天然沥青范文

天然沥青篇1

关键词：岩沥青;配合比;施工工艺要求

Abstract: This paper take the mix design for rock asphalt modified asphalt mixture, mix of high temperature stability and resistance to water damage, performance verification and proposed site construction control standards.Key words: rock asphalt; mixing ratio; construction technology requirements

中图分类号：U215.14文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）

工程项目概况

布敦岩天然岩沥青，是产自南太平洋印度尼西亚苏拉威西省，布敦岛（BUTON）的一种天然沥青。它是古代石油渗透到岩层间，经过长期的海底沉淀、承受压力和地质变化而形成的沥青岩，挖掘后经破碎加工而成的微细颗粒状粉末，呈浅褐色，其中沥青含量约为20%～40%，其余均为石灰岩类矿物质。

由于天然沥青常年与自然环境共存，性质特别稳定，且通常具有非常优良的路用性能。大量研究与工程实践表明，使用天然改性沥青铺筑的沥青路面，具有高使用寿命、高稳定性、高抗水损与很强的耐微生物侵蚀的能力、很高的抗疲劳强度，显著改善和提高沥青路面性能。

布顿天然岩沥青改性沥青混合料设计

对原材料性能的要求

布敦天然岩沥青性能要求

布敦天然岩沥青不直接作为一种沥青使用，而是做为沥青混合料的添加剂（改性剂）而使用。目前我国尚无全国性的布敦天然岩沥青技术指标， 但是，上海地区经过十年道路路面工程实践，证明布顿天然岩沥青混合料有良好的路用性能。

2）基质沥青性能要求

根据本项目所处交通、气候情况，依据京张高速公路中修罩面工程招标文件要求，本项目设计选用AH—70沥青为本段的粘结料。

布顿天然岩沥青掺量的确定

布顿天然岩沥青掺量的初步确定

布顿天然岩沥青改性沥青混合料方案的确定，主要是布顿天然岩沥青掺量的确定，是根据已有工程使用技术经验，特别是应用布顿天然岩沥青效果较好的工程案例，结合工程项目的气候、交通设计条件、使用层位、费用成本等因素进行用量的初步确定。

本项目罩面工程拟采用25%、30%掺量（布顿天然岩沥青+基质沥青）。是根据上海地区的《布敦天然岩沥青改性沥青路面技术规程》（DBJ/CT085—2010），不同掺量的性能要求规定及河北青银高速公路布敦天然岩沥青改性沥青路面试验路情况，初步确定的。

2）布顿天然岩沥青掺量的优化设计

具体做法是依据高速公路热仓料、填料、布顿天然岩沥青岩沥青、70号沥青进行配合比设计确定布顿天然岩沥青掺量。

（1）采用不添加布顿天然岩沥青时，即2合同沥青混合料的最佳油石比4.7%；

（2）抽提确定布敦天然岩沥青中沥青含量指标20.6%；

（3）本项目中修罩面工程，掺量拟定以25%、30%的添加量是岩沥青与（沥青+岩沥青）之比，计算出所需的布顿天然岩沥青在矿料中的掺量比和布顿天然岩沥青在沥青混合料中的油石比。拌和混合料进行马歇尔试验，浸水马歇尔试验，车辙试验、低温弯曲试验。最终确定最佳布顿天然岩沥青添加量为30%。

本项目按30%掺量计算，布顿天然岩沥青在混合料中的用量为1.745%，基质沥青在混合料中的用量为4.067%，布顿天然岩沥青的矿粉占1.47%，应（已）在集料掺配矿粉比例中适当扣除。岩沥青掺量比和基质沥青油石比指的是以矿料为基数。

布顿天然岩沥青沥青混合料配合比设计

1）、生产配合比设计

布顿天然岩沥青改性沥青混合料采用GTM试验，分生产配合比设计与验证两个阶段。

第一步，按常规GTM试验方法进行基质沥青（即不掺加布顿天然岩沥青）混合料的配合比设计，包括原材料的检验、沥青混合料级配确定、最佳油石比确定和性能检验。详见河北交通规划设计院试验检测室检验报告（冀交规（试）字（2011）第2489号（京张高速公路2009—2010年中修罩面2合同生产配合比设计）。

第二步，按GTM试验法，进行添加布顿天然岩沥青改性沥青混合料的配合比设计，室内成型的方法为,先将预热的目标级配集料加入室内试验用的小拌和机中，然后按掺配比例将布顿天然岩沥青（1.75%）加入拌和锅中，拌和15～30s；再加入基质沥青（4.07%）拌和、制备试件。要以布顿天然岩沥青改性沥青混合料技术性能要求进行各种性能检验，确定最佳油石比，并用马歇尔试验验证，测定各项技术指标。

布顿天然岩沥青改性沥青混合料的生产配合比设计，按现行沥青路面施工技术规范等进行。使用间歇式拌和机，应取样测试各仓的材料级配，确定各仓的配合比，供拌和机控制室使用。同时选择适宜的筛孔尺寸和安装角度，尽量使各仓供料大体平衡。通过室内试验及从拌和机取样试验综合确定最佳沥青用量。

布顿天然岩沥青改性沥青混合料施工工艺要求

布顿天然岩沥青改性沥青混合料试验段材料准备

本项目中修罩面工程结构为细粒式布顿天然岩沥青改性沥青混凝土（AC—13C）4cm47000平米。

根据确定的布顿天然岩沥青最佳掺量30%是岩沥青与（沥青+岩沥青）之比，相应的毛体积密度分别为2.552g/cm3。AH-70沥青的最佳油石比分别为4.7%。沥青用量为沥青混合料的4.07%，布顿天然岩沥青用量为1.75%。

布顿天然岩沥青改性沥青混合料的生产

机器投放布顿天然岩沥青方式

（1）当沥青混合料拌和楼（设备）设计存在两个矿粉仓时，可采用机器投放布顿天然岩沥青的方式，将符合质量标准的布顿天然岩沥青提升到其中一个独立的矿粉仓中。本项目因拌和设备只有一个矿粉仓，拟采用北京布顿科技发展有限公司的布顿天然岩沥青自动投放提升设备，添加布顿天然岩沥青。

（2）按生产配合比确定各种材料的用量参数，输入控制拌和楼的计算机，设置温度、时间的工艺参数。

（3）按如下程序拌和生产布顿天然岩沥青改性沥青混合料：计量好的集料先进入拌和锅，然后是计量好的布顿天然岩沥青也进入拌和锅，干拌时间比通常情况延长5～10s，以保证矿料与布顿天然岩沥青颗粒均匀混合。干拌结束后，将基质沥青喷入进行湿拌，湿拌时间可延长5～10s，也持不变。

（4）BRA改性沥青混合料的生产温度按表3.2控制。

（5）拌和后的混合料应均匀地裹覆沥青，无花白料、无结团成块或严重的粗细料分离现象，根据现场拌和效果对初定的干拌和湿拌时间进行检查和调整。

运输、摊铺、碾压

1）布顿天然岩沥青改性沥青混合料的现场施工温度按表3.3控制

2）摊铺

根据拌和机拌和能力、施工机械配套情况及摊铺层厚度、宽度，经计算确定摊铺速度，宜控制在2.0m/min～4.0m/min左右，保证摊铺机缓慢、均匀、连续不断地摊铺。摊铺过程中，不得出现停机待料或者随意更换摊铺速度。摊铺机应对沥青混合料进行较好地初步振实。摊铺前摊铺机熨平板加热温度应在100℃以上。摊铺温度与松铺厚度紧跟摊铺机测量，并予以记录，摊铺前沥青混合料温度宜控制在155℃以上，松铺系数经试铺确定。

