改性瀝青應(yīng)用于公路工程的探索

徐金江 陳 凱

（江西省宜春市公路管理局路橋工程局，江西 宜春 336000）

提起瀝青，人們并不陌生。這種廣泛應(yīng)用于各級(jí)公路的新材料方便了人們的出行。但是，說到人們常見的瀝青路面坑槽、松散、車轍、壅包等早期損壞現(xiàn)象，大多數(shù)人會(huì)皺眉頭。行駛在路上，人們常會(huì)發(fā)現(xiàn)，隨著天氣、海拔的不同，路面上的瀝青都會(huì)出現(xiàn)不同程度的變化。有的時(shí)候是脆裂，有的時(shí)候是變軟，專家們將之稱為離析。這種離析現(xiàn)象不僅破壞了路面美觀，而且影響了車輛的運(yùn)行，造成了路面病。

在我國(guó)某些地區(qū)，由于氣候和海拔的原因，對(duì)路面瀝青的要求也就更高。西南某些地區(qū)處于低緯高原，地理位置特殊，地形地貌復(fù)雜。早晚溫差大，紫外線照射強(qiáng)，路面瀝青也隨著這些變化而變化，尤其是隨著重載運(yùn)輸?shù)募哟螅瑸r青壅包增多，路面受損嚴(yán)重。使用改性瀝青，可以彌補(bǔ)一般瀝青路面早期損壞嚴(yán)重、耐久性差、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用高等缺陷。

作為一種摻和橡膠成分的路面新材料，改性瀝青具有減低噪音，防止路面老化、破裂、高溫穩(wěn)定性、低溫柔韌性、抗老化、抗疲勞、抗水損等優(yōu)良性能，并可減少路面潮濕時(shí)造成的打滑現(xiàn)象以及反光造成的視覺盲點(diǎn)，壽命約為傳統(tǒng)瀝青路面的兩倍。是較為理想的“環(huán)保型”路面材料，目前主要應(yīng)用于道路結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力吸收層和表面層中。采用橡膠改性瀝青可以明顯降低瀝青加溫的溫度，可有效節(jié)約拌合成本，另外由于施工的和易性改善，提高了壓實(shí)度，更增加抗車轍能力。不僅如此，在路面養(yǎng)護(hù)工程中，改性瀝青對(duì)環(huán)境和施工人員造成的污染也降到最低，能源消耗少。

1 改性瀝青的分類和特點(diǎn)

1.1 所謂改性瀝青。也包括改性瀝青混合料。按照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》的定義。是指“摻加橡膠、樹脂、高分子聚合物、磨細(xì)的橡膠粉或其他填料等外摻劑〔改性劑).或采取對(duì)瀝青輕度氧化加工等措施，使瀝青或?yàn)r青混合料的性能得以改善而制成的瀝青結(jié)合料”。改性劑是指“在瀝青或?yàn)r青混合料中加人的天然的或人工的有機(jī)或無機(jī)材料，可熔融、分散在瀝青中.改善或提高瀝青路面性能 (與瀝青發(fā)生反應(yīng)或裹覆在集料表面上)的材料”。

所現(xiàn)有所有的道路改性瀝青一般是指聚合物改性瀝青，用于改性的聚合物種類也很多，一般將其分為三類。

熱塑性橡膠類：即熱塑性彈性體，主要是苯乙烯類嵌段共聚物，如國(guó)內(nèi)外使用較多的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS），由于它兼有橡膠和樹脂兩類改性瀝青的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，也稱為橡膠樹脂類。

橡膠類：丁苯橡膠（SBR）是世界上應(yīng)用最廣泛的改性劑之一。

樹脂類：包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）、聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）聚苯乙烯（PS）等，其中，國(guó)內(nèi)外使用最廣泛的改性劑是EVA和PE。

1.2 改性瀝青的特點(diǎn)

SBR改性瀝青最大特點(diǎn)是低溫性能得到改善，所以以5℃低溫延度作為主要指標(biāo)，考慮到SBR改性瀝青在老化試驗(yàn)后延度嚴(yán)重降低的實(shí)際情況，故還列入了RTFOT后的低溫延度。另外粘韌性試驗(yàn)對(duì)評(píng)價(jià)SBR改性瀝青特別有價(jià)值。軟化點(diǎn)試驗(yàn)作為施工控制較為簡(jiǎn)單，也列入標(biāo)準(zhǔn)中。SBR類改性瀝青，主要適宜在寒冷氣候條件下使用，使用者應(yīng)該根據(jù)所在地區(qū)的低溫情況及主要目的選擇相適宜的標(biāo)號(hào)。

SBS類改性瀝青最大特點(diǎn)是高溫、低溫性能都好，且有良好的彈性恢復(fù)性能，所以采用軟化點(diǎn)、5℃低溫延度、回彈率作為主要指標(biāo)。RTFOT后的彈性恢復(fù)，由于試驗(yàn)后的性能降低很少，甚至可能比老化試驗(yàn)前還要好一些，再加上試驗(yàn)要求的樣品數(shù)量較多，所以投有列入SBS類改性瀝青，適于在各種氣候條件下使用，使用者應(yīng)該根據(jù)所在地區(qū)的高、低溫情況及主要目的選擇相適宜的標(biāo)號(hào)。

