董亞平

[1.上海公路橋梁（集團(tuán)）有限公司，上海市 200433；2.上海綠色路面材料工程技術(shù)研究中心，上海市200433]

0 引言

研究表明，瀝青煙中存在大量揮發(fā)性有機(jī)物，其中包含了多環(huán)芳香烴類物質(zhì)（PAHs），該類物質(zhì)具有致癌作用。國(guó)內(nèi)外研究者針對(duì)降低瀝青煙氣排放問(wèn)題進(jìn)行了大量研究，開發(fā)了一系列降低瀝青煙氣排放的材料和技術(shù)，如溫拌瀝青材料，主動(dòng)抑煙技術(shù)等，前者已經(jīng)進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究和應(yīng)用。溫拌瀝青材料通過(guò)改變?yōu)r青在一定溫度范圍內(nèi)的黏度等物理性能，降低一定的施工溫度，且保持瀝青混合料的性能基本不改變。溫拌瀝青材料能夠降低拌和溫度從而達(dá)到降低氣體排放的效果，但不能從根本上抑制瀝青煙氣的排放。

由于主動(dòng)抑煙技術(shù)的作用機(jī)理各不相同，添加助劑的不同對(duì)瀝青混合料性能的影響各不相同，可分為阻燃劑、吸附劑、復(fù)合型抑煙劑等[1]。如堿性金屬化合物、金屬鉬化物等阻燃劑，通過(guò)降低混合料中可燃物的表面溫度或形成隔絕層，抑制瀝青的熱分解和煙氣的釋放。如膨脹石墨、古馬隆樹脂、活性炭等吸附劑通過(guò)與瀝青中易揮發(fā)物質(zhì)發(fā)生物理或化學(xué)吸附而生成不排放物質(zhì)，降低瀝青煙氣的排放量。通過(guò)將各類阻燃劑、吸附劑、各類添加劑等進(jìn)行復(fù)配，形成新型復(fù)合型抑煙劑，該類抑煙劑具有良好的阻燃抑煙效果。但部分抑煙劑對(duì)瀝青性能有所影響，如：鹵系阻燃劑發(fā)煙量高，膨脹石墨摻量過(guò)多會(huì)引起瀝青延度指標(biāo)的降低等[2]。目前，在不改變?yōu)r青及瀝青混合料性能的基礎(chǔ)上進(jìn)行研發(fā)的凈味瀝青技術(shù)已得到應(yīng)用，如國(guó)外的殼牌凈味瀝青，國(guó)內(nèi)的上海城建日瀝生產(chǎn)的凈味瀝青、燃料油銷售有限公司生產(chǎn)的昆侖環(huán)保凈味瀝青等。

凈味瀝青的應(yīng)用目前還處于初期階段，本文針對(duì)市場(chǎng)上的一種凈味改性瀝青及非凈味改性瀝青，對(duì)比研究瀝青的技術(shù)性能、煙密度，瀝青混合料SMA-13配合比設(shè)計(jì)及性能，驗(yàn)證凈味瀝青的實(shí)際應(yīng)用效果。

1 原材料

1.1 瀝青

瀝青使用上海城建日瀝生產(chǎn)的非凈味改性瀝青（SBS 改性瀝青）和凈味改性瀝青，其中凈味改性瀝青是通過(guò)在SBS 改性瀝青中添加凈味組分獲得。對(duì)兩種瀝青進(jìn)行測(cè)試，主要性能指標(biāo)見表1。凈味改性瀝青的技術(shù)指標(biāo)滿足SBS Ⅰ-D 瀝青的技術(shù)指標(biāo)，且2種瀝青的檢測(cè)結(jié)果基本一致，說(shuō)明凈味劑成分基本不改變SBS 改性瀝青的技術(shù)性能，且凈味改性瀝青能夠達(dá)到SBS Ⅰ-D 瀝青的技術(shù)性能。

表1 瀝青主要性能指標(biāo)

