岩沥青混合料施工工艺研究范文

摘要:

本文对岩沥青在沥青混合料中的应用进行了研究和论述，通过室内试验分析了岩沥青对沥青混合料高温性能、水稳定性能的影响。岩沥青的加入显著提高了沥青混合料的高温性能和水稳定性能。同时对岩沥青混合料的施工工艺进行了论述。

关键词:

沥青路面；岩沥青；沥青混合料

随着公路交通量的增加，沥青路面承受的压力越来越大，这也要求沥青路面应能提供良好的路用性能，改性沥青得到了广泛的应用。目前多采用SBS、橡胶类等高聚物材料，虽然也取得良好的效果，但这些材料较为昂贵，同时与沥青的相容性较差。在制备以上改性沥青时，为了保证较好的相容性，多需要较高的加热温度和特殊设备，使得其应用规模受到限制。因此，基于这种考虑，研究人员尝试将天然岩沥青对沥青改性，以取得良好的改性效果。天然岩沥青含有多种成分可以提高和改善沥青的性能，如各种活性基团及基团之间形成的链状结构。当岩沥青加入普通沥青后，其提高了沥青的粘聚性能和网状结构，从而提高沥青的各项性能，如感温性、粘附性、高温性能等等。特别是对沥青及沥青混合料的高温特性的改善是非常明显的。岩沥青改性沥青可用于表面层、加铺层和过渡层以提高高温抗车辙性能为主要目的兼有承重、抵抗反射裂缝以及阻挡水分渗入路面结构内部的作用。但目前岩沥青的研究较少，基于此本文对岩沥青的应用情况进行分析。本文在室内制备不同掺量岩沥青(0%、10%、20%)改性沥青混合料，由于岩沥青应用的场合主要为高温地区，本论文仅对岩沥青改性沥青混合料的高温性能、水稳定性进行评价。在性能评价的基础上，对岩沥青路面的施工工艺进行论述。

1试验方案与评价方法

1．1试验材料试验用布敦岩沥青天然沥青采自于印度尼西亚布敦地区，黑色块状，易碎，易于松解，有类似矿物解理，结构紧密，断面有光泽，呈不规则棱角状。根据现行规范要求，每种试样均进行三大指标试验(25℃针入度、软化点、15℃延度试验)，不掺加岩沥青(0%)时沥青的试验结果为:25℃针入度为66(0．1mm)、软化点为47.4℃、15℃延度为150cm;掺加岩沥青(10%)时沥青的试验结果为:25℃针入度为40(0．1mm)、软化点为52.9℃、15℃延度为25cm;掺加岩沥青(20%)时沥青的试验结果为:25℃针入度为27.6(0．1mm)、软化点为58.1℃、15℃延度为7.1cm。沥青混合料设计时采用的粗、细集料为玄武岩，矿粉为石灰岩磨细，相关指标均满足现行规范的要求。

1．2试验方案试验时采用的沥青混合料类型为AC－20，级配采用规范推荐的中值。沥青混合料的高温性能评价采用车辙试验和汉堡车辙试验，水稳定性采用冻融劈裂试验。

2试验结果

2．1高温性能试验沥青混合料典型的粘弹性材料，这就使得材料的属性随着温度的变化呈现不同的变化特征。对与高温性能而言，其主要是值在高温季节，沥青混合料抵抗流动变形，抵抗剪切破坏的一种性能。由于沥青材料的粘弹性，当温度升高时，其会发生变软流动，容易诱发高温变形，特别是在重载作用或者是剪切作用比较强的路段，如长大纵坡，交汇口等位置，沥青路面的高温车辙病害是非常严重的，岩沥青的引进主要目的即是为了改善高温性能。针对AC－20沥青混合料级配类型进行多种高温性能试验，主要有车辙试验、汉堡试验。试验时采用外掺法，掺入0%、10%、20%岩沥青对沥青混合料进行改性，车辙使用和汉堡车辙试验的结果如下。对于普通的车辙试验，当岩沥青用量为0%时，沥青混合料的动稳定度为2550(次/mm)、当岩沥青用量为10%时，沥青混合料的动稳定度为4074(次/mm)、当岩沥青用量为20%时，沥青混合料的动稳定度为7481(次/mm)。从提高幅度上可以看出，当岩沥青用量加入10%，沥青混合料的动稳定度提高了59.8%;而当岩沥青用量增加为20%时，沥青混合料的动稳定度提高了193%。对于汉堡车辙试验，其不仅可以考察沥青混合料的高温性能，还能对沥青混合料的水稳定性，特别是高温－水综合作用下的性能进行试验评价。国内外大量的试验和调查表明，汉堡车辙试验能够较好的与沥青路面的车辙建立联系，因此本次岩沥青混合料性能评价时，采用该方法。从汉堡车辙的试验结果可知，当岩沥青用量为0%时，碾压20000次的变形为11.1mm、其拐点为6700次;当岩沥青用量为10%时，碾压20000次的变形为7.08mm、其拐点为15000次;当岩沥青用量为20%时，碾压20000次的变形为3.66mm，并且不存在拐点。从改善幅度来看，当岩沥青掺量为10%时，沥青混合料的变形量降低幅度为42%;当岩沥青掺量为20%时，沥青混合料的变形量降低幅度为67.7%。从以上两种试验表明，岩沥青的掺加可以显著提高沥青混合料的高温抗变形能力及抗水剥落能力。

