蘭亭高粘度改性瀝青的特點(diǎn)及施工工藝

1、蘭亭高粘度改性瀝青的特點(diǎn)及施工工藝蘭亭高粘瀝青其實(shí)與SBS改性瀝青的施工工藝，沒有很大的區(qū) 別，全部用他們的現(xiàn)有的設(shè)施就可以，把攪拌、攤鋪、碾壓的溫度略 為提高一點(diǎn)就可以的（提高510C）一種好的材料，重在性能好，而其施工應(yīng)用簡單易行，也是一種 優(yōu)點(diǎn)。高粘度瀝青的60C粘度比通常用的SBS改性瀝青高得多，雖然 仍有較好的施工性能，但在同樣的高溫下，畢竟粘度也稍微高一些， 因而需要把施工溫度略為提高一點(diǎn)。橋面的瀝青鋪裝層為什么要用高粘度瀝青，因?yàn)樗鄻蛎媸莿傂?的，較為柔軟的鋪裝層在高溫和重載的條件下，很容易產(chǎn)生剪切流動(dòng) 變形，形成車轍等病害。高粘度瀝青面層，不僅模量大，強(qiáng)度高，而 低溫柔性仍然

2、很好，很適宜于橋面鋪裝。另外，界面處理必須注意。橋面鋪裝中，這是又一個(gè)重要問題。首先，建議必須拉毛。拉毛可以成倍提高抗剪、抗拉拔能力。最好是用我們的界面瀝青。如果在河北生產(chǎn)界面瀝青有困難，那末就 熱噴高粘度改性瀝青。熱噴界面瀝青或高粘度改性瀝青的溫度為185 190C，數(shù)量為11.2kg/。碎石灑布量為56kg/m2，碎石切忌 重疊。如果熱噴設(shè)備有困難，準(zhǔn)備用瀝青乳液，則建議用乳化SBS改性 瀝青。根據(jù)當(dāng)?shù)氐那闆r和配套條件（例如設(shè)備條件），明細(xì)的施工方案 可以與SBS改性瀝青相同。1.1蘭亭高粘度改性瀝青技術(shù)性能見表1表1蘭亭高粘度改性瀝青技術(shù)指標(biāo)要求試驗(yàn)項(xiàng)目單位試驗(yàn)數(shù)值技術(shù)要求試驗(yàn)方法針入度

3、 25C，100g，5s0.1mm5045 60T0604-2000針入度指數(shù)PI0實(shí)測T0604-2000延度 5C， 5cm/minCm3030T0605-1993軟化點(diǎn)Tr&r R&BC80.075T0606-2000動(dòng)力粘度60CPa.s4150040000T0625-2000運(yùn)動(dòng)粘度135CPa.s2.250230T0611-1993溶解度%99.7699T0607-1993彈性恢復(fù)25C%8975T0662-2000貯存穩(wěn)定性離析，48h軟化 點(diǎn)差C0.62.5T0661-2000rtfot后殘留物質(zhì)量變化%0.0665T0604-2000延度 5C， 5cm/minCm2520T

4、0605-1993SHRP性能等級/PG82-22PG82-22/由表1可見，蘭亭高粘度改性瀝青的最大特點(diǎn)是60C粘度上萬 Pa.s。瀝青的粘度實(shí)質(zhì)是瀝青內(nèi)部分子間阻止相對位移的能力的度量， 粘度大的瀝青，分子之間不易發(fā)生位移，瀝青就不易變形，也就是瀝 青具有較大的勁度。預(yù)示了瀝青作為粘結(jié)料把松散的集料粘結(jié)成整體 后，在外力作用下，集料之間不易產(chǎn)生位移，具有較大的強(qiáng)度和抗剪 切流動(dòng)變形能力。瀝青的粘結(jié)力隨溫度的升高而降低，盛夏季節(jié)瀝青 路面在車輛荷載作用下，容易發(fā)生永久變形，形成車轍、推擠，致使 道路的使用性能銳減，對交通安全引起威脅。許多地區(qū)夏季瀝青路面 的最高溫度往往會(huì)達(dá)到或超過60C，這

