改性沥青的老化后指标对沥青路面的影响

改性沥青的老化后指标对沥青路面的影响

摘要:本文针对改性沥青的老化后指标对沥青路面的影响进行探讨，主要介绍了改性沥青的特点及优点,并对改性沥青道路施工的质量控制进行了论述,结合国内外的发展现状,对改性沥青路面的主要类型和应用状况进行了总结。

关键词:改性沥青;沥青路面;质量控制

1改性沥青的优越性

沥青路面的使用性能主要包括:高温抗车辙性能、低温抗脆裂性能、耐久性和路面表面特性等。基质沥青经过改性以后,温度敏感性大幅度降低,一方面使沥青的软化点大幅度提高,提高了路面的高温抗推拥和抗车辙能力;另一方面沥青的脆点降低,在寒冷季节不发脆,具有柔性和韧性,减少路面裂缝,同时使沥青与石料的粘结力提高,可以防止石料受水的作用造成剥落、松散等,沥青经过改性以后,能有效地延长路面的使用寿命。

2沥青老化后指标分析

沥青路面的冉生主要是沥青的再生。从化学组分移行出发．由于组分的移行，沥青老化后，沥青的胶体结构发生了改变，某些组分偏多，而某些组分偏少。各组分间比例不协调，所以导致沥青路用性能降低，针对这种路用性能上的改变旧沥青材料的再生沥青胶体结构理论，向旧沥青中加入一定量的再生剂，使旧沥青中的各种化学组分重新分配，旧沥青恢复原来的性质，性能达到规范所规定的技术指标要求。再生剂的作用就是可以使沥青达到施工和最终路用的粘度要求；改善再生沥青混合料，从而达到其最佳的耐久性能，提供足够的沥青胶结料以裹附外加的新集料，提供混合料设计所要求的结合料。3．3再生剂性能分析再生剂必须有利于改善IEt沥青化学组分的重新分配，并且要与旧沥青有很好的配伍关系，有溶解和分散沥青质的能力，从而改变旧沥青的化学组分及流变性能，达到道路沥青所规定的技术指标要求。有A，B两种再生剂，分别按旧沥青用置的2％，3％，4％，5％，6％的加入量，测定再生后沥青沥青的针人度，延度，软化点指标。

沥青的针入度与沥青路面的使用性能具有密切的关系，它是我国选择沥青标号的最主要的依据，对油源相同或温度敏感性相同的沥青，针入度大即较稀的沥青有较低的劲度模量，比较稠沥青的路面裂缝少。对于老化后的针人度与沥青路面的抗裂性能关系也很密切。分析数据表明，随着再生剂含量的增加针入度不断增大，使沥青的路面的抗裂性能以及高温稳定性都得到良好的改善。沥青的延度是通过在规定的速度和温度下，拉伸标准试件的焉端直到断裂的长度。延度反映了沥青的感温性，试验的结果又反映了沥青各组分的内在联系，是决定沥青使用性能的誊要支柱，针入度相同的材料，延度大的明显使用效果较好。沥青的软化点是高温条件下的性能指标，测定的方法是环与球法。分析数据表明，随着再生剂含量的增加，沥青的延度是逐渐增大的，软化点是逐渐降低的，都表明了在老化的沥青中加入再生剂对于改善沥青的性能是有效的。

当采用B型再生剂时沥青的质量分数为5％或采用A型再生剂沥青的质量分数为6％时，旧沥青的针入度，延度，软化点等各种路用性能指标都有较大程度的改善。

3改性沥青混和料的应用

3.1国内外的应用现状

在欧美等发达国家,由于高速公路网建成较早,已经进入维修养护的阶段、改性沥青主要用于:做排水或吸音磨耗层及其下面的防水层;在老路面上做应力吸收膜中间层,以减少反射裂缝;在重载交通道路的老路面上加铺薄或超薄沥青面层,以提高耐久性;在老路面上或新建一般公路上做表面处治,以恢复路面使用性能或减少养护工作量等。发达国家主要用SMA改善老沥青路面的使用性能,特别是用于承受交通荷载及高轮胎压力的道路和机场路面。改性沥青还广泛用于透水路面、稀浆封层和高刚度基层等;另外在桥梁伸缩缝、快速道路修补混合料等局部领域也应用很多。