凈味瀝青中的凈味組分通過(guò)與瀝青中易揮發(fā)組分發(fā)生物理或化學(xué)反應(yīng)，減少瀝青煙中有害物質(zhì)的排放，具有降低瀝青煙氣排放的功能。對(duì)凈味改性瀝青的瀝青煙密進(jìn)行檢測(cè)，依據(jù)《建筑材料燃燒或分解的煙密度試驗(yàn)方法》（GB/T 8627－2007）[3]，根據(jù)瀝青試樣燃燒時(shí)產(chǎn)生的瀝青煙測(cè)定出煙密度等級(jí)，計(jì)算得出凈味改性瀝青的瀝青煙的煙密度等級(jí)SDR 為25。查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，SBS 改性瀝青的煙密度等級(jí)基本在85～88 范圍內(nèi)[4-6]。因此，根據(jù)煙密度等級(jí)測(cè)試結(jié)果可以確定該種凈味改性瀝青煙密度等級(jí)的降幅可以達(dá)到70.6%以上，具有良好的環(huán)保效果。

1.2 集料

粗集料選擇玄武巖，細(xì)集料選擇石灰?guī)r，礦粉為石灰?guī)r磨細(xì)成粉，集料的密度與篩分結(jié)果見表2。

表2 集料密度與篩分結(jié)果

1.3 纖維

纖維采用天然的木質(zhì)素纖維，對(duì)人體和環(huán)境無(wú)不良影響，具有惰性大、吸油率高、耐酸堿腐蝕性好等優(yōu)點(diǎn)。摻量為瀝青混合料質(zhì)量的0.3%。

2 配合比設(shè)計(jì)

2.1 合成級(jí)配

根據(jù)規(guī)范[7-8]，選用非凈味改性瀝青進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，確定的合成級(jí)配見表3。

表3 S MA-13 合成級(jí)配

2.2 用油量的確定

根據(jù)馬歇爾初試試驗(yàn)，初步選擇3 個(gè)油石比：5.9%、6.2%、6.5%，再次進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，結(jié)果見表4，確定最佳油石比為6.2%，各項(xiàng)體積指標(biāo)和力學(xué)性能均能滿足要求。由表1 性能指標(biāo)可知，凈味劑基本不改變改性瀝青的性能，因此，將非凈味改性瀝青的用油量作為凈味改性瀝青的用油量，進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果見表5，各項(xiàng)指標(biāo)和性能均能滿足要求。

表4 S MA-13（非凈味改性）馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

表5 S MA-13（凈味改性）馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

3 性能對(duì)比分析

3.1 水穩(wěn)定性

通過(guò)浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)對(duì)瀝青混合料的水穩(wěn)定性進(jìn)行分析，結(jié)果見表6，2 種瀝青混合料的試驗(yàn)結(jié)果相差不大，且均滿足技術(shù)要求，說(shuō)明2 種瀝青混合料的水穩(wěn)定性基本相當(dāng)。

表6 浸水馬歇爾和凍融劈裂試驗(yàn)結(jié)果

3.2 高溫性能

路表車轍的產(chǎn)生絕大多數(shù)是由混合料高溫性能不足引起，所以瀝青路面高溫穩(wěn)定性是其重要的路用性能。通過(guò)車轍試驗(yàn)評(píng)價(jià)瀝青混合料的的高溫性能，試驗(yàn)結(jié)果見表7。凈味改性瀝青和非凈味改性瀝青均超過(guò)技術(shù)要求，二者相差不大。

表7 車轍試驗(yàn)結(jié)果

3.3 低溫抗裂性能

溫縮裂縫是路面裂縫的主要產(chǎn)生形式之一。通過(guò)低溫彎曲試驗(yàn)評(píng)價(jià)2 種瀝青混合料的低溫抗開裂性能，試驗(yàn)結(jié)果見表8。凈味改性瀝青和非凈味改性瀝青均能達(dá)到技術(shù)要求，且二者破壞應(yīng)變相差較小，說(shuō)明二者的抗低溫開裂性能基本一致。

表8 低溫彎曲試驗(yàn)結(jié)果

4 結(jié)語(yǔ)

（1）凈味改性瀝青與改性瀝青的技術(shù)性能非常接近，能滿足規(guī)范要求。

（2）凈味改性瀝青的煙密度等級(jí)相較于非凈味改性瀝青降低70.6%以上。

（3）凈味改性瀝青混合料的水穩(wěn)定性、高溫性能和低溫抗裂性能基本一致，凈味改性瀝青混合料路用性能滿足規(guī)范要求。