孫洪軍
(黑龍江省龍建路橋第五工程有限公司,黑龍江 哈爾濱 150000)
超粘磨耗層是一種針對交通負載大的路面結(jié)構(gòu)。磨耗層采用高質(zhì)量防滑料及高性能改性瀝青、改性乳化瀝青,采用獨特的間斷級配結(jié)構(gòu),能有效提高路面抗滑性能,同時高性能材料的應(yīng)用能延長道路使用壽命,混合料連通空隙結(jié)構(gòu)能降低行車噪音,提高路面排水能力,雨天減少水霧,讓車輛出行更加安全、舒適。
瀝青老化有熱老化、光老化、水老化和壓力老化四種。結(jié)合國內(nèi)研究現(xiàn)狀,由于各地公路建設(shè)用料不同,建設(shè)時間不同,氣候壞境及荷載等不同,造成瀝青的老化原因也不同。新型超粘磨耗層是指在在改性乳化瀝青拌和過程中摻入玻璃纖維、SBS、橡膠粉,三合一的改性乳化瀝青混合料,具有強大的抗老化性能,形成新的磨耗層。該技術(shù)在傳統(tǒng)粘結(jié)層工藝的基礎(chǔ)上,充分發(fā)揮玻璃纖維、SBS、橡膠粉的疊加效應(yīng)。玻璃纖維-SBS-橡膠復(fù)合改性瀝青及混合料各項技術(shù)指標與路用性能滿足設(shè)計要求。一方面,具有良好的使用性能,它可以提高瀝青的粘度,提高瀝青的低溫抗裂性能,增加瀝青抗老化、防氧化和熱穩(wěn)定性,從而減少路面開裂,延長路面使用壽命,改善輪胎與地面的附著性能,可以降低橡膠摻量,在保證粘度的同時具備良好的施工和易性。另一方面,具有一定的經(jīng)濟效益,在保證性能的同時減少2%左右的SBS的摻量;SBS橡膠復(fù)合改性瀝青中SBS的摻量可以有所減少,SBS作為石油制品,價格昂貴,從這一角度來講,一定程度上降低了成本。
橡膠原料應(yīng)為車輛廢胎,顆粒規(guī)格宜為20~80目,廢胎膠粉應(yīng)質(zhì)地均勻,廢胎膠粉中的纖維顆粒不可結(jié)團,不可含玻璃、微小砂礫以及木屑等雜質(zhì)。不應(yīng)有呈編織狀的纖維顆粒,廢胎膠粉的最后一道生產(chǎn)工藝宜采用常溫發(fā)研磨粉碎,橡膠粉技術(shù)指標見表1。
表1 橡膠瀝青用廢舊輪胎粉技術(shù)指標要求
橡膠瀝青制備工藝[1-9],詳見表2。
表2 橡膠瀝青制備明細表
表2(續(xù))
(1)改性乳化瀝青制備工藝[10-18],詳見表3。
表3 改性乳化瀝青制備明細表
(2)玻璃纖維技術(shù)指標詳見表4。
表4 纖維技術(shù)指標
利用熒光顯微鏡獲取改性瀝青的微觀圖像,對改性瀝青的相態(tài)結(jié)構(gòu)、改性劑的形態(tài)與分布和改性瀝青的存儲穩(wěn)定性進行分析。同時,利用紅外光譜儀等測試方法,對改性劑溶脹效果進行量化分析,并提出合理的改性瀝青質(zhì)量控制的相關(guān)指標。采用材料學(xué)分析方法,選擇利用高分辨熒光顯微鏡、紫外光譜、紅外光譜、掃描電鏡、疑膠色譜等方法中的一種測試方法對改性劑以及瀝青在改性過發(fā)生的物理化學(xué)變化進行分斤研究,從微觀的角度探討改性瀝青性能發(fā)生變化的原因,研究玻璃纖維-SBS-膠粉復(fù)合改性瀝青的改性機理,并建立混合機理模型。利用掃描電鏡、凝膠滲析色譜技術(shù)進行材料微觀表征分析。
性能試驗:針入度試驗、延度試驗、軟化點試驗、旋轉(zhuǎn)黏度試驗、塑性試驗、薄膜烘箱老化試驗、動態(tài)剪切流變試驗。對改性瀝青質(zhì)量控制檢驗;熒光顯微鏡掃描技術(shù),紅外光譜分析技術(shù)、三大指標等[19]-[20],詳見表5、表6、表7、表8。
表5 基質(zhì)瀝青深度測試方法
表6 ZSV瀝青應(yīng)力掃描條件
表7 改性乳化瀝青試驗項目及技術(shù)指標
表8 復(fù)合改性瀝青試驗指標
混合料技術(shù)指標詳見表9、表10。
表9 玻璃纖維-SBS-橡膠復(fù)合改性乳化瀝青超粘纖維磨耗層礦料級配
表10 玻璃纖維-SBS-橡膠復(fù)合改性乳化瀝青超粘磨耗層瀝青混合料技術(shù)指標
超粘磨耗層作業(yè)后路面外觀應(yīng)表面平整、密實、無松散、無輪跡。通車1個月以后,進行質(zhì)量檢查和驗收時宜以1 km作為一個評價路段,具體檢查要求、方法、頻率、項目見表11。
表11 玻璃纖維-SBS-橡膠復(fù)合改性乳化瀝青超粘磨耗層成品技術(shù)指標
表11(續(xù))
玻璃纖維-SBS-橡膠復(fù)合改性乳化瀝青相比SBS改性瀝青,可以在保證性能的時減少SBS的用量,極大的降低了成本投資。另外復(fù)合改性瀝青可以改善路面的受力狀態(tài),延長路面的使用壽命,降低路面的養(yǎng)護運營費用。同時,它的推廣將緩解廢舊輪胎的堆放處理壓力,對環(huán)境保護做出重大貢獻,具有良好的社會經(jīng)濟效益。通過玻璃纖維-SBS-橡膠復(fù)合改性乳化瀝青以提升路面性能和改善路面使用狀況,橡膠的回收再利用緩解了環(huán)境壓力,符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標。