3）碾压

BRA改性沥青的粘附性较好，因此，应先用钢轮压路机碾压，并紧凑安排压实，压路机紧跟摊铺设备碾压，初始碾压温度要大于150℃，然后进行复压、终压。

4、工程后续跟踪检测评定

本项目工程质量检验评定，按京张高速公路中修罩面工程招标文件及相关文件要求进行。本项目路面工程铺筑完工后，建议在竣工验收后0天、180天，360天对路面进行使用状况的检测。检测项目包括：车辙、路面弯沉、平整度等测试。

天然沥青篇2

关键词：岩沥青；路用性能；工程应用

中图分类号： O434 文献标识码： A

0 前言

近几年来，天然沥青在道路建设中崭露头角，相关研究表明，天然岩沥青作改性剂可以大幅增强沥青混凝土的高温抗车辙性能，并可显著增加沥青与集料的粘附性以及抗老化性能。同时，岩沥青的经济造价相比较于聚合物改性剂低廉，对环境无污染。因此使用岩沥青作为道路石油沥青的改性剂具有良好的推广前景。下面对青川岩沥青在路工程中应用的技术要点进行探究：

1 岩沥青改性沥青的性能研究

1.1 天然岩沥青及其改性机理

天然岩沥青是以分子量高达一万的沥青质为主要组成成分，岩沥青的含氮量高接近2%[1-7]，是一般石油沥青含氮量的十几倍甚至几十倍。天然岩沥青形状类似块煤，密度在1.0左右，含蜡量极低。

天然岩沥青的N元素以官能团的形式存在，使得其具有很强的浸润性和对自由氧化基的高抵抗性；同时它的软化点高达230℃以上加入到基质沥青后，使其具有良好的抗高温抗老化性能。

将天然岩沥青加入普通的石油沥青中，由于温度与小分子溶剂的共同作用，使得天然岩沥青这些分子量很大的胶束破裂，而破裂的胶束上暴露出的许多活性点立刻被普通沥青中的小分子物质所填充、饱和，形成一种全新的组合，最终形成以天然岩沥青大胶束分子为中心，普通沥青小分子填充、包围的新的方式，这种结构有利于提高基质沥青的高温性能[8]。

1.2 岩沥青掺量对沥青性能的影响分析

根据现行规范要求，每种试样均进行三大指标试验：25℃针入度、软化点、15℃延度试验，来探究岩沥青掺量对基质沥青性能的影响，从而确定合理的沥青掺量。为了验证沥青低温性能，增加4℃针入度试验。选择齐鲁70#基质沥青，岩沥青的掺量从0.0%变化到12.5%进行指标试验，试验数据结果如表1所示。

表1齐鲁70#基质-岩沥青改性沥青试验数据

掺量 0.0% 3.7% 5.0% 7.5% 10.0% 12.5%

针入度 30℃ 0.1mm 113.0 71.0 55.0 46.7 43.0 28.3

25℃ 0.1mm 66 40 34 27.6 28 21

15℃ 0.1mm 22 16 12 11 11 8.7

4℃ 0.1mm 18 16 14 12 10

动力粘度 60℃ Pa´s 198.5 523 1352

135℃ Pa´s 0.45 0.825 1 1.45 1.9 3.275

175℃ Pa´s 0.0875 0.155 0.17 0.235 0.305 0.44

延度 10℃ cm 102 7 5.17 0.5 0.5 0

15℃ cm 150 25.0 8.7 7.1 6.2 3.8

软化点 ℃ 47.3 52.9 55.6 58.1 61.6 67.6

表1的常规试验指标显示，青川岩沥青可显著提高基质沥青的粘度和软化点，高温性能有所提高，同时低温延度指标有所弱化，脆点提高。说明青川岩沥青在改性效果上具有提高沥青凝胶化程度（突出表现为针入度指数的增加），降低针入度等级的效果。但是岩沥青的掺量增加不是无限制的，过大的掺量将会导致低温延度不满足一定的技术要求。

综合工程对沥青的技术要求，以及改性沥青的试验效果、性能指标，青川岩沥青的掺加量不宜超过7.5%。在这个比例之下形成的改性沥青均匀性好，有很好的稳定性。

2 岩沥青的掺配工艺

目前国内外在沥青混凝土掺配天然沥青有两种方式：湿法工艺和干法工艺，湿法工艺即为在一定温度条件下，直接将岩沥青混合到液态基质沥青中，形成改性沥青，进而参与混合料的生产；干法工艺即为在沥青混合料拌合仓内干拌时投放，以沥青混合料填料部分加入，不再以改性沥青形式使用。由于青川岩沥青，其软化点多高于200℃，熔融性差，不适合干法工艺。因此，本文主要采用湿法工艺制备岩改性沥青。其试验流程如图1所示。

图1改性试验流程图

从沥青常规指标出发以及最终的性质稳定性要求考虑，试验选择沥青针入度、135℃布氏粘度、15℃延度、60℃低频剪切粘度(LSV)作为试验结果的评价指标。试验对同一掺量下的青川天然沥青改性沥青进行试验，内掺含量控制在7.5%。由于改性过程中，发育温度、发育时间、剪切温度、剪切时间对沥青的溶解性、相容性影响最大，继而可能影响到改性沥青的产品质量，所以本次试验选取这4个主要影响因素进行讨论，具体试验结果列于表2。

表2改性工艺正交试验结果及直观分析

试验号 因素 试验结果

发育温度℃ 发育时间min 剪切温度℃ 剪切时间min 针入度0.1mm 布氏粘度135℃Pa.s 延度cm LSV Pa.s

1 160 30 160 20 38 775 13 3653

2 160 60 170 30 44 687.5 26 2636

3 160 90 180 40 45 650 28 2807

4 170 30 170 40 40 750 15 3632

5 170 60 180 20 42 712.5 21 3225

6 170 90 160 30 38 712.5 24 3465

7 180 30 180 30 42 725 25 2891

8 180 60 160 40 43 750 23 3055

9 180 90 170 20 38 780 16 4493

通过对各因素进行极差分析，按照粘度最大、软化点最高、针入度最低、延度最大的要求，可以推断出每个要求下的可能的最佳改性工艺条件，如表3。

表3可能的最佳改性工艺参数设置

发育温度（℃） 发育时间（min） 剪切温度（℃） 剪切时间（min）

LSV 180 90 170 20

粘度 180 30 160 20

针入度 170 30 160 20

延度 160 60 180 30

3 岩沥青改性沥青混合料路用性能研究

通过对不同青川岩沥青掺量的改性沥青性能的研究，确定了岩沥青适宜的掺量，同时对岩沥青改性沥青的制备工艺和控制参数做了详细的分析，本文采用AC-13级配类型，对岩沥青改性沥青混合料的路用性能进行详细的研究。

3.1 岩沥青改性沥青掺量对混合料高温性能的影响

对外掺青川岩沥青5%、10%、15%的改性沥青混合料进行车辙试验，其试验结果动稳定度随岩沥青掺量的变化规律如图2所示。

图2不同掺量岩沥青改性沥青混合料动稳定度

由图2可知，随着岩沥青掺量的增加，混合料动稳定度迅速增加，15%青川岩沥青改性沥青混合料动稳定度是基质沥青混合料动稳定度的4.9倍，从图中数据还可以看出，青川岩沥青掺量每增加5%，动稳定度值都增加接近一倍。也就是说改性后的沥青抗高温性能得到了较好的改善，能够在沥青混合料承受高温以及重型荷载作用的同时具有良好的稳定性能，防止沥青路面产生变形现象。

