环菱树脂外加剂在路面工程中的实际运用

环菱树脂外加剂在路面工程中的实际运用

郑舟

十九冶集团有限公司云南分公司   云南省安宁市连然街道官厢巷邮编650300      

[摘  要] 近年来，随着我国高速公路、市政道路交通流量的急剧增长，以及车辆重载、超载现象严重，导致高速公路路面频繁出现车辙问题，使得路表产生过量变形，大幅降低了路面的平整度 。车辙问题严重时不仅会影响路面结构的使用强度，更会降低路面的使用寿命，因此，如何有效解决沥青路面车辙问题已成为公路建设中一个急需解决的技术难题 。环菱树脂掺入沥青混合料中，可以对提高抗车辙性能、抗裂缝性能、抗水损害性能、抗疲劳性能有极大帮助。

        关键词：抗车辙剂；沥青混合料；高速公路；路用性能

[引  言]

本文对云南省安宁市石安公路（安宁入城段）改造工程项目的沥青路面工程掺入外加剂，改善沥青混凝土路面的路用性能，减少沥青路面的早期破坏，延长路面的使用寿命，对整个石安公路（安宁入城段）改造工程路面摊铺质量有一定提高，完善了城市功能、提升了交通承载能力、展示了整个安宁市风貌，整个社会反映良好。

一  “沥青面层产生严重车辙、温度稳定性不佳”产生的原因

目前,高速公路、专用公路、一级城市主干路、机场道面、集装箱货场路面等沥青混凝土路面面层结构基质沥青多采用SBS改性。SBS改性剂并不能溶解于沥青中,而是经过共混后通过高速剪切改性剂与微米级颗粒状分散在沥青当中。轻组分占比越高的沥青,改性剂越分散,溶胀和交联的效果越好。改性沥青的物理性能就越好。

SBS改性沥青由于它的高温稳定性,低温抗裂性、水稳定性比较均衡。因此,我国广泛应用于高等级公路的沥青路面。但SBS改性沥青由于厂家为了利益最大化,生产SBS改性沥青时,往往SBS改性剂添加量不足,这就导致SBS改性剂与沥青融合不充分,形成的空间网状结构松散,SBS分子与沥青分子之间的吸引力不够强,各项物理性能降低。

另外,为了确保高温稳定性,抵抗车辙发生,在沥青混合料中添加抗车辙剂。目前国内市场抗车辙剂乱象丛生,以次充好,质量不易控制,很多施工单位采用塑料替代树脂抗车辙剂,对沥青面层的高温稳定性和抵抗车辙性能作用甚微,紧靠物理性能达不到实际要求的SBS改性沥青目标,往往新建一条道路没几年就产生严重车辙,使用寿命大打折扣。

二  “改性剂”在沥青面层中的作用

通过在SMA沥青面层中掺加高模量树脂类改性剂-环菱树脂， 解决SBS改性沥青路用性能下降问题，大幅度提高SBS改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性，从而提高抗车辙性能、抗裂缝性能、抗水损害性能、抗疲劳性能。降低SBS改性沥青的施工温度。提高SBS改性沥青施工易性，扩展SBS改性沥青施工温度。添加环菱树脂后SBS改性沥青粘度增加，最佳油石比提高，石料表面油膜变厚，路面整体黑亮美。在环菱树脂的作用下，SBS充分溶胀后，分子间的内聚力降低，使得SBS改性沥青在施工阶段流动性增加，感温性减弱，更有利于拌和、压实。而施工完成后，随着路面温度降低，SBS改性剂与环菱树脂形成的网状结构的强度迅速成型，整体沥青路面的强度完成

三  “改性剂”在沥青路面工程施工中的运用

3.1  工程实例

3.1.1  工程概况

石安公路(安宁入城段)起于和平村立交，止于螳螂川,道路全长3208.722m,红线宽度64m-68m.为城市主干路。本道路在原沥青路面结构上面层 4cm厚的细粒式 SBS改性沥青玛蹄脂(SMA-13)中，添加 0.3%的环菱树脂改性剂。添加范围为道路主道及交叉口位置，辅道维持原设计不变。

