安國棟

(滄州市高速公路管理局)

瀝青混凝土路面作為高等級(jí)公路的主要結(jié)構(gòu)形式,在交通量迅速增長、車輛大型化、超載現(xiàn)象嚴(yán)重、車道渠化的今天,正面臨著越來越嚴(yán)峻的考驗(yàn),車轍嚴(yán)重、各種類型的裂縫及發(fā)生早期損壞的情況時(shí)有發(fā)生。尤其在寒冷地區(qū),由于氣候條件惡劣,水文土質(zhì)條件不良等因素,瀝青路面早期損壞現(xiàn)象十分常見。

產(chǎn)生上述各類問題的原因是多方面的,但是有一點(diǎn)是非常重要的,那就是筑路材料性能較差的問題。傳統(tǒng)的瀝青材料已經(jīng)很難使瀝青混凝土適應(yīng)當(dāng)前日益嚴(yán)峻的交通發(fā)展對路面性能要求的需要。

SEAM粒料就是美國近年來開始使用的改善瀝青混合料性能的一種改性劑產(chǎn)品。美國洛克邦德公司生產(chǎn)的SEAM粒料是一種主要成分為硫,并加入了減少煙霧、氣味及硫蒸汽添加劑的硫制品。

1 摻SEAM瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性

瀝青混合料高溫穩(wěn)定性是指混合料在荷載作用下抵抗永久變形的能力,瀝青混合料在行車荷載重復(fù)作用下,會(huì)由于永久變形的積累而導(dǎo)致路表面出現(xiàn)車轍。摻 SEAM粒料的瀝青混合料在高溫時(shí)的穩(wěn)定性。從試驗(yàn)結(jié)果可知,摻SEAM粒料瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度已經(jīng)達(dá)到15000以上,要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于規(guī)范對改性瀝青混合料的要求 1400。

2 摻SEAM瀝青混合料的低溫抗裂性

為了檢驗(yàn)摻 SEAM的瀝青混合料在剛度增加的同時(shí)是否降低了低溫抗裂性能,所以對摻SEAM的瀝青混合料進(jìn)行了低溫抗裂性能試驗(yàn).試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明:摻 SEAM粒料的瀝青混合料的低溫抗裂性能不夠理想,牡丹江地區(qū)氣候分區(qū)為2-2地區(qū),因此規(guī)范要求 3000(με)的標(biāo)準(zhǔn)沒有達(dá)到。

3 摻SEAM瀝青混合料的水穩(wěn)定性

本研究用浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)評(píng)價(jià)摻SEAM瀝青混合料的水穩(wěn)定性。浸水馬歇爾試驗(yàn)通過浸水前后瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度比來評(píng)價(jià)瀝青混合料的水穩(wěn)定性;凍融劈裂試驗(yàn)通過凍融前后瀝青混合料的劈裂強(qiáng)度比來評(píng)價(jià)瀝青混合料的抗水穩(wěn)定性能力。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明:摻 SEAM的改性瀝青混合料浸水 48小時(shí)后的馬歇爾穩(wěn)定度不但沒有降低反而升高,而SEAM混合料的凍劈強(qiáng)度比也符合規(guī)范要求,這說明摻SEAM粒料改性瀝青混合料具有相當(dāng)好的水穩(wěn)定性。

4 摻SEAM瀝青混合料的耐久性

我國現(xiàn)行規(guī)范采用空隙率、飽和度和殘留穩(wěn)定度等指標(biāo)來表征瀝青混合料的耐久性。

5 摻SEAM瀝青混合料強(qiáng)度增長規(guī)律

摻 SEAM的瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度會(huì)隨著齡期的增長而增長,即:成型后的馬歇爾試件會(huì)隨著破型時(shí)間的早晚,表現(xiàn)出不同的穩(wěn)定度,先破型的穩(wěn)定度低,后破型的穩(wěn)定度高。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明:在大約 8d內(nèi)SEAM瀝青混合料的穩(wěn)定度隨時(shí)間增大,隨后基本不在變化。通過試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn),在馬歇爾穩(wěn)定度隨時(shí)間增大的同時(shí),試件空隙率和粒料間隙率并不發(fā)生變化。

6 修筑試驗(yàn)路

從美國購進(jìn)的SEAM粒料在雞牡公路修筑了 200m的上面層和 200m下面層試驗(yàn)路,所用瀝青混合料配合比為雞牡公路實(shí)際使用的生產(chǎn)配合比。

7 試驗(yàn)路路況調(diào)查

2004年4月份對建成一年的 SEAM試驗(yàn)路路況進(jìn)行調(diào)查,路面整體狀況良好,無車轍、坑槽,在 200m的試驗(yàn)路上沒有縱向裂縫,而橫向裂縫僅有 5條。裂縫的長度不長,經(jīng)分析這些橫向裂縫基本都是瀝青面層溫度收縮性裂縫。試驗(yàn)路路面平整度仍然很好,路表粗糙度很高,沒有發(fā)生泛油現(xiàn)象,說明路面的舒適性和抗滑性能都很好。

8 SEAM瀝青混合料在適用性的分析

(1)技術(shù)性分析

通過試驗(yàn)室的研究發(fā)現(xiàn),摻SEAM粒料的瀝青混合料在符合《瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》對低溫抗裂性要求的情況下,高溫穩(wěn)定性得到了顯著的提高。試驗(yàn)路鋪筑一年后良好的路況,說明 SEAM瀝青混合料能適應(yīng)黑龍江省“冬很冷,夏很熱”的特殊自然條件。

(2)經(jīng)濟(jì)性分析

但近年來由于煉油廠的燃料脫硫以及來自含硫天然氣和油砂的極高硫產(chǎn)量,目前全球硫供應(yīng)達(dá)到了歷史最高水平。

預(yù)計(jì)硫的供過于求狀態(tài)將持續(xù)十年,在這段時(shí)間內(nèi)硫的價(jià)格將持續(xù)下降,硫稀釋瀝青改性劑(SEAM)顆粒的發(fā)展大幅度推進(jìn)了硫?yàn)r青技術(shù),SEAM顆粒易于操作、易于在熱瀝青混合料中融化,SEAM中的添加劑能夠減少煙霧、氣味及硫蒸汽,增塑劑提高了硫的質(zhì)量及硫?yàn)r青的強(qiáng)度和耐久性,目前商業(yè)使用的硫?yàn)r青量非常高,機(jī)構(gòu)提供的硫?yàn)r青規(guī)格也不斷提高。

以 2004年瀝青價(jià)格 2500元/t,SEAM粒料 1500元/t為例,使用SEAM粒料代替1t瀝青將需要 2478元,所以SEAM粒料的瀝青混合料將與普通瀝青混合料價(jià)格基本相當(dāng)。

[1]公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程.中華人民共和國交通部[M].北京:人民交通出版社,2000.

[2]瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范.中華人民共和國交通部[M].北京:人民交通出版社,2004.

[3]徐培華,陳忠達(dá).路基路面試驗(yàn)檢測技術(shù)[M].北京:人民交通出版社,2001.