金光華
(余江縣交通局,江西 鷹潭 335000)
近年來,我國公路通車里程已超過140萬Km,其中高速公路通車里程已達1.6萬Km。每年新增公路4萬多Km,其中高速公路2000多Km。在這些已通車的公路中,75%以上為瀝青混凝土路面。國家每年投資公路的資金2000多億元,其中用于路面的資金高達400~500億元,但修出來的路,質量一直不令人滿意。為此,交通部決定推廣改性瀝青,并于1998年12月1日發(fā)布《公路改性瀝青路面施工技術規(guī)范》,從1999年3月1日起實施。推廣改性瀝青,就要有質量好、價格適宜、適合中國國情、能在一般裝備水平條件下使用的瀝青改性劑。正是在這一背景下,相關工作人員在研究了諸多瀝青改性劑的原料來源、加工工藝、與瀝青的相容性、改性效果、改性工藝、使用方法和價格等各種因素之后,決定研制、開發(fā)新的瀝青改性劑,經(jīng)過幾年的攻關,終于研制出DE-99瀝青改性劑。2001年4月9日通過專家鑒定。屬國內(nèi)首創(chuàng),總體技術已達世界先進水平,獲得了國家發(fā)明專利,具有自主知識產(chǎn)權。
DE-99瀝青改性劑一種經(jīng)過提純、改性、活化、擴容、復合而成的,以硅酸鹽工業(yè)礦物為主要組分的新型瀝青改性劑。該改性劑,呈米黃至微粉紅色,粉狀,具有獨特的、有序排列的“路路通”微孔結構,性能穩(wěn)定、耐酸、微粒堅硬、孔容大,比表面積大,特別是內(nèi)比表面積大,吸附性極強,能吸附自身1.1~1.5倍的油分,活性好,有30~40%能自由分散的活性SIO2,因此,在熱拌瀝青中不結團不離析,不分層,極易分散,與瀝青相容性好。改性工藝比較簡便,改性效果好,原料來源廣,價格比SBS和湖瀝青都低。該改性劑,只要在通風、干燥處存放,不受潮,不結塊、質量不變,可長期使用。另外,在制備改性瀝青時,可不必另加分散劑、穩(wěn)定劑,不會發(fā)生離析。即使使用酸性集料,也可不用或少用抗剝落劑。
將基質瀝青加熱到180℃,加入DE-99瀝青改性劑,強制拌和數(shù)分鐘,改性劑便呈星散狀分散在基質瀝青中,即完成了瀝青的改性,直接用于生產(chǎn)改性瀝青混合料。改性瀝青混合料的出廠溫度控制在180℃,運到現(xiàn)場不低于170℃,攤鋪不低于160℃,碾壓終了溫度不低于90℃,開放交通溫度為50℃。DE-99瀝青改性劑,適用于各種基質瀝青的改性,特別是柔性瀝青,改性效果更好,也可以與其它改性劑復合使用。經(jīng)過改性的瀝青,粘結力提高,針入度降低,軟化點提高,溫感性變好,延度降低,延度拉力增大,改性效果極好。
4.1 DE-瀝青改性劑是全國首創(chuàng)的發(fā)明專利產(chǎn)品,科技含量高,產(chǎn)品質量好,性能穩(wěn)定。
4.2 DE-99瀝青改性劑改性的瀝青,性能之優(yōu)良,可與使用141年的特立尼達湖瀝青相媲美。高溫不泛油,低溫不開裂,耐磨、抗滑,瀝青混合料的疲勞壽命提高50%以上,用其鋪筑的瀝青混凝土路面,使用壽命可達20年以上而不需要大中修。
4.3 瀝青路面的水穩(wěn)定性特別好。眾所周知,許多路是由于混合料水穩(wěn)定性不好,瀝青與石料粘結不牢,由于水的浸入,造成集料與瀝青分離,從而形成小坑、大坑。而經(jīng)DE-99瀝青改性劑改性的瀝青,瀝青與集料的粘附性達到5級,比規(guī)范要求值3~4級,高出 1~2級,因此瀝青與集料的粘附非常牢固,而且以結構瀝青為主,自由瀝青很少,強度高,水分難于浸入,從而為路面的耐久性創(chuàng)造了先提條件。