2．2水稳定性水稳定性试验时仍采用外掺法，掺入0%、10%、20%岩沥青对沥青混合料进行改性，冻融劈裂的试验结果如下。当岩沥青用量为0%时，冻融循环前强度为0.98Mpa、冻融循环后强度为0.88Mpa、冻融劈裂强度比为89.5%;当岩沥青用量为10%时，冻融循环前强度为1.32Mpa、冻融循环后强度为1.23Mpa、冻融劈裂强度比为92.8%;当岩沥青用量为20%时，冻融循环前强度为1.29Mpa、冻融循环后强度为1.24Mpa、冻融劈裂强度比为96.2%。从劈裂强度来看，加入岩沥青后，沥青混合料的强度均得到了提高，同时冻融劈裂强度也显著增大，表明岩沥青的加入改善了沥青混合料的水稳定性。

3岩沥青混合料施工工艺

3．1岩沥青混合料拌制岩沥青改性沥青时其相应的储存罐应自带拌合机械，在保存期间，为了防止岩沥青出现离析，需要每隔120min进行剪切拌合，且搅拌的时间不低于30min，以保证岩沥青改性沥青的相容性。同时，在首次储存岩沥青改性沥青时，为了避免其他杂质或沥青对岩沥青改性沥青的污染，需要将储存罐清洗干净，而且罐体在灌入沥青之前，应进行预热，以保证沥青的不至于温度降低太快。同时岩沥青改性后，其粘度会发生明显的增大，因此，为了便于沥青的输送，相应的管道长度应适当减少，并且对管道进行预加热。岩沥青改性沥青的加热温度应控制在160℃～170℃范围。岩沥青改性沥青混合料拌和时间根据具体情况经试拌确定，以沥青均匀裹覆集料为度。间歇式拌和机每盘的生产周期不宜少于50s(其中干拌时间不少于5～10s)。集料温度应比沥青高15～20℃，热混合料贮存过程中温降不得大于10℃，且不能有沥青滴漏，岩沥青改性沥青混合料只限当天使用。岩沥青改性沥青混合料的出厂温度应控制在175～190℃之间，超过195℃者应予废弃。

3．2岩沥青混合料施工由于岩沥青改性混合料的粘附性较大，施工时需要较高的温度。故在摊铺工作准备时，应提前60min加热熨平板，且加热温度应高于120℃。摊铺过程中，熨平板应选择较高的振动频率，提高初始压实度，以保证岩沥青改性沥青路面的整体压实效果。岩沥青改性混合料的松铺系数应由混合料类型试铺试压确定。岩沥青改性混合料摊铺温度不低于160℃。岩沥青改性沥青混合料的压实温度为:初压温度≥150℃，终压温度≥120℃。岩沥青改性沥青混合料的碾压温度要求较高，为防止碾压过程中沥青混合料温度降低过快，初压:采用双钢轮压路机，驱动轮面向摊铺机，第一遍必须采用静压方式，紧跟摊铺机后，从外侧向内侧碾压，振动碾压时遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则，采用高频率、低振幅的方式碾压2～3遍。压实速度控制在3km/h。在连续较长的路段，也可用胶轮压路机进行初压。复压:紧跟初压后开始，不得随意停顿。采用钢轮振动压路机进行碾压2～3遍，压实速度控制在每公里5km/h。终压:紧跟复压之后进行，采用钢轮压路机关闭振动碾压2～3遍。钢轮压路机应采用喷雾状方式进行洒水，尽量减少洒水量;轮胎压路机应采用在轮胎上涂刷植物油的方式防止粘轮，不得采用洒水方式。

3．3岩沥青混合料开放交通岩沥青改性沥青混合料路面应待摊铺层完全自然冷却，混合料表面温度低于50℃后，方可开放交通。铺筑好的路面应严格控制交通，做好保护，保持整洁，不得造成污染。

4结论

本文首先对岩沥青混合料的性能进行了研究，而后对岩沥青的施工工艺进行了介绍，通过研究，主要得出以下结论:(1)岩沥青加入后，显著提高了沥青混合料的高温性能，从普通车辙试验来看，加入10%和20%的岩沥青，其高温性能分别提升了59.8%和193%。汉堡车辙试验结果表明，加入10%和20%的岩沥青，其高温性能分别提升了42%和67.7%;(2)岩沥青加入后，也提高了沥青混合料的水稳性能，不仅提高了沥青混合料的冻融劈裂强度比，也提高了冻融前后的沥青混合料的强度;(3)岩沥青混合料施工时需要重视其温度和压实特点。

参考文献

［1］王联芳．布敦岩沥青混合料路用性能研究［J］．石油沥青，2006，1．

［2］董志伟．印尼布敦岩沥青(BRA)在路面工程中的应用研究［J］．山西交通科技，2004，1．

［3］谢美东，李向琼．天然岩沥青改性沥青性能及改性机理试验研究［J］．湖南交通科技，2007

作者：郭志军 单位：乌兰察布市公路勘察设计院