5、是造成路面變形的危險(xiǎn)溫度。 因此，瀝青的抗高溫變形能力可以用60C粘度來表征。從表1中可以看到：這種改性瀝青不僅是60C粘度高、軟化點(diǎn) 高，抗高溫、重載的能力強(qiáng)，同時(shí)5C延度也大，表明這種結(jié)合料同 時(shí)具有優(yōu)良的低溫柔軟性，用以抵御低溫縮裂和彎曲形變疲勞裂縫的 產(chǎn)生。瀝青與集料的粘附力主要由范德華力，離子作用力和機(jī)械結(jié)合力 （高溫瀝青滲入礦料表面微孔冷卻后形成）等構(gòu)成，瀝青的高粘度強(qiáng) 化了機(jī)械結(jié)合力，因此提高了對于集料的粘結(jié)能力，提升了瀝青抗水 害的性能。從表1中可以看出，雖然這種瀝青的60C粘度很高，但135C的 運(yùn)動(dòng)粘度仍在3Pa.s以下，表明仍有良好的和易性和施工碾壓性能。蘭亭高粘度改性瀝

6、青的彈性恢復(fù)達(dá)95%，老化后5C延度還有 20cm，證明抗疲勞和抗老化能力都很優(yōu)良。上述分析說明，這種高 性能的瀝青結(jié)合料，各項(xiàng)路用品質(zhì)上乘，兼具良好的施工性。1.2蘭亭高粘度瀝青混合料的主要技術(shù)性能鑒于蘭亭高粘度改性瀝青優(yōu)良的技術(shù)性能，其混合料的品質(zhì)也相 應(yīng)提升。在杭州灣跨海大橋鋪裝體系研究中，表面層SMA13瀝青混 合料的主要性能指標(biāo)和試驗(yàn)實(shí)測值分別為：（1）車轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度DS：（試驗(yàn)條件：60C，0.7Mpa）橋面鋪裝設(shè)計(jì)要求:N3500 次/mm；試驗(yàn)實(shí)測10000 次/mm證明該混合料具有優(yōu)良的抗高溫剪切變形能力浸水馬歇爾試驗(yàn)：馬歇爾穩(wěn)定度11.21KN，浸水馬歇爾穩(wěn)定度10.27

7、KN,殘留穩(wěn)定度MS091.6%，設(shè)計(jì)要求殘留穩(wěn)定度N85%?？梢娀旌狭暇哂辛己玫乃€(wěn)定性。所用集料為玄武巖，未外摻抗 剝離劑等物質(zhì)，證明高粘度有效地提高了瀝青的粘結(jié)力。低溫抗裂性檢驗(yàn)：-10C的小梁彎曲試驗(yàn)結(jié)果為：抗彎拉強(qiáng)度8.93Mpa，破壞應(yīng)變3685.5匹，破壞勁度模量 2424Mpa。設(shè)計(jì)要求破壞應(yīng)變N2500匹。表明混合料具有良好的低溫抗裂 性。瀝青路面病害的現(xiàn)象眾多，外因是自然條件和交通條件，人為因 素有設(shè)計(jì)的、材料的、施工的。就材料而言，瀝青的性質(zhì)優(yōu)劣起著主 要的作用。防止或延緩路面產(chǎn)生病害，對于瀝青的要求主要是抗高溫 變形、抗低溫脆裂、抗水害松散能力，兼具優(yōu)良的耐老化、抗疲勞

8、性 能。只有全面地改善這些性能，才能保證瀝青路面良好的使用性能并 保持較長的使用壽命。然而事實(shí)上瀝青的組份復(fù)雜、性能多變，即使 通過一些改良措施，往往會(huì)留下某些方面的欠缺，為早期病害的發(fā)生 留下隱患。蘭亭高粘度改性瀝青在突出提升抗高溫流變能力的同時(shí)， 全面提高了各項(xiàng)技術(shù)性能。杭州灣跨海大橋鋪裝層的質(zhì)量印證了蘭亭 高粘度技術(shù)性能全面優(yōu)良的技術(shù)特征。2、蘭亭高粘度改性瀝青在高等級路面中應(yīng)用的適應(yīng)性。隨著社會(huì)的技術(shù)進(jìn)步，道路的建設(shè)質(zhì)量日益提高，但同時(shí)交通條 件也在變化中：交通量的增大，重載車的增多，車速的提高等，均從 不同角度加速了瀝青路面早期病害的發(fā)生。2.1瀝青路面常見的損壞類型瀝青路面常見的損