3.2 岩沥青改性沥青掺量对混合料低温性能的影响

当对不同岩沥青掺量改性沥青混合料低温性能进行研究时，采用劈裂试验评价沥青混合料低温性能。试验采用-27℃、-20℃、-15℃、-10℃、-5℃、0℃四个温度。参考《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTJ 052-2000[9]的推荐值，采用1mm/min加载速率进行混合料低温劈裂试验。沥青混合料低温劈裂试验破坏强度变化规律如图3所示。

图3沥青混合料低温劈裂试验破坏强度变化规律

从图3的关系图可以看出沥青混合料劈裂破坏强度随温度的变化较为明显。该试验中岩沥青改性沥青的脆化点为20℃左右，基质沥青在-27℃时破坏强度已经增长较为缓慢，从而认为其脆化点也在该温度附近，而SBS沥青强度增长速率还较为明显，其脆化点温度应该更低，从该结果可以认为SBS沥青的低温性能最优，而岩沥青的低温性能最差。

3.3 岩沥青改性沥青掺量对混合料水稳定性的影响

对不同岩沥青掺量改性沥青混合料进行冻融劈裂试验，来评价其抗水损害能力，试验结果见表4。

表4岩沥青改性沥青混合料的冻融劈裂试验

沥青种类 基质沥青 5%岩沥青 7.5%岩沥青 10%岩沥青

RT1，MPa 0.98 1.32 1.29 1.62

RT2， MPa 0.88 1.23 1.24 1.46

TSR，% 89.5 92.8 96.2 90.3

试验结果表明，岩沥青改性沥青混合料抗水损害性能得到了明显的改善，随着掺量的增加，混合料抗水损害性能逐渐增强，当掺量为7.5%时TSR值到达峰值，当岩沥青掺量继续增加，混合料TSR值迅速降低，从试验结果来看，岩沥青掺量过高会导致混合料抗水损害能力的降低，因此建议岩沥青掺量不应过高且不宜超过7.5%。

综合对以上岩沥青改性沥青混合料路用性能的研究发现，岩沥青改性沥青混合料抗车辙和水损害的性能得到了较好的改善，但是该混合料的低温性能较差。综合考虑以上因素建议岩沥青掺量不应过高且不宜超过7.5%。

4 结论

由于沥青路面高温稳定性不足出现的车辙不仅影响行车的舒适性和快速性，而且影响行车安全。沥青混合料的高温性能受到诸多因素的影响，这些因素涉及到材料、设计、施工及气候、荷载等方面。显然，改善沥青混合料的高温性能应针对这些因素采取相应的措施，岩沥青是一种适宜推广的改善沥青路面高温稳定性的材料，通过对青川岩沥青改性沥青及其混合料的研究得出如下结论：

（1）通过对不同掺量的岩沥青改性沥青性能进行研究得出：随着岩沥青掺量的增加，改性沥青的针入度减小、温度敏感性明显降低；软化点增大、高温稳定性大幅提高；低温性能有所改善。并且当综合考虑以上各性能指标，青川岩沥青的掺加量不宜超过7.5%。同时在该范围掺量下，改性沥青不易离析；便于储存。

（2）通过对岩沥青改性沥青拌合工艺的研究，确定了其拌合流程。同时当以针入度、135℃布氏粘度、15℃延度、60℃低频剪切粘度(LSV)作为试验结果的评价指标时，得到了沥青拌合中发育温度、发育时间、剪切温度、剪切时间的影响程度及控制参数。

（3）通过对不同掺量的岩沥青改性沥青混合料路用性能进行研究得出：岩沥青改性沥青可以提高混合料抗车辙和水损害的性能，但是对提高混合料的低温性能作用不大。

参考文献

[1] 马敬坤，李中秋．国产天然沥青路用性能试验研究．公路交通科技，2004，21（9）：25~27

[2] 克列采尔(原苏联) ．地沥青、沥青及柏油[M]．北京:高等教育出版社，1958

[3] 陈旭，姜开明．布敦岩沥青改性沥青混凝土配合比设计．山东交通学院学报，2005，13（2）：35~38

[4] 董志伟.印尼布敦岩沥青(BRA)在路面工程中的应用研究[J].山西交通科技，2004，(1)

[5] 樊亮，申全军，张燕燕.天然岩沥青改性对沥青路面性能的影响[J].建筑材料学报，2007，10(6)

[6] 周富强，周必功，李保国等.岩沥青改性沥青应用研究[J].公路，2006(12)

[7] 王晓燕.国内外天然沥青路用性能比较研究[D]：[硕士学位论文].西安：长安大学，2006

[8] 王从曾．材料性能学．北京：北京工业大学出版社，2001

天然沥青篇3

关键词：公路；沥青路面；改性沥青

沥青路面主要包括以下使用性能：低温抗脆裂性能、高温抗车辙性能、耐久性和路面表面特性等。通常，这些性能的要求是相互制约和矛盾的，比如，增加了某一方面的性能同时就会降低另一方面的性能。例如我们想让沥青路面的高温抗车辙能力提高，就会采取增加集料数量，使用用粗级配的集料，采用集料粒径较大的，适当使沥青用量减少等方法，但是这样的混合料有在低温的时候劲度大，具有较差的抗疲劳性，容易开裂的问题。可以通过沥青改性来克服这些矛盾，沥青经过改性，就能改善沥青的各项技术指标。

从狭义来说，改性沥青一般我们指的是聚合物改性沥青，有很多种类的聚合物用来改性，可以将其分为3类。

（1）橡胶类 ：例如丁二烯橡胶（BR）、乙丙橡胶（EPDM）、氯丁橡胶（CR）、丁苯橡胶（SBR）、天然橡胶（NR）等。

（2）热塑性橡胶类：也即热塑性弹性体，例如苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物（SIS）、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（SBS）等。

（3）树脂类：热固性树脂，如环氧树脂（EP）；热塑性树脂，如无规聚丙烯（APP）、聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）聚酰胺等。

通过研究知道掺入SBS改性剂后的兰炼沥青感温性指标PI值增大，当SBS的掺量从 0 %增加到12%，沥青的PI值就由- 1.033增大到1.715，沥青的胶体结构就由溶凝胶型胶体向凝胶型胶体结构方向转变。通常我们用沥青的针入度指数（PI）来描述沥青的感温性，沥青的针入度指数（PI）的值越大，那么则说明沥青的温度敏感性越低。通过研究知道，沥青经过改性后，温度敏感性变小，也就是说经过改性后的沥青性能受温度变化的影响不大，温度敏感性低。当增大改性剂的加入量后，PI值增大。掺入改性剂SBS后，当量软化点从45.3℃提高到 49.2℃～59.5℃，提高了9%～31%，这表明沥青经过改性后，改善了它的高温稳定性，而且改性剂加入的量越多，高温稳定性改善越明显；随着SBS改性剂加入量的增加，当量脆点也逐渐降低，由-14.9 ℃降低到-18.6℃～-31.0℃，降低了25%～108%，也就是说明显改善了沥青的低温抗裂性。