3.2常见的改性沥青路面的种类

3.2.1SMA路面

于20世纪60年代发源于德国,现已发展成欧洲重交通道路、机场和港区道路流行的沥青混合料,随后又推广应用至美国,并在世界范围内推广应用。SMA由粗集料构成的坚固的骨架结构有优良的抵抗永久变形的能力,而填充粗集料结构空隙的沥青赋予其高度的耐久性,其粗糙的表面构造则使路面具有优良的抗滑性能和较低的交通噪声。德国于1984年建立了SMA国家标准,迄今铺筑面积超过1亿m2;一些欧洲国家也陆续建立了SMA标准,瑞典、西班牙SMA铺筑面积超过5000万m2,荷兰、法国、丹麦、挪威和波兰铺筑面积也超过1000万m2。1993年我国在广佛高速公路和首都机场高速公路首次采用SMA,首都机场路使用至今除了出现一些横向温度裂缝外,使用情况良好。1996年在首都机场东跑道和八达岭高速公路,1997年在北京长安街,也修建了SMA路面,另外河北、辽宁、山西、江苏等省也先后修建了SMA路面。

3.2.2OGFC路面

OGFC路面又称为大孔隙透水性沥青路面,它主要具有以下特点:OGFC路面即指多孔性排水沥青面层,它具有较大的空隙率,能迅速让路表降水渗入结构层内,从结构层内部排至道路边缘,使沥青路表保持相对于燥。使用OGFC路面,不仅能有效地降低因表面积水引起的水雾、水溅及晴日眩光,而且可提供足够的表面粗糙度,提高抗滑性能并能降低道路沿线噪音。美国早在1950年就开始研究OGFC,并在许多州得到了推广应用,例如亚利桑那州95%州际公路铺筑了OGFC,加上非州际公路的铺筑,总铺筑面积占道路铺筑面积的26%。

3.2.3SUPER路面

到1998年,美国利用Superpave方法的工程项目已达1339个,代表了全美1/3热拌沥青工程项目。在我国上海浦东南干线和杨高南路立交南段进行了Super路面的铺筑与研究,取得了令人满意的效果。乌鲁木齐于2001年也修建了Super改性沥青路面(用于城市快速路),西安也进行了Super改性沥青路面的铺筑试验,其路用效果还有待于进一步验证。随着时间的推移,优良的改性沥青路面结构在新的世纪里,将会在公路领域和机场道面建设中发挥越来越重要的作用。

结语

世界上石油资源是有限的，是不会再生的，过度的开采必将造成资源的枯竭。我国公路建设，尤其是高速公路的大规模建设经历了十多年的发展已取得很大成绩，目前有的高速公路已进入大、中修期。按照沥青路面的设计寿命（1 5—20年），从现在起，每年12％的沥青路面需要翻修，旧沥青废弃量将达到每年220万t之巨，如能加以利用，经济效益是相当可观的，沥青再生技术的研究是具有深远意义。

参考文献：

[1] 莫一魁,田小革,王文强.沥青使用性能随老化时间变化关系的研究[J]. 公路与汽运. 2011(02)

[2] 伍真川.老化对沥青性能的影响[J]. 公路与汽运. 2012(02)

[3] 邹桂莲,张肖宁,李智.改性沥青应用SHRP PG高温分级存在的几点问题[J]. 中南公路工程. 2012(01)

[4] 田小革,郑健龙,张起森.老化对沥青结合料高温性能的影响[J]. 公路. 2011(01)

[5] 王翠红,王子军,黄伟祈,龙军.用SHRP手段评价国产沥青的性质[J]. 石油沥青. 2013(04)

[6] 刘红瑛,林立,任伟,张涛.沥青混合料高温车辙评价指标的研究[J]. 石油沥青. 2012(04)

[7] 李文胜.老化对沥青结合料三大指标的影响[J]. 公路与汽运. 2011(05)