寒區 SEAM粒料瀝青混凝土適用性

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公路的主要結構形式,在交通量迅速增長、車輛大型化、超載現象嚴重、車道渠化的今天,正面臨著越來越嚴峻的考驗,車轍嚴重、各種類型的裂縫及發生早期損壞的情況時有發生。尤其在寒冷地區,由于氣候條件惡劣,水文土質條件不良等因素,瀝青路面早期損壞現象十分常見。

產生上述各類問題的原因是多方面的,但是有一點是非常重要的,那就是筑路材料性能較差的問題。傳統的瀝青材料已經很難使瀝青混凝土適應當前日益嚴峻的交通發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品。美國洛克邦德公司生產的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定性

瀝青混合料高溫穩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作用下,會由于永久變形的積累而導致路表面出現車轍。摻 SEAM粒料的瀝青混合料在高溫時的穩定性。從試驗結果可知,摻SEAM粒料瀝青混合料的動穩定度已經達到15000以上,要遠遠好于規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

為了檢驗摻 SEAM的瀝青混合料在剛度增加的同時是否降低了低溫抗裂性能,所以對摻SEAM的瀝青混合料進行了低溫抗裂性能試驗.試驗數據表明:摻 SEAM粒料的瀝青混合料的低溫抗裂性能不夠理想,牡丹江地區氣候分區為2-2地區,因此規范要求 3000(με)的標準沒有達到。

3 摻SEAM瀝青混合料的水穩定性

本研究用浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗評價摻SEAM瀝青混合料的水穩定性。浸水馬歇爾試驗通過浸水前后瀝青混合料的馬歇爾穩定度比來評價瀝青混合料的水穩定性;凍融劈裂試驗通過凍融前后瀝青混合料的劈裂強度比來評價瀝青混合料的抗水穩定性能力。

試驗數據表明:摻 SEAM的改性瀝青混合料浸水 48小時后的馬歇爾穩定度不但沒有降低反而升高,而SEAM混合料的凍劈強度比也符合規范要求,這說明摻SEAM粒料改性瀝青混合料具有相當好的水穩定性。

4 摻SEAM瀝青混合料的耐久性

我國現行規范采用空隙率、飽和度和殘留穩定度等指標來表征瀝青混合料的耐久性。

5 摻SEAM瀝青混合料強度增長規律

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

試驗數據表明:在大約 8d內SEAM瀝青混合料的穩定度隨時間增大,隨后基本不在變化。通過試驗還發現,在馬歇爾穩定度隨時間增大的同時,試件空隙率和粒料間隙率并不發生變化。

6 修筑試驗路

從美國購進的SEAM粒料在雞牡公路修筑了 200m的上面層和 200m下面層試驗路,所用瀝青混合料配合比為雞牡公路實際使用的生產配合比。

7 試驗路路況調查

2004年4月份對建成一年的 SEAM試驗路路況進行調查,路面整體狀況良好,無車轍、坑槽,在 200m的試驗路上沒有縱向裂縫,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。試驗路路面平整度仍然很好,路表粗糙度很高,沒有發生泛油現象,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)技術性分析

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

(2)經濟性分析

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量,目前全球硫供應達到了歷史最高水平。

預計硫的供過于求狀態將持續十年,在這段時間內硫的價格將持續下降,硫稀釋瀝青改性劑(SEAM)顆粒的發展大幅度推進了硫瀝青技術,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量及硫瀝青的強度和耐久性,目前商業使用的硫瀝青量非常高,機構提供的硫瀝青規格也不斷提高。

以 2004年瀝青價格 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格基本相當。

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

[2]瀝青路面施工技術規范.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.路基路面試驗檢測技術[M].北京:人民交通出版社,2001.