改性沥青新材料在市政道路施工中的应用研究

李向阳刘柱

广州新粤沥青有限公司510663

摘要：近些年来，市政道路施工中对于施工质量的控制不够严格，导致很多工程都存在质量安全隐患，因此市政道路施工的次数和规模也与日俱增。由于道路施工会给市政交通带来不利的影响，因此越来越受到管理部门的重视，在施工中采用了很多新的施工材料，对于施工质量的提高起到了重要的作用。

关键词：改性沥青；新材料；市政道路施工；应用

1改性沥青材料

改性沥青或者改性沥青的混合料指的是在沥青内添加树脂、高分子聚合物、橡胶、磨细橡胶粉以及其它改性剂，或对沥青采取轻度氧化措施，改善沥青及沥青混合料相关性能而制出的沥青混合料。改性剂指的是在沥青及其混合料中添加人工无机或有机材料以及天然材料，能够在沥青中熔融分解，从而提高或改善沥青路面的使用性能材料。改性沥青能够复合或单独选用天然沥青、高分子聚合物以及其它改性材料来制作。改性沥青以及改性沥青的混合料，通常指的是聚合物的改性沥青，改性聚合物多种多样，根据改性剂的区别，通常分成三类：

（1）塑性橡胶类：也就是热塑性弹性体，主要成分是苯乙烯类嵌段的共聚物。例如SBS，因为具备很好的弹性（裂缝自愈性以及变形自恢复性），已经成为世界上最广泛选用的道路改性沥青。

（2）橡胶类：例如丁苯橡胶（SBR）、天然橡胶（NR）、丁二烯橡胶（BR）、乙丙橡胶（EPDM）、氯丁橡胶（CR）等。其中SBR改性剂的应用最普遍，特别是它的胶乳形式的运用最广泛。氯丁橡胶（CR）经常被加入煤沥青中，现在已经是煤沥青的改性剂。

（3）树脂类：热塑性树脂，例如无规聚丙烯（APP）、聚乙烯、乙烯、乙酸乙烯的共聚物（EVA）。此外，热固性的树脂也可以做改性剂来用，例如环氧树脂（EP）。

2改性沥青材料的研发和混合料评价

2.1改性沥青材料研发

沥青作为一种复杂室外高分子碳氢化合物，在一定温度与荷载作用下表现为典型的弹一粘一塑性，并且在高温与紫外线照射下会产生老化现象。因此加入改性剂的主要目的就是要改善沥青混凝土混合料在高温及低温下的路用性能，提高其抗车辙、抗疲劳、抗老化及抗低温开裂等方面的性能。

采用胶体磨法加工改性沥青，一般需要经过改性沥青剂溶胀、分散磨细、继续发育三个阶段。每一阶段的工艺流程和时间随改性剂及加工设备的不同而不同，而加工温度是个关键。改性剂经过溶胀阶段后，磨细分散才能又快又好，加工出来的改性沥青还需进入贮存缸不停地搅拌，使之继续发育（对SBS一般需30min以上），才能喷入拌和锅中使用。

2.2混合料的性能评价

对于混合料性能的评价，主要包括高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性等。国内外对沥青路面高温稳定性评价的最简便而直观的方法是以高温（一般采用60℃）抗压强度Rt及用常温与高温时抗压强度的比值一软化系数Kt=Rt/R20来衡量。这个在我国沿用多年的方法之所以在70年代被马歇尔法取代，根本原因在于受力图式与实际相差甚远。

对于沥青路面水稳定性破坏的评价：一是用掺外加剂或不掺外加剂的沥青裹覆标准集料，使混合料在松散未击实状态下浸入水中（自由温度或煮沸），接着观察沥青从集料上剥离的情况。二是使用击实试件（或从现有路面钻芯取样），接着在一定条件下对路面结构的服务条件进行评估。测试结果通过有条件和无条件的径向回弹模量、径向拉伸强度测试及目测来进行评估。

3施工控制要点

3.1拌和

（1）集料的除尘

为了确保改性沥青混合料质量，必须要对拌和楼的吸尘进行严格控制。在日常施工过程中，要根据当天矿料级配合拌和产量，来计算矿粉的所需量，并且和实际的消耗量进行对比。根据国家相关标准，除尘后的烟气含灰浓度要控制在≤200mg/Nm3。

