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摘要:

本文對巖瀝青在瀝青混合料中的應用進行了研究和論述，通過室內試驗分析了巖瀝青對瀝青混合料高溫性能、水穩定性能的影響。巖瀝青的加入顯著提高了瀝青混合料的高溫性能和水穩定性能。同時對巖瀝青混合料的施工工藝進行了論述。

關鍵詞:

瀝青路面；巖瀝青；瀝青混合料

隨著公路交通量的增加，瀝青路面承受的壓力越來越大，這也要求瀝青路面應能提供良好的路用性能，改性瀝青得到了廣泛的應用。目前多采用SBS、橡膠類等高聚物材料，雖然也取得良好的效果，但這些材料較為昂貴，同時與瀝青的相容性較差。在制備以上改性瀝青時，為了保證較好的相容性，多需要較高的加熱溫度和特殊設備，使得其應用規模受到限制。因此，基于這種考慮，研究人員嘗試將天然巖瀝青對瀝青改性，以取得良好的改性效果。天然巖瀝青含有多種成分可以提高和改善瀝青的性能，如各種活性基團及基團之間形成的鏈狀結構。當巖瀝青加入普通瀝青后，其提高了瀝青的粘聚性能和網狀結構，從而提高瀝青的各項性能，如感溫性、粘附性、高溫性能等等。特別是對瀝青及瀝青混合料的高溫特性的改善是非常明顯的。巖瀝青改性瀝青可用于表面層、加鋪層和過渡層以提高高溫抗車轍性能為主要目的兼有承重、抵抗反射裂縫以及阻擋水分滲入路面結構內部的作用。但目前巖瀝青的研究較少，基于此本文對巖瀝青的應用情況進行分析。本文在室內制備不同摻量巖瀝青(0%、10%、20%)改性瀝青混合料，由于巖瀝青應用的場合主要為高溫地區，本論文僅對巖瀝青改性瀝青混合料的高溫性能、水穩定性進行評價。在性能評價的基礎上，對巖瀝青路面的施工工藝進行論述。

1試驗方案與評價方法

1．1試驗材料試驗用布敦巖瀝青天然瀝青采自于印度尼西亞布敦地區，黑色塊狀，易碎，易于松解，有類似礦物解理，結構緊密，斷面有光澤，呈不規則棱角狀。根據現行規范要求，每種試樣均進行三大指標試驗(25℃針入度、軟化點、15℃延度試驗)，不摻加巖瀝青(0%)時瀝青的試驗結果為:25℃針入度為66(0．1mm)、軟化點為47.4℃、15℃延度為150cm;摻加巖瀝青(10%)時瀝青的試驗結果為:25℃針入度為40(0．1mm)、軟化點為52.9℃、15℃延度為25cm;摻加巖瀝青(20%)時瀝青的試驗結果為:25℃針入度為27.6(0．1mm)、軟化點為58.1℃、15℃延度為7.1cm。瀝青混合料設計時采用的粗、細集料為玄武巖，礦粉為石灰巖磨細，相關指標均滿足現行規范的要求。

1．2試驗方案試驗時采用的瀝青混合料類型為AC－20，級配采用規范推薦的中值。瀝青混合料的高溫性能評價采用車轍試驗和漢堡車轍試驗，水穩定性采用凍融劈裂試驗。

2試驗結果

2．1高溫性能試驗瀝青混合料典型的粘彈性材料，這就使得材料的屬性隨著溫度的變化呈現不同的變化特征。對與高溫性能而言，其主要是值在高溫季節，瀝青混合料抵抗流動變形，抵抗剪切破壞的一種性能。由于瀝青材料的粘彈性，當溫度升高時，其會發生變軟流動，容易誘發高溫變形，特別是在重載作用或者是剪切作用比較強的路段，如長大縱坡，交匯口等位置，瀝青路面的高溫車轍病害是非常嚴重的，巖瀝青的引進主要目的即是為了改善高溫性能。針對AC－20瀝青混合料級配類型進行多種高溫性能試驗，主要有車轍試驗、漢堡試驗。試驗時采用外摻法，摻入0%、10%、20%巖瀝青對瀝青混合料進行改性，車轍使用和漢堡車轍試驗的結果如下。對于普通的車轍試驗，當巖瀝青用量為0%時，瀝青混合料的動穩定度為2550(次/mm)、當巖瀝青用量為10%時，瀝青混合料的動穩定度為4074(次/mm)、當巖瀝青用量為20%時，瀝青混合料的動穩定度為7481(次/mm)。從提高幅度上可以看出，當巖瀝青用量加入10%，瀝青混合料的動穩定度提高了59.8%;而當巖瀝青用量增加為20%時，瀝青混合料的動穩定度提高了193%。對于漢堡車轍試驗，其不僅可以考察瀝青混合料的高溫性能，還能對瀝青混合料的水穩定性，特別是高溫－水綜合作用下的性能進行試驗評價。國內外大量的試驗和調查表明，漢堡車轍試驗能夠較好的與瀝青路面的車轍建立聯系，因此本次巖瀝青混合料性能評價時，采用該方法。從漢堡車轍的試驗結果可知，當巖瀝青用量為0%時，碾壓20000次的變形為11.1mm、其拐點為6700次;當巖瀝青用量為10%時，碾壓20000次的變形為7.08mm、其拐點為15000次;當巖瀝青用量為20%時，碾壓20000次的變形為3.66mm，并且不存在拐點。從改善幅度來看，當巖瀝青摻量為10%時，瀝青混合料的變形量降低幅度為42%;當巖瀝青摻量為20%時，瀝青混合料的變形量降低幅度為67.7%。從以上兩種試驗表明，巖瀝青的摻加可以顯著提高瀝青混合料的高溫抗變形能力及抗水剝落能力。