SBS改性沥青的优越性主要体现在软化点大幅度提高的同时，它的低温延度又能明显增加，它的感温性能很大程度改善了，并且加大了弹性恢复率，所有指标都是处于一个良好状态。通过沥青混合料的改性试验，和车辙试验的动稳定度等指标也能得到相同的结果。SBS改性沥青相比其它改性剂有它无与伦比的优点，因此我国改性沥青应该主要研究SBS改性沥青。当前，SBS改性沥青的价格比以前低很多，单凭成本来说，它也足可以与其他改性沥青竞争。

通过研究橡胶粉改性沥青知道，使用不同粒径的胶粉对沥青进行改性，得出的结果也是有一定的区别。使用大粒径的胶粉对沥青进行改性，能较好地改善沥青的软化点、弹性恢复等，而使用小粒径的胶粉对沥青进行改性，则能明显提高它的延度，同时沥青针入度的降低也比较小。因为越细粒径的胶粉，越容易在沥青中溶胀，也有利于提高沥青的针入度和延度，但如果胶粉在沥青中溶胀性有限的话，那么过细粒径的胶粉难以在沥青中形成骨架结构，也会减弱沥青的弹性恢复，并且一旦温度升高，容易造成流动变形，也就是说软化点降低了。

通过研究不同含量的基质沥青软组分知道，不同含量制造出来的改性沥青针入度大小也会不同。当增加SBS加入量时，改性沥青的针入度就减小了，这是由于加入SBS过后就开始吸收沥青中的一些软组分所造成的，加入越多的SBS，就能越充分地吸收沥青中的软组分，这样通过加入SBS在沥青中形成网络结构后，进一步降低了改性沥青的针入度。对改性沥青和基质沥青的组分进行分析得知，天然沥青中沥青质和胶质的含量均较高，把它掺入石油沥青中以后，能够在很大程度上改变原来基质沥青的组分比例，从而形成新的沥青组成结构和胶体体系，极大地改善了沥青的抗高温能力。

因此沥青的选择及改性剂的选择应该遵循在常年高温地区，选用针入度较小的沥青，选用塑料类（PE、EVA）或SBS等改性剂；在常年低温地区，应该采用针入度较大的沥青，并选用低温性能较好的改性剂（如SBR等）；在对高低温性能都有要求的地区，则可以选用SBS或者复合改性剂。

天然岩沥青常年与自然环境共存，具有稳定的性能，抗水损坏能力、抗老化性能、抗车辙性能均较好而且还具有较高的强度。研究认为它的性能主要有以下几个特点：①天然岩沥青中含氮量高，而且氮以官能团的形式存在，沥青路面的抗水损坏能力明显提高了；②天然岩沥青抗老化能力以及抗微生物侵蚀功能均较强；③岩沥青的软化点高，通常都在150℃以上，用它进行改性能够明显提高沥青路面的高温稳定性。用改性岩沥青防水层非常适合作为夏季气温较高地区的高速公路的防水层，如果大规模推广改性岩沥青防水层，相信能给公路建设带来较大的经济和社会效益。

综上所述，我们知道基质沥青经过改性以后，大幅度降低了温度敏感性，沥青的脆点降低了，能让沥青在寒冷季节不发脆，拥有柔性和韧性，路面裂缝减少了，石料与沥青的粘结力也提高了，防止了石料受水的作用造成松散、剥落；另一方面沥青的软化点大幅度提高了，路面的高温抗推拥和抗车辙能力也提高了。沥青经过改性以后，能有效地延长路面的使用寿命。

参考文献：

[1] 叶智刚，橡胶粉改性沥青的研究[J]. 武汉理工大学学报，2003.

天然沥青篇4

沥青面层八大项检测都包括：路基厚度检测、道路弯沉检测、原材料质量检测、原材频率检测、底基层试件检测、沥青质量检测，沥青厚度检测、沥青层面频率检测。

沥青是由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂混合物，是高黏度有机液体的一种，呈液态，表面呈黑色，可溶于二硫化碳。沥青是一种防水防潮和防腐的有机胶凝材料。沥青主要可以分为煤焦沥青、石油沥青和天然沥青三种：其中，煤焦沥青是炼焦的副产品。石油沥青是原油蒸馏后的残渣。天然沥青则是储藏在地下，有的形成矿层或在地壳表面堆积。沥青主要用于涂料、塑料、橡胶等工业以及铺筑路面等。

（来源：文章屋网 ）

天然沥青篇5

关键词: TLA; 改性沥青; 路用性能

0 引言

我国目前路面的主要应用材料是沥青混凝土，天津也是如此。近十年来，随着天津经济的迅猛发展，天津地区道路交通量迅速增加，特别是车辆载重明显增大，以往利用普通沥青修筑的路面都发生了不同程度的损坏。由此可见，按常规设计的传统连续级配纯沥青混凝土的路用性能，特别是高温稳定性、低温稳定性和抗水破坏性已不能完全满足现在的使用要求。因此，引进一种路用性能更佳的沥青作为路面的使用材料已迫在眉睫。这就要从材料及施工工艺上提高沥青混凝土的使用性能，提高路面使用的耐久性，以满足天津地区道路的使用要求。

1.TLA( 特立尼达湖天然沥青)简介

特立尼达湖沥青（简称TLA）是世界上最有名的天然沥青，由于它经过了几千万年的长时间，在地壳压力和高温的作用下充分氧化形成的天然物质，所以它具有软化点高、热稳定性好、抗氧化能力强、耐油、耐酸碱等优点。[1]早在1880年，美国华盛顿特区在几个城市街道的路面工程中已应用了TLA，后来主要应用在重交通路段、飞机场、桥面铺装、高速公路等。此外，TLA在英国和德国等其它国家也得到了广泛应用，有效提高了路面的使用寿命，降低了维修养护的费用。[2]我国上世纪70～80年代曾经对TLA进行过研究，并在北京、山西、浙江等地铺筑了试验路，均表现出良好的路用性能，但由于当时TLA价格高而国产沥青价格低的原因没有在中国推广。时至今日，国家的经济实力有了大的提高，而且国内外沥青的价格有了相当大的变化，TLA改性沥青价格已经比SBS改性沥青的价格略低，因此TLA再次得到了普遍关注。

2.TLA改性沥青的技术性质

参考国内外有关的研究成果，及材料供应商的建议，在实验室内按以下方法制备TLA改性沥青：分别预热基质沥青及TLA到140℃和160℃，按30：70的比例将基质沥青与TLA拌和，提高温度到170℃时搅拌30分钟，即制成TLA改性沥青。然后进行TLA改性沥青的技术性质试验，试验结果见表1。

4.在天津地区的应用实例

为了验证TLA改性沥青混合料在天津地区的实际应用效果，在大规模铺筑以前，进行了试验段铺筑，通过对试验段施工确定了TLA改性沥青混合料的施工工艺，并通过后期检测，对其效果做出了评价。实验路铺筑时天气晴朗，环境温度为30～35℃，试验段长度为400米，实施的层位为沥青路面的中面层。

4.1 施工工艺及注意事项

结合《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F50-2004），通过实验段施工总结，其基本的施工工艺流程如下：

⑴试验段沥青混合料生产之前需确保拌合机运转正常，生产配合比以及加料顺序合理。

⑵拌和机向运料车放料时，汽车应前后移动，分堆装料，以减少粗细集料离析。连续摊铺过程中，运料车在摊铺机前10～30cm处停住，不得撞击摊铺机。卸料过程中运料车应挂空档，靠摊铺机推动前进。