4.4 改性工藝比聚合物改性劑和特立尼達湖瀝青改性劑都簡單。不需要聚合物改性劑改性所需的膠體磨或高速剪切設備;也不需要湖瀝青改性劑所需要的配有攪拌器的 U型加熱儲存罐,一般的拌和設備即可炒拌出合格的改性瀝青,不會發(fā)生改性劑沉淀、分層和離析。
4.5 最適宜鋪筑高速公路的抗滑耐磨表層。高速公路,瀝青混合料鋪筑后,上面要鋪一層抗滑耐磨層。這個抗滑耐磨層,應具有抗滑性、耐磨性、吸收噪音和不反光的特性。瀝青路面抗滑性不足是造成交通事故的重要原因。據(jù)江蘇調查,由于路面光滑造成的交通事故,占整個交通事故的50%。據(jù)英國調查,路面摩阻系數(shù)提高0.1,雨天事故可降低13%。耐磨是延長路面使用壽命,減少交通事故的重要原因之一。用DE-99瀝青改性劑改性的瀝青混凝土路面,由于改性劑是硬度高、抗壓強度大、磨耗值低、有微孔、有粗糙的表面,因此具有勁度模量高、抗滑、耐磨、分散路面耐磨力、增加防滑功能、吸收噪音,并形成亞光,從而保證了高速公路不滑、耐磨、噪音低、不反光等優(yōu)良性能,是抗滑耐磨表層瀝青混合料的首選材料。
創(chuàng)新的目的在于應用。截至2001年8月,已用DE-99瀝青改性劑鋪筑高速公路52Km,國道23Km以及其他公路,共計100多Km,均被評為優(yōu)良工程,并獲得云南省科技進步一等獎。所有鋪筑的路面均有以下良好功能:
5.1 路面質量顯著提高
瀝青對石料的粘附性好壞,對瀝青路面的強度、水穩(wěn)性和耐久性有很大的影響。經(jīng) DE-99瀝青改性劑改性的瀝青,粘附性達到最高等級5級,與石料的粘附以結構瀝青為主,自由瀝青為輔,裹覆在集料表面的瀝青是非常穩(wěn)定、耐久的粘結劑,因此路面強度高,韌性好。20℃抗壓強度達到4.27Mpa,比不改性的瀝青路面 3.34Mpa高 27.8%。50℃抗壓強度2.61Mpa,比不改性瀝青路面1.26Mpa高出1倍。破壞強度達到9.6Mpa,動穩(wěn)定度達到4000多次/mm,因此路面堅實、平整、耐磨、抗滑、無剝落、無麻面、無坑槽、無龜裂、不泛油,乘坐舒適。
5.2 溫感性顯著變好
瀝青的溫感性是指瀝青對溫度變化的敏感性,它對瀝青路面的使用性能有很大影響。經(jīng)過改性的瀝青路面,導熱系數(shù)、熱脹系數(shù)下降,減輕了氣候、車載對路面的影響,因此高溫不泛油,低溫不開裂。
用DE-99瀝青改性劑改性的瀝青路面,混合料的疲勞壽命提高50%以上,使用壽命可達20年以上,是標準AC結構壽命的2倍。路面的基礎條件越好,疲勞壽命越長。據(jù)某公路管理段說,用DE-99瀝青改性劑鋪的路面,三年沒有任何早期損壞痕跡,養(yǎng)路工人高興得不得了。
5.3 適用范圍廣
不僅可以鋪高速公路,還可以鋪坡度大、彎道多、超載嚴重的重交通干線。它可以對基質瀝青改性,也可以對瀝青混合料改性。應用靈活,適用范圍廣。某公路路段的10Km改性瀝青路面,地形、地質復雜、坡度大、彎道多,10Km有102個彎,氣溫高,車輛嚴重超載,曾用普通瀝青鋪過一次,鋪后就出現(xiàn)裂紋、坑槽、麻面、擁包等早期破損,不得已又用DE-99瀝青改性劑改性瀝青鋪筑,結果一炮打響,徹底解決了路面存在的上述問題。
隨著公路建設的不斷發(fā)展,現(xiàn)有的技術和設備已不能滿足公路施工的要求。我們要在科學的引導下,不斷學習研發(fā)出新的施工技術和材料,這是公路建設事業(yè)的長遠之計。
[2]交通部,公路改性瀝青路面施工技術規(guī)范,人民交通出版社.
[3]交通部,公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程,人民交通出版社.