胶粉改性沥青混凝土在市政道路改造工程中的应用

胶粉改性沥青混凝土在市政道路改造工程中的应用

吴振文

身份证号：44052419640807xxxx广东广州510640

摘要：胶粉沥青混凝土具有高温稳定性、低温柔韧性、抗老化性及抗疲劳性等优点，因此在市政道路施工中越来越广泛，它与普通沥青相比，在合理的配合比设计和施工条件下，胶粉沥青具有更好的性能。文章探讨胶粉沥青混凝土在市政道路改造中的应用。为胶粉改性沥青的进一步推广提供技术支持。

关键词：市政道路；改造工程；胶粉沥青；应用

0引言

随着我国城市化进程的加快，交通运输业也取得了巨大的飞跃。为了满足市政道路路面的使用性能，延长路面的使用期限，就必须使用高性能的路面材料，因此，胶粉沥青混凝土应运而生。本文就胶粉沥青混凝土在市政道路中的应用进行探讨。

1胶粉沥青机理研究

(1)胶粉成分复杂，主要包括弹性体、硫化剂、油分以及其他添加剂等构成。有研究发现，胶粉(AC－13)沥青能够提高沥青高温性能，增加低温延度，同时能够促进沥青弹性恢复[1]。

(2)胶粉溶胀机理。基质沥青由油分、树脂以及沥青质构成，而胶粉遇油分将发生溶胀，特性与生胶类似，使得胶粉重新具有相应的粘性。成品胶粉沥青中，胶粉能够在沥青基质中悬浮均布，而基质沥青由于油分的被吸收，从而也具备了一定的粘性。因此，胶粉溶胀作用同时对胶粉及基质沥青产生了改性作用[2]。

(3)胶粉沥青相溶改性机理。胶粉与基质沥青均为高分子聚合物，具备相似的分子结构以及链长，依据相似相溶原理，二者在混合后可以形成较为稳定的共轭结构，该结构具备较为优秀的结构力学特性，具体表现为胶粉沥青的流动性有所下降，但其针入度降低，软化点升高，因而表现出较好的耐热性及热稳定性。

2胶粉沥青配合比

2.1胶粉沥青级配设计方法

本文采用CAVF法对胶粉沥青进行级配设计，由于密级配沥青混合料高温稳定性主要受主骨料的嵌挤骨架结构所限，因而在进行级配设计过程中，需保证沥青混合料中粗骨料的嵌挤骨架结构，以便提高混合料性能。该方法的主要思路为根据经验或泰波公式设计主骨架，实测其空隙率，然后根据主骨架空隙率以及沥青混合料设计目标空隙率来确定细集料及矿粉和沥青的用量，使细集料体积、矿粉体积、沥青体积以及沥青混合料的目标空隙体积的总和等于主骨架空隙体积，以保证粗骨料的矿料堆积嵌挤骨架结构。

本研究沥青混合料矿料采用连续级配，采用基质沥青混合料，记为AC－13C。图1所示为普通AC－13C型沥青混合料矿料合成级配图。表1为相应的AC－13C型沥青混合料矿料筛分结果。

2.2胶粉沥青性能试验

(1)胶粉掺量对高温性能的影响。针入度、当量软化点T800以及软化点是依据我国沥青试验标准中表征胶粉沥青高温性能的评价指标。本试验设置15%、18%、20%、22%、24%等5组不同胶粉掺量在15℃、25℃以及35℃进行试验。图2所示为胶粉掺量对针入度的影响。图3、图4所示为胶粉掺量对软化点和当量软化点的影响趋势。

图4胶粉掺量对当量软化点的影响

图2和图4表明，胶粉掺量的增加使得胶粉沥青硬度明显高于基质沥青，证实胶粉沥青高温性能确实提高。图3和图4对比，发现22%胶粉掺量下，胶粉沥青软化点提高33.5%，而当量软化点在胶粉含量20%时，提高逾40%。