⑶摊铺机必须缓慢均匀连续不间断地摊铺，不得随意变换速度或中途停顿，以提高平整度，减少混合料的离析，摊铺速度宜控制在3～5m/min的范围内。

⑷为保证压实度和平整度，应做到初压和复压的压路机紧跟碾压。一般情况下每幅摊铺范围（不超过6m）内需要配置1台初压钢轮压路机，1台胶轮压路机进行组合，1台终压钢轮压路机，如果采用双机梯队或者一次性摊铺宽度超过6m摊铺作业时，推荐采用2台初压钢轮、2～3台复压胶轮，1台终压钢轮吨位，针对不同的环境温度及其不同的混合料类型，需要对碾压方式及遍数进行调整。

⑸初始碾压温度控制在170～180℃之间，复压温度为160～170℃，终压温度为150～160℃，碾压完成温度为130～140℃。

⑹压实完毕摊铺机退场后，路面温度降到50℃以下，画线完毕后，在道路没有超载车的情况下，可开放交通。

4.2 应用效果

TLA改性沥青混合料路面试验段施工后第二天进行取芯样，用表干法测定试件的毛体积相对密度，并选定测点对路面的抗滑性能及渗水性能进行了检测，结果见表6。[5]

由表6的检测数据可以看出，TLA改性沥青混凝土表面层压实度、空隙率、渗水系数、构造深度等指标均满足《公路沥青路面施工技术规范》对热拌沥青混合料的要求，综合性能良好。

5.结论

从室内试验及试验段的检测结果可以看出，TLA改性沥青混合料的室内试验结果优异，路用性能良好，能够满足天津地区的道路使用要求。TLA改性沥青与SBS改性沥青相比可节省大量的投资。TLA改性沥青抵抗融雪剂、燃油、微生物侵蚀的本领异常突出,因此可以大大增加使用年限，减少维修次数，从而节约公路运营成本。因此，适宜在天津地区大面积使用。

参考文献：

[1] 沈金安. 特立尼达湖沥青及其应用前景[J].国外公路，2000,20(2):28-31.

[2] 沈金安. 特立尼达湖改性沥青的性能[J].国外公路，2000,20(3):30-32.

[3] 王都兴，徐利梅，贾锦绣．沥青混合料 AC－20 配合比设计 ［J］． 路基工程，2009 ( 5) : 145－146．

[4] JTGF40-2004，公路沥青路面施工技术规范[S].

[5] JTG E60-2008，公路路基路面现场测试规程[S].

天然沥青篇6

关键词 橡胶沥青；胶粉；水稳定性；橡胶改性沥青

中图分类号U416.217 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）41-0079-03

0 引言

随着我国的经济快速发展，我国汽车拥有量越来越多，但随之而来的承受的环保压力，据统计，一般来说，每一辆车的寿命只有11年~12年，而轮胎寿命确仅有2年~3年，每一个轮胎需要30kg~40kg橡胶，平均下来，一辆车每年产生10kg废旧轮胎。我国在2004年废旧轮胎的产生量已经超过了1.12亿条，预计到2011年将会超过2亿条，可见废旧轮胎已经成为最大的固体废物来源，

自改革开放至今，是我国公路建设历史上发展最快的时期。随着我国汽车工业的飞速发展，作为废旧轮胎的数量也随之增加，已成为目前人们社会关注的重大环保课题。而经过国内外的研究，在沥青中添加橡胶粉，制成分散均匀的改性沥青能够显著的提高沥青的各项性能。 这就为废旧轮胎的处置提供一个新方案，因此，用胶粉改性沥青既能提高沥青及沥青混合料的路用性能，又能对使废旧轮胎资源再利用，解决环保难题，是件双赢的事情。本文借鉴国内外的研究成果，对胶粉改性沥青及沥青混合料的性能进行探讨和研究。

1 主要研究内容和技术路线

在他人的研究基础上，通过室内试验，使用废旧轮胎胶粉对沥青进行改性，并对橡胶沥青混合料水稳定性进行分析。具体研究内容如下：

1）探索废旧橡胶轮胎胶粉改性沥青机理，并探索橡胶沥青的基本本质；

2）利用室内试验研究改性过程中制备温度、改性时间、胶粉目数及胶粉掺量等不同因素影响下橡胶沥青性质的变化；

3）对橡胶沥青混合料水稳定进行研究，并分析不同的胶粉目数和胶粉掺量对橡胶沥青混合料水稳定性的影响。

根据以上的研究内容，所采取的技术路线如图1。

2 胶粉与沥青改性机理与制备工艺

2.1 胶粉

胶粉是有废旧轮胎经过机械破碎而成，其成分主要为天然胶（NR）和丁苯橡胶等，其橡胶含量为55%左右。橡胶分可根据其生产工艺、及粒度大小和原料的来源进行分类。按胶粉的生产工艺可分为，常温碎粉，低温粉碎和常温化学法等，而最近正在探索和研究的方法有臭氧粉碎法、高压爆破法、高温超速粉碎法，助剂侵混破碎法、高压射击破碎法等。

胶粉的组成主要有天然橡胶（NR）和丁苯橡胶（SBR）等，其橡胶的含量有55%左右。天然橡胶的化学构成被看作异戊二烯的多聚体（C5H8），也有人认为，天然橡胶是由异戊二烯基聚合而成。关于天然橡胶的结构主要有两种说法，一是环状结构；另一种是线状结构。有人也认为天然橡胶是由4个或5个异戊烯基的环所组成，但是对于天然橡胶的胶体结构国内外尚无统一的看法，最近比较流行且一致的说法是目前天然橡胶具有链状结构。

丁苯橡胶是有丁二烯和苯乙烯的共聚物，其玻璃化温度为60℃，与SBS同族，其差异仅为丁二烯的含量不同。有人利用维茨法测定的丁苯橡胶的不饱和度，并不超过理论的89%，这说明这表明聚合物结构中含有支链，并且分子链还带有横键。

2.2 胶粉沥青改性机理

目前认为轮胎胶粉改性沥青的主要有以下几种机理：胶粉改善沥青流变性，胶粉在沥青中的溶胀及相容性机理，胶粉的增强作用机理。重庆交通大学认为以上理论在胶粉与沥青相互作用都有可能存在，只是发生的时间和程度有所不同。并提出胶粉与沥青的改性机理为沥青和胶粉共混初期的溶胀和混溶到一定阶段的新胶体结构的形成。胶粉作为改性剂加入到沥青中，在沥青轻质组分的作用下，胶粉体积会变大，即发生了溶胀，胶粉发生溶胀后界面性质发生了变化，使得胶粉与沥青发生界面作用，致使二者不会发生分离。也使得沥青质形成了另外一种形式的胶体结构，组分比例发生了变化，从而使得沥青的性能得到了改善。并使得胶粉改性沥青既非全新的材料，也不是沥青结构的重复，而是一种具有原沥青和胶粉特点的新结构。

