改性沥青的应用

商城县公路管理局 彭煜 梁世库

改性沥青的应用

商城县公路管理局 彭煜 梁世库

与水泥混凝土路面相比，沥青混合料路面以其优良的性能在公路修筑中获得了广泛的应用，特别是在高等级路面中沥青混合料使用更多。从沥青路面的发展历史上看，改性沥青在解决路面抗高低温、抗滑、耐久性及大承载力等问题上起了很大作用，改性沥青得到了广泛的应用，这也是沥青混合料发展的必然趋势。

一、改性沥青应用的意义

普通道路石油沥青，由于原油成分及炼制工艺等原因，其含蜡量较高，导致其具有温度敏感性强，与石料的粘附性差，低温延度小等缺点。用其铺筑的沥青路面，夏季较软，易出现明显车辙壅包等病害；冬季较脆，易出现低温开裂等病害；混合料的抗疲劳性能，抗老化性能较差。同时，由于经济的快速发展，普通沥青混合料已不能满足高等级道路和特殊地区的重交通，大轴载，快速安全运输的需要。

沥青路面中的沥青材料主要是煤沥青和用进口原油提炼的石油沥青，后来国内开展了沥青中掺丁苯，氯丁橡胶，废轮胎粉等改性沥青和掺金属皂等改善混合料性能的研究试验工作，取得了成功的经验，随着现场改性技术的引入，对改性沥青的推广应用起到了促进作用，使改性沥青从研究试验逐步发展到生产应用。生产施工工艺在聚合物改性沥青的大规模应用中起到了关键性的作用。无论是聚合物改性，物理改性还是采用不同的沥青加工工艺都会增加较大的工程成本，在国内经济不发达地区的应用会受到一定的制约。

目前沥青改性剂的加工工艺是面向工程应用的，在沥青集料改性剂确定的情况下，找出合适的级配，最佳沥青用量和改性剂用量以满足实际工程的要求。我国研究改性沥青已有多年的历史，也取得了丰富的成果。

二、改性沥青应用的现状

由于普通沥青已不能适应现代化路面的要求，性能良好的改性沥青必将在高等级路面中起到越来越重要的作用。研究表明，SBS改性的优越性突出表现在具有双向改性作用，也就是使沥青软化点大幅度提高的同时，又使低温延度明显增加，感温性得到很大改善，而且弹性、恢复率特别大。所以理论上能极大地提高沥青混合料的整体性能。并且，根据改性沥青混合料的试验，车辙试验的动稳定度，冻融劈裂试验等指标也得出了SBS能大幅度提高沥青混合料性能的结果由于SBS改性沥青体现出其他改性剂无可比拟的优点，在将来较长的一段时间内国内改性沥青的发展方向应该以SBS作为主要方向。尤其是现在，SBS的价格比以前有了大幅度的降低，技术也已经成熟，非常有利于在国内广泛推广应用。SBS虽然与已有的改性剂相比具有较大的优势，但随着研究的深入，必将会发现性能更好的改性剂。

有物理改性作用的废橡胶粉的应用将有更大的发展空间，经济、环保、可持续发展是任何事物发展的必要条件，改性沥青的发展也不例外。废橡胶粉是废旧轮胎加工而成的细颗粒，它的使用是减少这类污染，变废为宝的有效方法。虽然废橡胶粉的改性作用至今还不是很明显，但对其进行长期的研究将有重大的战略意义。

改性沥青混合料的设计和普通沥青混合料的设计一样，主要是通过试验过程与设计者的经验来完成的。由于试验条件及试验手段的限制，使得设计并不能达到理想的效果，比如在配合比设计中筛分试验，密度试验中人为因素较大；击实过程中的温度控制等等都会较大的影响设计的结果。因此，研究水平的提高依赖于更先进的试验手段和更完善的试验理论。除了试验的准确性问题外，整个设计过程还处于一种经验半经验状态，像设计过程中最重要的级配曲线设计很大程度上要依靠设计者的经验来确定，根据当地气候条件调整最佳沥青含量更是如此。由于在实际应用中的试验标准都是据以往经验确定的，因此不一定能适应现在的实际情况。统一的设计观点认为沥青混合料的设计要由经验向力学理论计算的方向发展。

研究适合于改性沥青混合料的新型路面结构形式，获得最佳的整体效果，也是改性沥青混合料设计的一个重要方面。现在的路面结构形式主要有SMA，OGFC，SUPER等，SMA结构形式已在工程应用中获得广泛应用，也取得了较好的效果。我国改性沥青的研究与应用尚处于初级阶段。在改性沥青的研究中，已经取得许多宝贵的经验，在推广中也取得了许多重要的成果。不断降低科研和应用成本，获得最优的性能价格比，注意环保与节能及可持续发展，是改性沥青研究与广泛推广应用的基本要素。及时掌握信息，认真学习国外经验，促进资源共享。进行系统性的合作研究是加快改性沥青研究与广泛推广应用的有效途径。