(2)低温及弹性恢复性能试验。图5所示为不同掺量胶粉进行试验时，胶粉沥青的延度性能曲线。图中表明，随胶粉掺量的增加，胶粉沥青低温延度明显增大，最高点在22%左右出现。

(3)胶粉掺量对沥青性能提升的试验表明:胶粉改善了沥青的高温性能，在22%掺量时，针入度最低，且软化点最高；20%胶粉掺量时，沥青当量软化点最高；胶粉改善了改沥青的低温性能，在22%掺量时，低温延度值最高；胶粉改善了沥青的弹性恢复性能，且在20%掺量以内，为弹性恢复性能的敏感参数[3]。

2.3配合比

以上试验，表明胶粉掺量能够改善沥青的性能，而通过设计合适的配合比能够更好的改善沥青的性能。

本研究所采用配合比如下:油石比中值设定为4.5%，间距0.5%，油石比分别为3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%，制成标准马歇尔试件，计算密度、沥青饱和度等主要参数，并通过对比各参数，最终得出本文所设计配合比为4.4%。

2.4胶粉沥青性能提升验证

本研究对胶粉沥青性能提升的试验均采用JTJ052－2000中所述相关方法进行。

(1)常规马歇尔及浸水马歇尔试验验证。浸水试验结果如表2所示，结果显示该配合比下，试件残留稳定度100.1，大于85%，满足设计指标的要求。

(3)高温稳定性验证。高温稳定性试验结果显示该配合比下，试件在60℃时，其稳定度DS=5773次/mm，满足设计指标中大于等于2800次/mm的相关要求。

3市政城区道路胶粉沥青铺设要点

3.1路面摊铺

(1)试验段以侧石顶面放置的铝合金尺为基准滑动面，然后用摊铺机的滑靴在其上滑动来进行表面层的摊铺。根据路面设计宽度，一般使用2台摊铺机进行联合摊铺作业，摊铺机的摊铺宽度以具体路宽进行调整。

(2)在摊铺胶粉沥青混合料时，将摊铺机稳定在施工段起点处，准备就绪后，在现场等待卸料的运输车达到4台以上后，指挥运输车开始卸料摊铺，混合料在卸载时的温度不得低于165℃(混合料的出场温度控制在175～185℃)。待熨平板内混合料充满料仓后，摊铺机以3.5m/min的速度均匀行进。摊铺机运行10m后，检测人员迅速检测横坡、搞成、松铺厚度、平整度等各项指标，以便随时调整摊铺机的工作状态。根据以往施工经验，摊铺混合料的松铺系数初步定为1.2，施工时现场测量人员要及时准确的测算出实际松铺系数，以此来进行调整，保证施工精度。摊铺作业过程尽可能一次性完成，不进行人工点补。若摊铺作业过程中因不可控因素出现不能连续供料的情况时，视当时气温情况决定摊铺机等料时间的长短(最长等料时间不宜超过40min)，超出等料时间应立即决定提升摊铺机熨平板，迅速做好施工缝，重新稳定摊铺机，等待来料后重新继续施工。

3.2混合料碾压

碾压工艺与普通沥青混合料基本相同，分为初压、复压、终压3个阶段进行。碾压规则为:紧跟、慢压、高频、低幅。

4结语

在市政道路建设过程中,改性沥青混凝土路面以替代单纯的水泥混凝土路面被广泛使用。经过大量实验证明，利用胶粉改性沥青混凝土施工，是一条较好的途径，既使沥青路面抗车辙、抗推移、低温下不易出现裂缝等能力增加，并且又可解决由于废轮胎积存而导致的污染问题。因此，要加强对胶粉混凝土新材料的应用。本文中论述的施工方法为胶粉混凝土施工的大面积推广提供了充分的实践依据。

参考文献

[1]丁湛,邹鹏,栗培龙.胶粉在改性沥青中的物化行为分析[J].应用化学.2017(02).

[2]秦勇.橡胶沥青混凝土施工技术[J].中国新技术新产品.2016(02).