而鉴于橡胶改性沥青的良好性能，对橡胶沥青的微观结构的变化进行分析，进而阐述橡胶改姓沥青机理，而目前的研究认为橡胶沥青主要具有4种微观结构：

1）胶体的结构改性

沥青中加入的胶粉能吸附沥青中的某些组分，沥青中与改性剂结构相似的轻组分（主要是油蜡） 经过渗透、扩散进入橡胶网络，橡胶结构发生溶胀现象， 这便能显著的降低游离蜡含量，沥青组分的变化使得含蜡量很高的沥青的胶体结构从溶胶结构转变为溶-凝胶型结构，沥青的感温性显著下降， 其他各项指标也得到明显的改善，表现为沥青的针入度增大，软化点升高 ，沥青升温过程中的相变吸热峰下降明显，粘温Arrhenius 方程中粘流活化能减小。

2）相容性改性

由于橡胶和沥青内部的分子组成不同，其化学结构上存在着很大的差异，属于热力学上的相容性不好的体系。Maccarrone 认为橡胶在沥青中的理想状态是细分布但并非完全溶解，橡胶在沥青中均匀的分散，成丝状体系能与沥青质胶团分布于沥青油分中，便会构成了一个稳定的且不发生相分离的相容体系，此时油蜡组分因与橡胶的溶度参数相近便会缓慢地扩散进入橡胶链段的空隙中 ，即使的橡胶链段松动、脱离以至溶解。国内外很多专家学者都曾对不同来源的沥青与各种橡胶进行过相容性研究，认为各种类的沥青因其组分含量不同而与橡胶胶粉的相容性不同，相容性好的体系其沥青性能指标优于相容性差的体系。

3）橡胶的增强作用改性

橡胶胶粉在沥青中的体积小数量多，其在低温时可产生很大的高度的应力集中，诱发大量的银纹及剪切带，而且可以在诱发过程中耗散大量的能量，故橡胶沥青拥有很好的抗冲击性能及可塑性，而橡胶粒子较大时能防止单个银纹的生长和断裂，胶粉颗粒不致于很快发展为破坏性裂纹，这个特性能大大改善沥青的低温柔韧性。

2.3 橡胶沥青的制备工艺

橡胶沥青制备工艺分为干法（Dry process）和湿法（Wet process）两类，干法是将胶粉直接掺入沥青混合料拌和锅中进入拌和，胶粉掺加量一般为沥青混合料的2%~3%左右，此工艺是是将废旧橡胶颗粒充当集料使用。湿法是将胶粉先在160℃~200℃的热沥青中充分混融，通过机械能和热能及化学的方法，使胶粉降解溶胀，胶粉的添加量一般为沥青量的15%~20%。湿法工艺又包括物理混合法（溶胀法）及化学改性法，而化学改性工艺一般很难控制，故现在采用的多是溶胀法。

干法和湿法的主要区别如下：

1）干法采用的橡胶颗粒尺寸一般为1.0mm~6.3mm，而湿法采用的橡胶粉的粒度比较细，通常在0.1mm以下，因而干法所使用的胶粉在加工工艺上要求比较低，工艺简单，成本相对较低；

2）干法中的胶粉颗粒一般占沥青混合料的2%~3%左右，消耗的胶粉量比较多。干法在使用过程中主要是作为集料的部分，对沥青的改性作用不是很大，而在湿法工艺中，橡胶粉主要是作为对沥青的改性剂使用，以起到改善沥青性能 的作用；

3）在沥青拌合过程中，干法直接加入拌合锅内。不需要特殊的装备，而湿法工艺则对装备及施工流程控制比较严格，需要专门的施工管理。

虽然从耗能、工艺管理方面看，干法工艺比较易于推行，但由于干法不能改性沥青，有此法得到的橡胶沥青混合料路用性能没有太大的改善，而且胶粉在投入拌合锅内由于重量较轻而聚集到上部，很难充分均匀的与沥青混合料拌合，故目前国内外多采用湿法工艺生产橡胶沥青。

3 原材料与试验方法研究

3.1 原材料

3.1.1 基质沥青

本组试验选用的基质沥青是中石化（Sinopec Group）-90重交沥青，以下简称SG-90。

3.1.2 胶粉

本文采用的废旧橡胶粉是国内生产的废旧轮胎胶粉。胶粉符合表3的物理指标和化学指标要求：

3.2 试样制备与测试

胶粉改性沥青是胶粉均匀的分散在沥青中而形成一种悬浮液，从而使沥青的胶体结构发生改变，赋予沥青新的性质，这也是废旧橡胶胶粉改性沥青的主要机理。利用胶粉改性沥青虽然工艺比较简单，但是在制备过程要严格遵循设计环节，才能保证橡胶沥青的性能。胶粉改性沥青的环节如图2所示。

图2橡胶沥青生产流程

进过研究，在胶粉改性沥青之前，需要对胶粉和沥青做一些准备工作，主要包括：

1）胶粉在添加之前需要除去水分，但胶粉在烘干时一定要把握温度，温度太低，胶粉的水分去除不彻底，而胶粉温度太高时，可能会破坏胶体的网络结构；

2）由于橡胶沥青不容易保存，所以一旦橡胶沥青制备完成，需要立即对其各项指标进行测试，以免橡胶沥青性质改变；

3）胶粉在加入热的沥青中时，要边搅拌边加入，而且加入速度要放缓，以免沥青溅出；

4）沥青在高速剪切搅拌时，速度要有慢到快，使转速逐渐稳定，同时需要时刻控制搅拌温度，以防温度太高造成胶粉结构改变和沥青的老化。

3.3 橡胶沥青的指标

橡胶沥青改性后的，沥青的性质即发生了变化，由于与其他改性沥青的改性机理存在差异，一些评价普通沥青与评价改性沥青的指标可能不太适用，本研究经过分析国内外的研究成果，选取软化点、针入度、延度、弹性恢复指标。

1）软化点指标测定（环与球法）

沥青是非晶体指标，并无确定的熔点，软化点是将沥青试样注于规定尺寸的铜环内，其上放置一规定质量（3.5土0.05）9的钢球，以5℃/min的升温速度加热，沥青软化，钢球从沥青试样中沉落至规定距离的底板时的温度，以℃表示。道路沥青的软化点表示在一定的外力存在下，沥青受热从固态或粘稠不易流动的物态转变为具有一定流动能力的物态的温度。软化点实质上反映沥青的粘度，与沥青的标号有关，是一种条件粘度，即在等粘度条件下以温度表示的一种粘度。软化点反映沥青的温度敏感度，一般为，软化点高，则其等粘温度也高，温度稳定性也好，或者说热稳定性好。

2）针入度

反映沥青的流变学性能，实质上表示的是测试温度下沥青的粘度针入度用以划分沥青的标号。针入度越小，表示沥青的稠度越大；反之，则稠度越小。针入度是在规定的温度、附加荷重和荷重作用时间的条件下，标准针贯入沥青中的深度，以0.1mm表示。通常如不特别注明，则温度为25℃，附加荷重为（100±0.1）g，贯入针时间为5s。但有时也可以变化温度、荷重或贯入时间。本次试验温度分别为25℃。

3）延度测试

延度是沥青在一定温度下，按一定速度拉伸至沥青断裂的长度，以cIn记。

通常试验温度为25℃、15℃或5℃。而我们本次试验为测得低温性能指标，延度反映沥青条件延性的指标。沥青的延性是当其受到外力的拉伸作用时，所能承受的塑性变形的总能力。延度越大，沥青的柔韧性越好。如在低温下延度越大，则沥青的抗裂性越好。沥青延度与其粘度、组分有密切关系。一般来说，延度大的沥青含蜡量低，粘结性和耐久性都好；反之，含蜡量大，延度小，粘结性和耐久性也差。因此，延度是表征沥青性质的重要指标。

