行拌合；

2、 加入热沥青继续搅拌，拌和时间可相对增加增加2～3秒；

3、混合料的质量控制和储存运输与常规的混合料相同。

2）施工注意事项

1、 施工时的气温不低于10℃，被摊铺地面的表面温度不低于5℃，避免大风天气施工。

2、试验证明混合料运到现场的温度不能小于160℃，摊铺温度不小于140℃.否则易出现推裂。

3、 碾压初压温度不小于150℃。

4、终压温度控制在110～120℃，必须紧凑安排压实，在降至此温度前完成压实。 开放交通温度为80℃，在路面温度还没有降至大气温时，控制车辆速度不能行驶太快，层间必须使用粘层油粘接。

具体在施工时，应根据原料的差异和各方面环境的不同对施工工艺进行适当微调，以求达到最优性能。

作者简介：刘建伟、男（198？出生——）山西长治人 工程师1995年7月毕业于山西交通学校汽车应用专业、2013年7月毕业于太原理工大学学院土木工程专业本科