9、壞分為裂縫、變形、松散和其他損壞四類。2.1.1裂縫類瀝青路面的裂縫可分為縱向裂縫、橫向裂縫、龜裂和塊裂。（1）縱向裂縫：平行于道路中心線。通常認(rèn)為，路基的不均勻沉降、不良的施工搭接或過大的荷載是縱向裂縫的主要原因。（2）橫向裂縫：垂直于道路中心線。主要成因是溫度變化、反射裂縫和施工接縫。半剛性基層的瀝青路面，大部分因反射而裂縫。（3）龜裂：龜紋狀的裂縫，常拌有沉陷現(xiàn)象。龜裂是路面結(jié)構(gòu)在重復(fù)荷載作用下的疲勞損壞。（4）塊裂：一種近似矩形裂塊的交錯(cuò)裂縫，是縱向裂縫、橫向裂縫逐漸加密的結(jié)果。2.1.2變形類主要現(xiàn)象是沉陷、車轍和推擠（1）沉陷：指路面的局部凹陷。由基層或路基的局部壓實(shí)度不足所造成。

10、（2）車轍：在輪跡帶上出現(xiàn)的狹長形凹槽。兩側(cè)沒有隆起的是結(jié)構(gòu)性車轍，或由于路面壓實(shí)度不足通車后繼續(xù)壓密造成的車轍；兩側(cè)出現(xiàn)隆起現(xiàn)象的為流動(dòng)性車轍。（3）推擠：交叉路口、匝道進(jìn)出口等處，因經(jīng)常剎車或啟動(dòng)， 使路面承受很大的水平剪力，產(chǎn)生搓板狀的推擠變形。2.1.3松散松散是一種水損害。瀝青在水的作用下逐漸喪失了與礦料的粘結(jié) 力，從礦料表面脫落。失去了瀝青的粘結(jié)，就造成了礦料的松散。松散現(xiàn)象有兩類：（1）傳統(tǒng)的松散病害由路表發(fā)生。路表礦料松散后在車輛作用 下散失，形成坑槽。雨天，坑槽會(huì)迅速擴(kuò)大并深化。（2）內(nèi)部松散：這是一種新的松散現(xiàn)象，發(fā)生于中、下面層。 這種現(xiàn)象廣泛地存在于高速路上。由于路面的

11、空隙率較大，水在高速 車輛動(dòng)水壓力作用下，把中下面層混合料的瀝青從礦料表面剝離，使 礦料松散，嚴(yán)重時(shí)發(fā)展成為坑洞。2.1.4其他損害類：如泛油、磨光等。2.2國內(nèi)高等級瀝青路面目前的主要病害形式及其預(yù)防措施。國內(nèi)高等級瀝青路面早期病害的主要形式是流動(dòng)性變形車轍和 水損害引起的內(nèi)部松散。2.2.1流動(dòng)性變形車轍按發(fā)達(dá)國家的統(tǒng)計(jì)，因車轍而進(jìn)行的路面維修占到路面維修量的 80%。國內(nèi)的情況也差不多，車轍病害非常普遍地存在。由基層及路基變形引起的車轍屬結(jié)構(gòu)性車轍。因?yàn)閲鴥?nèi)的瀝青路 面，基層多為半剛性，抗壓模量較大，結(jié)構(gòu)性車轍不易發(fā)生。磨損性 車轍國內(nèi)幾乎沒有，因?yàn)槲覈挥寐襻斴喬?。由于路面壓?shí)度不足，