2．2水穩定性水穩定性試驗時仍采用外摻法，摻入0%、10%、20%巖瀝青對瀝青混合料進行改性，凍融劈裂的試驗結果如下。當巖瀝青用量為0%時，凍融循環前強度為0.98Mpa、凍融循環后強度為0.88Mpa、凍融劈裂強度比為89.5%;當巖瀝青用量為10%時，凍融循環前強度為1.32Mpa、凍融循環后強度為1.23Mpa、凍融劈裂強度比為92.8%;當巖瀝青用量為20%時，凍融循環前強度為1.29Mpa、凍融循環后強度為1.24Mpa、凍融劈裂強度比為96.2%。從劈裂強度來看，加入巖瀝青后，瀝青混合料的強度均得到了提高，同時凍融劈裂強度也顯著增大，表明巖瀝青的加入改善了瀝青混合料的水穩定性。

3巖瀝青混合料施工工藝

3．1巖瀝青混合料拌制巖瀝青改性瀝青時其相應的儲存罐應自帶拌合機械，在保存期間，為了防止巖瀝青出現離析，需要每隔120min進行剪切拌合，且攪拌的時間不低于30min，以保證巖瀝青改性瀝青的相容性。同時，在首次儲存巖瀝青改性瀝青時，為了避免其他雜質或瀝青對巖瀝青改性瀝青的污染，需要將儲存罐清洗干凈，而且罐體在灌入瀝青之前，應進行預熱，以保證瀝青的不至于溫度降低太快。同時巖瀝青改性后，其粘度會發生明顯的增大，因此，為了便于瀝青的輸送，相應的管道長度應適當減少，并且對管道進行預加熱。巖瀝青改性瀝青的加熱溫度應控制在160℃～170℃范圍。巖瀝青改性瀝青混合料拌和時間根據具體情況經試拌確定，以瀝青均勻裹覆集料為度。間歇式拌和機每盤的生產周期不宜少于50s(其中干拌時間不少于5～10s)。集料溫度應比瀝青高15～20℃，熱混合料貯存過程中溫降不得大于10℃，且不能有瀝青滴漏，巖瀝青改性瀝青混合料只限當天使用。巖瀝青改性瀝青混合料的出廠溫度應控制在175～190℃之間，超過195℃者應予廢棄。

3．2巖瀝青混合料施工由于巖瀝青改性混合料的粘附性較大，施工時需要較高的溫度。故在攤鋪工作準備時，應提前60min加熱熨平板，且加熱溫度應高于120℃。攤鋪過程中，熨平板應選擇較高的振動頻率，提高初始壓實度，以保證巖瀝青改性瀝青路面的整體壓實效果。巖瀝青改性混合料的松鋪系數應由混合料類型試鋪試壓確定。巖瀝青改性混合料攤鋪溫度不低于160℃。巖瀝青改性瀝青混合料的壓實溫度為:初壓溫度≥150℃，終壓溫度≥120℃。巖瀝青改性瀝青混合料的碾壓溫度要求較高，為防止碾壓過程中瀝青混合料溫度降低過快，初壓:采用雙鋼輪壓路機，驅動輪面向攤鋪機，第一遍必須采用靜壓方式，緊跟攤鋪機后，從外側向內側碾壓，振動碾壓時遵循“緊跟、慢壓、高頻、低幅”的原則，采用高頻率、低振幅的方式碾壓2～3遍。壓實速度控制在3km/h。在連續較長的路段，也可用膠輪壓路機進行初壓。復壓:緊跟初壓后開始，不得隨意停頓。采用鋼輪振動壓路機進行碾壓2～3遍，壓實速度控制在每公里5km/h。終壓:緊跟復壓之后進行，采用鋼輪壓路機關閉振動碾壓2～3遍。鋼輪壓路機應采用噴霧狀方式進行灑水，盡量減少灑水量;輪胎壓路機應采用在輪胎上涂刷植物油的方式防止粘輪，不得采用灑水方式。

3．3巖瀝青混合料開放交通巖瀝青改性瀝青混合料路面應待攤鋪層完全自然冷卻，混合料表面溫度低于50℃后，方可開放交通。鋪筑好的路面應嚴格控制交通，做好保護，保持整潔，不得造成污染。

4結論

本文首先對巖瀝青混合料的性能進行了研究，而后對巖瀝青的施工工藝進行了介紹，通過研究，主要得出以下結論:(1)巖瀝青加入后，顯著提高了瀝青混合料的高溫性能，從普通車轍試驗來看，加入10%和20%的巖瀝青，其高溫性能分別提升了59.8%和193%。漢堡車轍試驗結果表明，加入10%和20%的巖瀝青，其高溫性能分別提升了42%和67.7%;(2)巖瀝青加入后，也提高了瀝青混合料的水穩性能，不僅提高了瀝青混合料的凍融劈裂強度比，也提高了凍融前后的瀝青混合料的強度;(3)巖瀝青混合料施工時需要重視其溫度和壓實特點。

參考文獻

［1］王聯芳．布敦巖瀝青混合料路用性能研究［J］．石油瀝青，2006，1．

［2］董志偉．印尼布敦巖瀝青(BRA)在路面工程中的應用研究［J］．山西交通科技，2004，1．

［3］謝美東，李向瓊．天然巖瀝青改性瀝青性能及改性機理試驗研究［J］．湖南交通科技，2007

作者：郭志軍 單位：烏蘭察布市公路勘察設計院