（2）抗剥离剂添加

在路面上层由于要考虑抗滑因素，一般选用玄武岩集料，由于改性沥青粘附性较差，上层改性沥青中必须加入合适的抗剥离剂，来确保沥青和集料能够紧密的结合，从而增强沥青路面的质量以及耐久性。在施工时，可以根据总量法来对掺加抗剥离剂的量进行控制，也就是通过沥青用量和拌和产量按照规定比例计算得出应该掺和抗剥离剂的量，由于清点抗剥离剂使用桶数比较麻烦，所以此控制方法有一定的不足。另一种方法是根据现场每车沥青重量，在其中掺入相应数量抗剥离剂，达到控制掺加的过程的目的，从而得到掺加抗剥离剂的量。

（3）拌和时间

根据试拌对最佳拌和时间进行确定，并且随时监测所拌改性沥青混合料的质量，将沥青混合料色泽均匀一致并且全部裹覆集料颗粒作为判断标准。

3.2施工温度

控制改性沥青混合料温度在上层面施工中很重要。和普通沥青相比，改性沥青混合料的施工温度要提高10~20℃左右，改性沥青供应商会提供具体的施工温度。因为沥青温度过高会导致抗剥离剂和改性剂老化，所以在施工时要对出场温度、现场温度、铺设温度还有碾压温度都设置专人进行检测，并且制作记录表格，对施工温度严格控制，在范围以外的作废。

3.3改性沥青混合料的运输

为了避免车厢板和混合料粘结，要在车厢板与厢底间洒一层隔离剂，并且用拖把将其拖匀，要达到无余液累积。运料车要选用完整无损并且带夹芯双层的篷布来覆盖，以达到防雨保温以及减小环境污染的目的。

3.4改性沥青摊铺

（1）底层改性沥青混凝土的摊铺温度范围为150~170℃，将温度合格的改性沥青加到摊铺机的料斗中，启动摊铺机，按照大约2.5m/min速度摊铺。摊铺5~10m后，检查摊铺厚度，横铺确保无误再继续摊铺。

3.5改性沥青混合料碾压

由于改性剂的使用会提升沥青软化点，相比普通的沥青混合料所拌的混合料会更加坚硬，因此，压实质量的好坏直接取决于压实温度的变化。根据现场实际情况可得，从摊铺开始到复压过程，损失温度一般在20℃左右，如果风力较大温度降低更快，所以碾压区段长度通常控制在20~30m。碾压工艺采取两台双钢轮振动压路机按照前静后振的措施紧跟在摊铺机的后方碾压，这样在改性沥青混合料压实过程中至关重要，一方面确保混合料的最初压实度，同时最大幅度减小摊铺机温度损失，从而为复压取得充足的温度，同时最大幅度减小摊铺机温度损失，从而为复压取得充足的温度，以达到压实度的规定要求。最后采取宽幅大吨位光轮压路机实行终压操作，以除去轮迹，确保路面平整。

碾压操作过程可以分为初压、复压以及终压工序，在碾压的段落设置标志，现场的管理、调度要有专人对其负责，并且严格按照碾压工序施工。每一道碾压工序都要在规定温度下完成，在上面层施工时，土路坚硬化以及路岩石的安装操作都已经完成，采用数字化热电偶温度计在边上插入测量施工的温度作为碾压温度，准确量取复压温度及碾压完成温度存在一定困难，一方面因为面层相对较薄，无法准确测取温度，并且频繁插入温度计会对路面平整度造成影响，所以在施工时要在保证压实度前提下尽可能的减少碾压时间。

4结束语

虽然高速公路和市政道路在施工工艺以及材料选择上面有很大不同，但是只要对工程材料进行合理筛选，便能极大提高市政道路的质量。并且随着科学技术的不断进步，在市政工程建设上各种新型材料都将会得到广泛的应用。

参考文献：

[1]杭芹.市政工程路面施工问题研究[J].科技致富向导，2011.

[2]谭伟忠，对市政道路改性沥青混凝土路面施工技术的探讨[J].建材与装饰（中旬刊），2008.