12、 在行車作用下，繼續(xù)壓密也會(huì)形成車轍，但這種變形到一定程度會(huì)逐 漸停止。國內(nèi)普遍存在的是高溫季節(jié)重載作用下的混合料流動(dòng)變形車 轍，尤其是強(qiáng)基薄面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，加劇了剪切流動(dòng)變形。有鑒于此， 很多國內(nèi)瀝青路面工程對瀝青的高溫性能提高了要求?；蜻x用較低標(biāo) 號的瀝青或?qū)Ω男詾r青的軟化點(diǎn)提高一個(gè)檔次。應(yīng)該說這些措施收到 了一定的成效，然而實(shí)踐證明效果還不夠顯著，車轍現(xiàn)象仍然較為嚴(yán) 重地存在。限于我國氣候條件較為惡劣的現(xiàn)實(shí)條件，冬夏溫差大，偏 重了高溫惟恐輕待了低溫，普通瀝青的高低溫性能，存在著此起彼落 的傾向，對普通瀝青或一般的改性瀝青過份地提出單方面的要求是不 現(xiàn)實(shí)的。要顯著地改變普遍存在的車轍現(xiàn)象，

13、必須找到一種具有足夠 抗高溫流變能力，同時(shí)不損害甚至同步改善其他性能的瀝青。上一節(jié) 的分析明確顯示，蘭亭高粘度改性瀝青的品質(zhì)在突出提升抗高溫能力 的前提下兼具全面優(yōu)良的特征。作為一種值得優(yōu)選的路面材料，應(yīng)能 為消除國內(nèi)普遍存在的車轍現(xiàn)象作出有效的貢獻(xiàn)。2.2.2松散松散由水損害引起。傳統(tǒng)的松散發(fā)生于表面，松散的發(fā)展形成坑 槽，坑槽嚴(yán)重影響行車的舒適性，而且由于車輪的沖擊，會(huì)加速坑槽 的擴(kuò)大，特別是雨天更加快了坑槽的發(fā)展。道路管理部門有“坑槽不 過三”的說法，就是不能過三天，必須及時(shí)修鋪。大面積的表面松散 需要及時(shí)的采取罩面養(yǎng)護(hù)等措施。行車的高速化，催生了一種新的松散現(xiàn)象，即瀝青路面的內(nèi)部松 散

14、，存在于中下面層中，相當(dāng)普遍，由于損害路面結(jié)構(gòu)，危害更嚴(yán)重， 所以更應(yīng)重視。由于路面設(shè)計(jì)或路面施工的多種原因，致使路面空隙率過大，路 面水在行車動(dòng)水壓的作用下，透過空隙反復(fù)沖刷混合料，水侵入瀝青 膜與集料之間，瀝青膜從礦料表面剝離成為自由瀝青。由于瀝青的密 度略小于水，在輪胎駛過空隙口瞬間形成的負(fù)壓作用下，自由瀝青就 逐漸由下向上遷移，導(dǎo)致中下面層的大量集料裸露，形成內(nèi)部松散； 上面層空隙中塞滿了自由瀝青，乃至上溢泛油。其后果是：嚴(yán)重的瀝 青遷移，使路面損壞形成坑洞；較輕微的情況是在部分自由瀝青堵塞 了表面層空隙后，路面透水能力降低使瀝青遷移不再繼續(xù)，但路面中、 下面層已存在一定程度的松散，給

15、路面的整體性造成了損失，強(qiáng)度降 低，特別是抗剪強(qiáng)度銳減，為多種路面病害的發(fā)生埋下了禍根，比之 于表面松散，后果更為嚴(yán)重。采用蘭亭高粘度改性瀝青，其混合料路面可有效提高抗水害能 力，原因主要有兩方面：（1）蘭亭高粘度瀝青與集料表面的機(jī)械粘附 力大；（2）在混合料配合比設(shè)計(jì)時(shí)，瀝青用量可選取馬歇爾試驗(yàn)最佳 瀝青用量的上限甚至可酌情再略予放寬，只要抗高溫變形的能力足 夠，瀝青用量多一點(diǎn)，瀝青膜厚一點(diǎn)，不但低溫抗裂性能夠增強(qiáng)，更 重要的是壓實(shí)度可以提高，空隙率減小。路面空隙率小，水不易侵入， 防止了水對于中下面層及基層的損害；同時(shí)提高了面層的強(qiáng)度；減小 了光和空氣對于瀝青的老化作用。空隙率是瀝青路面建