MAC改性瀝青的特點(diǎn)。MAC改性瀝青有較好的耐老化性能，通過化學(xué)改性，有較好的穩(wěn)定性，在常溫下存放半年不離析，無需加任何穩(wěn)定劑，不含硫，對(duì)人體無害，是一種環(huán)保型產(chǎn)品。MAC還具有較好的抗車轍能力和抗水（油）損害能力，因其具有在高溫下較高的粘度，易形成較厚的瀝青膜，而不發(fā)生析漏現(xiàn)象，可以有效的阻止水分侵入和提高瀝青與集料的粘附性，增加粘結(jié)力，起到抗水損害的作用。

EVA及PE類改性瀝青的最大特點(diǎn)是高溫性能明顯改善.主要適合在炎熱氣候條件下使用，使用者應(yīng)該報(bào)據(jù)所在地區(qū)的高溫情況及主要目的選擇相適宜的標(biāo)號(hào)。

廢膠粉改性瀝青的特點(diǎn)。膠粉的添加對(duì)瀝青總體性能有較大的影響：①該改性瀝青有較強(qiáng)的承受車輛負(fù)載的能力，具有更好的適應(yīng)性。②該改性瀝青有較好的抵抗水損害、高溫穩(wěn)定性和低溫抗開裂性能。如瀝青中加入輪胎膠粉，一方面，可增加瀝青路面的高溫線性粘彈模量和粘度，在50～163℃溫度范圍內(nèi)，粘度隨膠粉顆粒的增大而增大，且明顯高于對(duì)應(yīng)條件下的未改性瀝青；另一方面，減少了低溫存儲(chǔ)和損失模量，從而使瀝青膠結(jié)料在特定的溫度范圍內(nèi)更具有靈活性。③該改性瀝青表現(xiàn)出最優(yōu)的老化性能，硬化速度慢，氧化速度低，改善了疲勞和永久變形性能，具有較低的溫度敏感性和較好的抗?jié)駬p害性能。

2 影響改性瀝青應(yīng)用的幾大因素

2.1 改性瀝青施工溫度較普遍瀝青需提高10～20℃，在拌合、攤鋪、碾壓過程中增加了施工難度，從而增加了直接施工成本。并且由于普通瀝青施工溫度已經(jīng)很高，提高溫度后致使瀝青老化現(xiàn)象加劇。

2.2 加工生產(chǎn)改性瀝青需要專門的機(jī)械設(shè)備，導(dǎo)致增加使用難度，并提高了相應(yīng)費(fèi)用。

2.3 進(jìn)口改性瀝青價(jià)格普遍較高，一般較普通瀝青費(fèi)用增加50%以上。

2.4 不管是國(guó)內(nèi)自己生產(chǎn)還是國(guó)外進(jìn)口的改性瀝青，一旦存放過久，都存在離析或結(jié)團(tuán)現(xiàn)象。

3 幾種改性瀝青的實(shí)際應(yīng)用

3.1 SBS改性瀝青。SBS改性瀝青是在原有基質(zhì)瀝青（AH-70）的基礎(chǔ)上，摻加2.5%、3.0%、或4.0%的SBS改性劑，改性后的瀝青與原瀝青相比，其高溫粘度增大，軟化點(diǎn)升高。在良好的設(shè)計(jì)配合比和施工條件下，瀝青路面的耐久性和高溫穩(wěn)定性明顯提高。

3.2 MAC改性瀝青的應(yīng)用。MAC改性瀝青具有比普通瀝青明顯的彈性，經(jīng)取芯試驗(yàn)，混合料密實(shí)度大，空隙率明顯減小，所以可用于高速公路的上面層。MAC改性瀝青常用于路網(wǎng)改造和養(yǎng)護(hù)工程，使用時(shí)注意溫度的控制，MAC瀝青的溫度較普通瀝青高10～20℃，特別要控制碾壓終了溫度在110℃，要堅(jiān)持“高溫、強(qiáng)振、快壓”，如山東高速公路大多采用2～3cm厚SMA作為磨耗層。

3.3 廢膠粉改性瀝青的應(yīng)用。廢膠粉作為熱瀝青的添加劑用于筑路，目前已有多個(gè)省市的公路有試驗(yàn)路段，在我國(guó)目前的經(jīng)濟(jì)建設(shè)中黑色污染問題越來越嚴(yán)重，廢料利用越來越受到重視，膠粉改性瀝青恰能同時(shí)解決上述問題，合理利用膠粉制備性能良好的路用瀝青會(huì)逐步走向推廣和應(yīng)用。

結(jié)束語

與傳統(tǒng)的瀝青路面和水泥混凝土路面相比，改性瀝青路面日曬不流油、雨天不打滑，路面有彈性，對(duì)車輛輪胎磨損較小，有利于提高行車安全，而且易于維護(hù)。

[1]楊林江.改性瀝青的生產(chǎn)與應(yīng)用[M].2001.

[2]黃衛(wèi)東，等.國(guó)外聚合物改性瀝青的研究與應(yīng)用[J].國(guó)外公路.

[3]沈金安.改性瀝青與SMA路面[M].1999.