4）粘度

沥青的粘度指标可以评价沥青的高温性能，而目前粘度仪器的原理是将已知表面积的转子浸入试样管之沥青中，以固定速度旋转时，即对沥青试样产生一固定剪应变率，此时试样对此种转动速率的阻抗力大小，经由仪器内部的扭力弹簧测得，经由适当换算成为造成转动所需的剪应力，剪应力除以剪应变率即为沥青试样的粘度。在固定温度下，以不同转速测得沥青试样的粘度，用简单线性回归，可求得沥青试样的粘度。

5） 弹性恢复

弹性恢复主要用来评价热塑性橡胶类聚合物改性沥青的弹性恢复性能。即测定用延度试验仪拉长一定长度后的可恢复变形的百分率。弹性恢复指标作为评价改性沥青性能的新指标己被广泛使用，并己经增补列入我国的《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ051-2000）中。弹性恢复性能指标用来反映改性沥青弹性性质增加的程度。弹性好的沥青在外力作用下所产生的变形能够逐渐恢复，所剩的永久变形较小，因此弹性恢复可以衡量路面受力后变形的恢复能力。沥青的弹性恢复能力的提高可以减小荷载作用的残余变形，减少路面的损坏。

4 试验结果及分析

通过分析，橡胶沥青在改性过程中，控制搅拌时间对沥青改性效果非常重要，经过实验得出以下结论：

1）经过实验研究，橡胶沥青的搅拌时间对沥青的各项性能均有改善，并存在着合理的搅拌时间，橡胶沥青的最佳搅拌时间应充分考虑胶粉的类型和橡胶沥青的改性目的；

2）搅拌时间对沥青改性效果的影响主要是胶粉中溶胀反应和脱硫降解的反应占据的主导作用不同引起的，在一定的范围内，随着搅拌时间的增加，胶粉中的溶胀作用起主要的作用，此时橡胶沥青的性能随搅拌时间的增加越来越好，当超过一定范围后，橡胶沥青的性能随搅拌时间的增加反而越来越差。

5 橡胶沥青混合料水稳定性分析

根据国内外的研究，橡胶沥青混合料的高温性能、低温性能均有不同程度的提高，但其水稳定性能确不尽人意。沥青的水稳定性是指沥青路面抵抗水损害的能力，而沥青路面水损害则是指沥青路面在水或者冻融循环的作用下，经过车辆重复的荷载作用，进入路面空隙的水在真空负压力的反复抽吸循环作用下水分逐渐进入沥青与集料的界面，使得沥青粘附性降低并使沥青结合料逐渐丧失粘结能力，沥青混合料出现掉粒，松散，继而沥青路面出现了松散、坑槽等水损害现象。

5.1 试验方法研究

5.1.1 浸水马歇尔试验

此试验方法是我国现行规范规定的评价沥青混合料水稳定性的方法，其试验过程如下，试件分两组：一组在60℃水浴中保养0.5小时后测其马歇尔稳定度S1；另一组在60℃，水浴中恒温保养48小时后测其马歇尔稳定度S2，计算残留稳定度

S0=x100。

5.1.2 冻融劈裂试验

冻融劈裂试验是模拟实际路面上受到的水的影响集中、强化的作用。其饱水过程包括真空饱水、冻融和高温水浴等3个过程。将试件分两组：一组在25℃水浴中浸泡2小时后测试劈裂强度R1；另一组先在25℃水中浸泡2小时，然后在0. 09MPa浸水抽真空15min，再在-18℃冰箱中置放16小时，而后放到60℃水浴中恒温24小时，再放到25℃水中浸泡2小时后测试其劈裂强度R2；计算其残留强度比：

R0=x100%

5.2 总结

通过对橡胶沥青混合料的水稳定性进行研究，得出以下结论：

1）各试验方法对橡胶沥青混合料的水稳定性评价有不同的结论，如不同胶粉数目对沥青混合料的水稳定性研究，可发现采用浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验得出的结论正好相悖，这可能与不同 试验方法对沥青性能的关注点不一样；

2）通过胶粉掺量对橡胶沥青混合料的水稳定性分析，可发现，25%的胶粉掺量是沥青混合料水稳定性的最佳掺量，这也与前文分析胶粉掺量对沥青改性效果的结论一致；

3）沥青混合料的水稳定性关系到沥青路面的抗水损害能力，而橡胶沥青路面的水损害问题是制约橡胶沥青发展的重要因素，故在橡胶沥青混合料的设计中需要对沥青路面的水损害问题引起足够重视。

6 结论

经过试验数据分析，改变胶粉的掺量、胶粉的目数、胶粉的搅拌温度都对沥青的各项性能有着影响。胶粉的掺量越多，沥青的水稳定越好，但确定胶粉的掺量时，还要考虑沥青混合料的其他路用性能。最终达到胶粉改性沥青提高沥青及沥青混合料的路用性能，又能对使废旧轮胎资源再利用，解决环保难题，一举两得。

参考文献

[1]Nabi M.AI-Akhras，Mohammed M.Smadi.Properties of tire rubber ashmortar cement[J].Cement and Concrete Composites，2004，26(7)：821-826.

[2]孙祖望，陈飙.橡胶沥青技术应用指南[M].北京：人民交通出版社，2007.

[3]袁德明，刘冬，廖克俭.废旧橡胶粉改性沥青研究进展[J].合成橡胶工业，2007，3.

[4]游庆龙.废旧轮胎橡胶粉改性沥青SMA.混合料性能的研究[Dl.长安大学硕士学位论文，2008.

天然沥青篇7

沥青没有固定的熔点。沥青是由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂混合物，是高黏度有机液体的一种，呈液态，表面呈黑色，可溶于二硫化碳。

沥青是一种防水防潮和防腐的有机胶凝材料。沥青主要可以分为煤焦沥青、石油沥青和天然沥青三种：其中，煤焦沥青是炼焦的副产品。石油沥青是原油蒸馏后的残渣。天然沥青则是储藏在地下，有的形成矿层或在地壳表面堆积。沥青主要用于涂料、塑料、橡胶等工业以及铺筑路面等。

（来源：文章屋网 ）

天然沥青篇8

关键词：维护；损害；管理养护方法

中图分类号：U416文献标识码： A

引言

近年来，我国道路工程建设发展迅速，其中沥青路面的广泛铺设进一步改善了交通运输环境，为我国的经济发展创造了良好条件。同时，沥青路面病害的频繁发生给我国交通运输造成不良影响，因此有关沥青路面养护方面的探讨，受到越来越多业内人士的广泛关注。

一、沥青路面的含义

沥青路面，顾名思义，是指掺入路用沥青材料在矿质材料中铺筑的各种类型的路面。沥青结合料提高了自然因素对路面损害的能力和铺路用粒料抵抗行车，使路面平整少尘、经久耐用、不透水。因此，道路建设中沥青路面是一种被最广泛采用的高级路面（包括次高级路面）。沥青路面有多种分类方法，按沥青材料品种不同分为：煤沥青路面、石油沥青路面、天然沥青路面和渣油路面；按集料种类不同分为：沥青砂、沥青土、沥青碎（砾）石混合料等。但较普遍的分类方法是按其技术品质、施工方法和使用特点分为：厂拌沥青碎石路面、沥青贯入式路面、沥青混凝土路面、沥青表面处治路面和路拌沥青碎（砾）石混合料路面。