16、設(shè)質(zhì)量的一個(gè) 非常重要的因素。杭州灣跨海大橋采用蘭亭高粘度改性瀝青為路面結(jié) 合料，混合料的浸水馬歇爾殘留穩(wěn)定度達(dá)91.6%，表明瀝青對集料的 粘結(jié)力強(qiáng)。路面壓實(shí)度接近甚至高于100%，空隙率僅為4%左右， 證明橋面鋪裝必將表現(xiàn)出非常優(yōu)秀的抗水害能力。以上僅針對國內(nèi)瀝青路面目前普遍存在的兩種主要病害，粗略分 析了蘭亭高粘度改性瀝青對于防止或延緩車轍和水損害的作用，其 實(shí)，采用蘭亭高粘度改性瀝青對于避免瀝青路面所有病害的發(fā)生都是 有利的。這里不再一一贊述。3、廣泛應(yīng)用蘭亭高粘度改性瀝青，把路面建設(shè)質(zhì)量提高到新水 平。杭州灣跨海大橋建成通車已整整一年，國內(nèi)各地服務(wù)于道路建設(shè) 的專家多已慕名蒞臨參觀考

17、察，在領(lǐng)略大橋雄姿的同時(shí)，也深為橋面 鋪裝的質(zhì)量而嘆服。預(yù)期蘭亭高粘度改性瀝青在杭州灣跨海大橋?yàn)r青 鋪裝層中的成功應(yīng)用將成為一盞明燈，照亮國內(nèi)所有的高等級瀝青路 面建設(shè)工程。蘭亭高粘度改性瀝青的路用性能全面優(yōu)良，應(yīng)在道路工程中廣泛 地推廣應(yīng)用。針對業(yè)內(nèi)可能存在的一些認(rèn)識問題，在這里再作幾點(diǎn)說 明：（1）必要性日本應(yīng)用高粘度改性瀝青較多，一是因?yàn)槿毡九潘月访驿佋O(shè)得 多，排水性路面要求瀝青混合料必須具備較強(qiáng)的抗車轍變形、抗水剝 落、抗老化等能力；二是強(qiáng)調(diào)橋面鋪裝必須用高粘度改性瀝青，因?yàn)?橋面鋪裝層在剛性的基層上，而且厚度小，在車輛荷載作用下，高溫 季節(jié)極易發(fā)生流動(dòng)性剪切變形。發(fā)達(dá)國家對于非排水

18、性的高等級路 面，一般未強(qiáng)調(diào)采用高粘度瀝青的要求，原因是他們多采用柔性基層， 而且面層的厚度較大，面層發(fā)生流動(dòng)性變形的可能性小。我國的情況 不同，瀝青路面多按強(qiáng)基薄面的原則設(shè)計(jì)，采用的是半剛性基層，而 且氣候條件較為惡劣，重載超載車又多，流動(dòng)性剪切變形非常容易發(fā) 生。因此，在普通的高速公路瀝青面層中，也有必要采用蘭亭高粘度 改性瀝青。（2）經(jīng)濟(jì)性國外高粘度瀝青的價(jià)格成倍高于普通改性瀝青，同時(shí)柔性基層上 的面層不易發(fā)生流動(dòng)性變形，因此發(fā)達(dá)國家的普通高速路上一般未采 用高粘度瀝青。我國的情況不同，在杭州灣跨海大橋中所用的蘭亭高 粘度改性瀝青各項(xiàng)技術(shù)性能達(dá)到并超過日本高粘度瀝青的要求（低溫 延度遠(yuǎn)優(yōu)于日本產(chǎn)品），但價(jià)格僅僅略高于普通SBS改性瀝青，不到 日本高粘度瀝青售價(jià)的一半。從工程造價(jià)角度講，能接受SBS改性 瀝青也就可以接受高粘度改性瀝青。（3）施工性業(yè)內(nèi)有人擔(dān)心：應(yīng)用高粘度改性瀝青在混合料拌和時(shí)是否