改性沥青新材料在市政道路中的应用研究

【摘要】：本文阐述了改性沥青新材料的国内外发展状况，分别从改性沥青混合料设计和改性沥青混合料施工二方面对改性沥青新材料在市政道路中的应用进行了探讨。

【关键词】：改性沥青新材料市政道路应用研究

1引言

随着国民经济的飞速发展，我国城市道路交通量剧增，车辆大型化、超载等因素导致的路面车辙渠道化、开裂和坑槽等早期破坏现象时有发生，传统的沥青混凝土路面面临着严峻的考验。

SBS 、SMA等改性沥青是近年来市政道路建设使用的一种新型沥青混台料，它是将橡胶类改性剂等高分子聚合物添加到沥青混合料，形成一定空间网络结构的沥青结合料。改性沥青路面不仅高温下粘度增大、回弹性能提高，低温下抗裂、抗水损，而且重载时车辙变形量较低，具备较高的抗滑性能和较低的交通噪声。因此，研究国内外改性沥青材料、分析和探讨其在市政道路中的应用、优化改性沥青设计和施工工艺，有效延长公路使用寿命，具有重要的现实意义和深远的历史意义。

2 改性沥青新材料国内外发展状况

国外改性沥青新材料的研究始于19世纪末的法国，迄今已有一百多年的历史。当时法国通过在沥青中添加天然橡胶对沥青进行了改性研究，半个世纪以后，改性沥青完成了天然橡胶粉或胶乳的添加到合成橡胶的成功掺配，并在公路桥梁得到了广泛的应用，改性沥青也由“特殊材料”变为“一般材料”。为此，国际合成橡胶生产协会(HSRP)召开首届橡胶沥青国际会议，并以年会的形式进行学术交流。此后，改性沥青新材料以其高低温性能和弹性恢复品质在公路上的应用取得了举世瞩目的成就。

国内改性沥青新技术、新材料研究起步较晚，但发展较快。特别是近年来，改性沥青的加工工艺和施工技术日趋成熟，从最初的简单机械搅拌到高速搅拌，发展到今天的高速剪切和胶体磨。我国的改性沥青及改性沥青混合料技术突破关键技术，完成了产学研重大科技创新成果转化，发挥优势，形成了强大的研究、开发、生产一体化体系，并率先在首都机场高速公路、厦门国际机场、山西大运高速公路等使用了改性沥青材料，开启了我国改性沥青技术的应用新篇章。我国先后颁布了JTJ 032《公路沥青路面施工技术规范》、JTJ036《公路改性沥青路面施工技术规范》，并在2004年对以上标准进行了合并修订，形成了JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》，标志着我国改性沥青技术的进步。

3 改性沥青新材料在市政道路中的应用

市政道路建设中，良好的设计配合比、合理的工艺、规范的施工方法是保证改性沥青新材料获得优良性能，延长公路使用寿命的关键。改性沥青性能，在其加工储存、现场运输、拌和等人机料法环诸多因素中，任何一个环节出现问题都会严重影响改性沥青的使用品质。因此，必须从改性沥青原材料选取、配合比设计，市政道路施工工艺等细节出发，采用科学有效的方法对关键工序进行控制，消除质量隐患和缺陷，全面增强市政道路的耐久性和抗磨性。

3.1 改性沥青混合料的设计

沥青改性剂设计要求。明确热塑性橡胶类、橡胶类和树脂类道路沥青改性剂的改性机理，根据当地气候条件、荷载条件、改性沥青技术经济性能以及现有加工条件进行经济分析等综合研究，选取适合市政道路的改性剂。

改性沥青混合料设计要求。改性沥青混合料由粒径大小不等的粗、细集料按一定比例组合而成，这种组成叫级配。级配不同，改性沥青材料不同，则物理性质差别较大因而用途各异。按集料级配不同，沥青混合料有连续级配和间断级配之分。混合料技术指标与选材要求，见表1。

表1. 混合料技术指标与选材要求

3.2 改性沥青混合料的施工

施工前准备。加大原材料进厂检验力度，对改性沥青、粗集料、细集粒以及等抗滑石料、矿粉、砂等原材料进行全面质量检测，检测合格后方可进场使用，以保证原材料符合设计图样和施工要求。

设备及人员配置。配备足够的施工机械和配件，对拌和设备、摊铺设备、压实设备和运输车辆等大型设备的配套能力进行详细的确认，确保在有效期内，施工前应做好保养、调试、试机工作，确保施工期间不发生影响施工质量及进度的故障，重要机械应有备用设备；对上岗人员进行技术培训并持证上岗；编制详细的施工方案，对操作人员做好技术交底工作，实行各工序专人负责制。

试验段施工。大面积施工前一周，必须进行试验段试铺施工。通常，试验段长度以200m为宜。通过对试铺段模拟施工，可判定改性沥青混合料的生产配合比、施工工艺以及机械设备配置的合理性，进一步完善施工组织设计。

混合料的拌和。改性沥青混合料的生产和运输是市政道路建设的重要环节。间歇式拌和机拌和，可使沥青改性剂与混合料的拌和均匀稳定和充分发挥效能，拌和步骤，见图1。改性沥青混合料拌和时间应比普通沥青混合料拌和时间长，而且由于使用了改性沥青，混合料的拌和温度会比普通沥青混合料高出15℃左右，所以应严格控制出料温度，避免温度过高导致改性沥青老化温度的出现。

图1. 改性沥青混合料拌和步骤

混合料的运输。当温度下降过猛时，改性沥青的粘度增大，会堵塞沥青罐的油管路而被迫停产造成损失，所以应保持改性沥青在生产厂的装车温度和运到混合料拌和场的温度，运输时间和存贮时间不宜超过24h，随进随用，用时多存，不用时少存；与普通沥青混合料不同，改性沥青混合料拌和后，混合料表面会结成硬壳，对施工质量造成影响，因此沥青混合料的运输过程中必须给混合料加盖油布。

摊铺和压实。检查混合料温度，不得低于出厂温度10℃，温度低于140℃的混合料禁止使用；摊铺前清扫工作面干净，并晒干水迹；路表温度低于5℃时，不宜摊铺；应采用两台或两台以上同型号摊铺机进行摊铺，两台摊铺机前后间隔不应超过20m，因改性沥青粘度较大，粘结力强，所以摊铺速度应与拌和机的产量、人员配备、施工机械配套状况相匹配，连续稳定的摊铺，是保证市政道路平整度的关键；摊铺过程，若遇突然降雨，应立刻停止摊铺，并将已经摊铺的混合料迅速碾压，如碾压成型有困难，必须对其进行铲除；混合料未压实前，任何人员不得进入和踩踏。改性沥青混合料路面应待摊铺层完全自然冷却至周围地面温度时，方可开放交通。

4 结论

综上所述，市政道路中采用改性沥青新材料可全面提高城市道路的使用性能、延长使用寿命和降低市政道路维修和养护费用。只有对改性沥青材料进行深入细致的研究，对市政道路建设的设计方案、施工方法、原材料、机械设备等因素进行综合分析和科学配置，才能严把质量关，确保改性沥青在城市道路建设中的成功应用。

参考文献：

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注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。