布敦巖天然瀝青在城市道路中的應用

□文/邱 欣

布敦巖天然瀝青產自于太平洋印度尼西亞蘇拉威西省南部的布敦島。它是石油在巖石夾縫經過長達億萬年的沉積、變化，在熱、壓力、氧化、觸媒、細菌的綜合作用下生成的瀝青類物質。布敦巖瀝青是天然瀝青中的一種，由于天然瀝青常年與自然環境共存，性質特別穩定且通常具有非常優良的路用性能。另外，可替代部分瀝青混凝土中瀝青的摻加量，在石油價格不斷上漲的今天，布敦巖天然瀝青更具價格競爭力。

歐洲及美國等地區普遍使用布敦巖天然瀝青，而且效果非常好。我國在布敦巖天然瀝青的應用方面也做了大量的研究、摸索，分別在北京市京張公路（110國道）延慶段、河北承德京建線、宣化（宣達高速公路）、石家莊（石太高速公路）等地鋪筑了試驗段。這些路段交通量大、重載比例高、超載車多、冬季氣溫偏低，使用布敦巖瀝青鋪筑后效果很好。

1 布敦巖天然瀝青路用性能試驗

1.1 物理性狀和特點

黑色粉末、有效瀝青含量24%、含氮量高、不含蠟質、耐候力強、軟化點高、性質穩定、環保節能，見表1。

表1 布敦巖瀝青技術性能

1.2 改性機理和性能檢測

1）改性機理。將天然瀝青加入普通瀝青中，由于溫度與小分子溶劑的共同作用，使得天然瀝青中分子量很大的膠束破裂，而破裂的膠束上暴露出的許多活性點立刻被普通瀝青中的小分子物質填充、飽和，形成一種全新的組合，最終形成以天然瀝青大膠束分子為中心，普通瀝青小分子填充、包圍的新的方式。

2）室內制作布敦巖改性瀝青。稱取600～700 g基質瀝青，加熱至150～155℃，然后分別加入內摻15%和25%的布敦巖天然瀝青，置于強力電動攪拌機下，充分攪拌并且保溫在160～180℃。攪拌均勻至無明顯顆粒為止（大約30～60 min）。然后將改性瀝青放入165℃恒溫烘箱中靜置30 min，再沉淀去掉成品中的粗砂顆粒即得到布敦巖改性瀝青。

3）檢測布敦巖改性瀝青與普通基質瀝青技術指標，見表2。

表2 布敦巖改性瀝青與普通基質瀝青性能對比

（1）布敦巖改性瀝青的各項指標均有很大提高，說明布敦巖改性瀝青較普通基質瀝青具有較好的耐高溫性能和抗疲勞性能。

（2）布敦巖改性瀝青與弱酸性石料粘附性能大大增加，那么其與堿性石料（例如石灰巖碎石）的粘附性就更顯卓越了。

（3）隨著布敦巖天然瀝青內摻含量的增大，改性效果越明顯。

1.3 布敦巖天然瀝青混合料的路用性能試驗

1）級配。采用密級配瀝青混凝土AC-13為研究對象，其中粗集料為石灰巖，細集料為石灰巖，填料為石灰巖礦粉。

2）試驗工藝。集料加熱溫度為180～185℃，瀝青加熱溫度為150～160℃，拌和時間為100 s，投料順序為集料、布敦天然巖瀝青、礦粉、瀝青，車轍試件成型溫度為160℃。

3）試驗結果見表3。

表3 布敦巖天然瀝青混合料與常規瀝青和SBS改性瀝青混合料性能對比

由表3可以看出，在普通瀝青混合料中加入布敦巖天然瀝青后，混合料的高溫性能得到顯著提高，尤其混合料的抗車轍性能提高達4倍，與SBS改性瀝青混合料相當，能夠滿足改性瀝青混合料的路用技術要求。

2 布敦天然巖瀝青混合料實際應用及檢測數據

2.1 實例

天津市河北區靖江路進行了布敦巖天然瀝青混合料的試驗段鋪筑并對施工工藝各個環節技術參數進行了監測和記錄，進一步掌握布敦布敦巖天然瀝青混合料的路用和施工特性。

2.2 試驗段路用性能

表4為實際生產布敦巖天然瀝青混合料數據

表4 實際生產布敦巖天然瀝青混合料數據

由表4可以看出，布敦巖天然瀝青混合料實際路用性能優異，其高溫抗車轍性能遠遠大于改性瀝青混合料的性能指標要求。

3 結論

1）使用布敦巖天然瀝青改性劑鋪筑的瀝青路面，使用壽命長，穩定性高，高抗水損和耐微生物侵蝕能力強，摩擦系數和抗疲勞強度高，顯著改善和提高瀝青路面性能。

2）在性能上與SBS等人工改性瀝青相比，布敦巖天然瀝青具有與瀝青相近的化學結構，與瀝青的相容性好，與路面瀝青極易相容共存。混合以后，形成天然瀝青與瀝青的緊密分子，這種分子既有天然巖瀝青的硬度和耐磨性，同時也保留了瀝青的韌性。布敦巖天然瀝青是不流動的顆粒狀材料，儲運方便，易于加工，施工工藝簡單，不需要大型的改造設備，節約了施工成本。

3）布敦巖天然瀝青混合料的性能滿足改性瀝青混合料的技術要求，適用于各種交通道路，特別適合交通量大、重載車輛多的道路以及交叉口、車站、橋面、飛機跑道、港區道路。