一、沥青路面早期破坏的现象

沥青路面早期破坏的现象有：裂缝、车辙、坑槽等几种。这些病害极具严重性和普遍性，为公路工程质量通病之一。车辙是指路面上产生的纵向带状凹槽沿行车轮迹，深度1.5cm以上。在行车荷载重复作用下，车辙路面产生的带状凹槽是永久性变形积累形成。车辙使路面的平整度降低，当车辙达到一定深度时，由于辙槽内积水，汽车飘滑极易发生而导致交通事故。产生车辙的原因主要是由于车辆严重超载以及设计不合理导致的。产生裂缝后，沥青路面导致渗水，危害面层和基层。从宏观上看裂缝主要有四大类型：(1)横向裂缝；(2)纵向裂缝；(3)块状裂缝；(4)龟裂。无论是哪种裂缝，都是对路面的一种结构性破坏，对路面的行车功能在其发展的初期还未产生大的影响，但在行车荷载，雨水以及温度等的作用下，必将进一步发展其破坏程度，最终会导致行驶功能降低，引起路面结构的破坏，影响行车安全。

二、沥青路面病害成因

沥青路面病害以裂缝最为常见，当裂缝进一步蔓延就会造成沥青路面的功能性破坏，大大缩短路面的使用寿命。经多年的沥青路面工程实践可知，沥青路面裂缝的产生主要由以下原因造成：

（一）、车流量大，超载严重

车流量大是造成沥青路面出现裂缝的重要原因之一。首先，沥青路面设计主要依据当时车流量而定，但是我国车辆数量增长迅速，每天都有大量车辆涌向道路。在这些车辆的反复碾压下路基稳定性受到不良影响，致使沥青路面性能老化程度快于预期目标，进而导致裂缝病害的发生。同时因车流量大，超载车辆比例随之增加。这些超载车辆给沥青路面带来的破坏最为严重，容易使沥青路面出现推移、路面开裂等不良状况。

（二）、排水不畅，积水过多

沥青路面不能及时将积水排出，使积水深入到路面深层，并在车辆反复碾压的作用下，使沥青原料的粘着性发生改变，最终导致裂缝的产生。引起沥青路面排水不畅的原因较多，主要体现在以下方面：

首先，路面结构设计不合理。当前，部分沥青路面工程建设过程中多采用水泥碎石基层，该基层虽属于稳定性较好的半钢基层，但是透水性能差于透水性基层。部分沥青路面工程施工因受其他条件限制，未在路面结构中设施透水性基层，结果使积水渗入路基中。同时受裂缝的影响，路面封水性能下降，增加了积水渗入路基机率。总之，大量积水深入路基中，使路基强度和稳定性降低，从而导致路面损坏；其次，排水系统设计不合理或遭到破坏。部分沥青路面排水系统设计不合理是引起路面积水过多的原因之一。例如，部分沥青路面中央分隔带排水沟长度设计不足；有些沥青路面工程的边沟沟底有倒沟出现等。

（三）、养护维修不及时

及时养护维修是防止沥青路面病害蔓延的有效措施。但是部分路面养护维修人员，未按照规范要求及时检查沥青路面病害情况，甚至部分沥青路面根本找不到负责维修的人员。这样以来不管沥青路面出现裂缝还是其他病害，均会因无人管、无人问引发更为严重的破坏，进而影响沥青路面的正常通行。

三、沥青路面的维修养护

（一）、加强沥青路面的日常养护

首先，沥青路面养护部门应综合分析负责路段的车流量情况以及所处的自然环境，制定详细的沥青路面日常养护工作计划，明确日常养护工作流程；其次，组织经验丰富且综合素质较高的养护团队，定期检查易发生病害的路段，及时掌握沥青路面病害情况；最后，做好恶劣天气状况下的养护工作。例如，遇到大雪天气应及时组织人员除雪，防止冰冻损坏沥青路面性能等。

（二）、裂缝的维修

现在新建的高速公路路面相比较而言，裂缝现象较少发生，而由于半刚性基层反射裂缝、温度裂缝和基层强度不足在早期修建的公路中，引起的网状裂缝的出现不足为奇，对于公路而言，出现裂缝现象对其使用功能严重影响着，因而，对裂缝的处理以及对于公路沥青面层的要求，必须按高标准进行。纵横向裂缝，裂缝的大小取决于沥青面层和半刚性基层材料的抗裂性能和当地的气温。对于出现的横向裂缝，在5mm以内的裂缝宽度，灌入热沥青，在5mm以上的裂缝宽度，先用机械开槽，用细粒式沥青混合料填充、捣实。如果裂缝出现较多，由于基层强度不足而引起的网状裂缝，宜采用乳化沥青稀浆封层，应将沥青表面铣刨或拉毛，再加铺一层沥青混凝土上封层。

（三）、沥青路面车辙的维修

沥青路面出现车辙，车辙产生的原因首先要分析，是属于哪一种类型的车辙。如果是属于表层磨损过度出现的车辙，用铣刨机清除面层，然后重新铺筑沥青混凝土。大部分高速公路的车辙的出现主要是由于沥青混合料的级配问题和路面基层强度不足引起的。如果车辙是由于沥青混合料引起的，则应铣掉级配不合理的面层部分，改铺抗车辙的沥青混合料（如SMA）；如果是基层强度不足，应铣掉面层，从做路面基层，然后重新铺筑面层。

（四）、坑槽的护理

(1)路面的基层完好，仅面层有坑槽时的护理方法。垂直的坑槽修补轮廓线或划出与路中心线平行，按“圆洞方补”的原则，按长方形或正方形来进行，凿开坑槽到稳定部分，用空压机将槽底，槽壁的松动部分和尘土清除干净，然后在干净的槽底；槽壁喷洒薄层粘结沥青，随即填铺备好的沥青混合料。然后手压路机碾压，压时要确保压实力直接作用在摊铺后的沥青混合料上。采用这种方法，不会发生裂缝、裂纹等现象。 (2)若因基层局部强度不足等使基层破坏而形成坑槽，应将面层和基层完全挖除。(3)热补法修补。采用热修补养护车，将加热板加热坑槽处路面，翻松被加热软化铺装层，喷洒乳化沥青，加入新的沥青混合料，然后搅拌摊铺，压路机压实成型。

（五）、沥青路面拥包的处理

处理沥青路面拥包时，应根据拥包的形成原因和严重程度采取不同的处理方法。如因施工时使用过多的细集料或沥青原因，导致路面出现较为严重的拥包现象时，应使用机械将拥包清理干净，保证清理后低于路面10mm左右，接着将杂物清理干净后使用热沥青混合料重新做面层；如基层局部含有较大水分，致使基层和面层结合不紧密，导致路面推移形成的拥包，处理时应将出现拥包的面层处理干净，将基层晾干后重新做新面层；如因基层水稳定性不良或强度不足导致路面出现拥包时，挖除基层和路面，并填充新的材料夯实处理后，重新做面层。

结束语

沥青路面使用过程中受到车辆、天气等因素的影响极易出现病害，为此路面养护部门应加强沥青路面病害的日常检查，认真分析沥青路面病害出现的原因，从而针对不同病害采取有效的处理方法和养护措施，防止病害的进一步蔓延，以保证沥青路面处于最佳的状态，为人们的出行提供便利。

参考文献

[1] JTJ014-97.公路沥青路面设计规范[S]．

[2] JTJ073.2-2001.公路沥青路面养护技术规范[S]．