1.利用老路基层主道路面结构

4cm 细粒式 SBS改性沥青玛蹄脂碎石（SMA-13）+0.3%木质素纤维 

粘层沥青(AH-70)

5cm 中粒式沥青混凝土（AC-20C）

粘层沥青(AH-70)

7cm 粗粒式沥青混凝土（AC-25C）

0.6cm 沥青透层、稀浆封层

≥50cm 水泥稳定碎石（水泥掺量5.5%,K≥98%）

总厚度≥66.6cm。

2. 除上述“利用老路基层主道路面结构”中道路段落部分可利用老路基层主道路面结构外，其余主道、辅道均采用新建主/辅道路面结构。

 4cm 细粒式 SBS改性沥青玛蹄脂碎石（SMA-13）+0.3%木质素纤维 

粘层沥青(AH-70)

5cm 中粒式沥青混凝土（AC-20C） 

粘层沥青(AH-70)

7cm 粗粒式沥青混凝土（AC-25C）

0.6cm 沥青透层、稀浆封层

50cm 水泥稳定碎石（水泥掺量5.5%,K≥98%） 15cm 级配碎石（K≥96%）

总厚度81.6cm。

3.1.2混合料配合比设计及油石比选定

SMA-13型改性沥青玛蹄脂碎石混合料,所使用级配统一采用经试验室筛分回配后得到,进行环菱树脂改性剂沥青混合料的配合比设计。在配合比设计中，粗集料2#采用玄武岩-13用量42%，粗集料3#采用玄武岩-10用量37%，细集料采用机制砂用量11%，矿粉采用石灰岩路用矿粉用量10%，改性沥青SBS（I-D）用量采用6%,木质纤维采用SMADQ用量0.3%，环菱树脂改性剂CM6535用量0.3%。

3.1.3掺0.3%改性剂最佳油石比的确定

根据《公路沥青路面施工技术规范》，掺入环菱树脂改性剂的沥青混合料的最佳油石比综合参照空隙率、稳定度等各项指标均满足规范的要求，初步确定在 0.3%纤维掺量下确定综合最佳油石比6.0%。

3.1.4准备下承层和施工放样

SMA改性沥青混合料上面层施工之前洒布粘层油，将中沥青面层路面脏物尘土及时清扫干净，当有粘粘的土块应用水刷净，待表面干燥后浇洒，路缘石及人工构造物应适当防护，以防污染。

3.1.5环菱树脂改性剂混合料的拌和

A-集料烘干170°-180°过筛配比

B-环菱树脂改性剂投放干拌33-35秒

C-加入SBS改性沥青【150°-175°】湿拌60秒

3.1.6  沥青混合料的运输按照GB 50092-96《沥青路面施工及验收规范》、CJJ1-2008《城镇道路工程施工与质量验收规范》执行

3.1.7  沥青混合料的摊铺按照GB 50092-96《沥青路面施工及验收规范》、CJJ1-2008《城镇道路工程施工与质量验收规范》执行

3.1.8  沥青混合料的碾压按照GB 50092-96《沥青路面施工及验收规范》、CJJ1-2008《城镇道路工程施工与质量验收规范》执行

3.1.9  实施结果

项目工法研究成果与常规的 SBS 改性沥青混合料相比，采用 70 号A道路石油改性沥青，本技术采用“干法拌和”方法，可在拌和机直接加入，节省了拌合机械费用，对于节约材料资源和机械设备资源，同时改善沥青混凝土路面的路用性能，减少沥青路面的早期破坏，延长道路使用寿命，降低维修养护材料费用。

单从材料成本分析初期有所增加，但从长期全寿命周期成本分析环菱树脂改性沥青路面能显著提升沥青混凝的性能，节约了维护费用。

四  结束语

在实际工程施工中，通过探究环菱树脂对沥青混凝土高温抗车辙性、低温抗裂性能、抗水侵害性及抗疲劳变形性能的提升，并在道路路面工程进行了应用，减少了沥青路面的早期破坏，延长路面的使用寿命，降低路面维修养护费用，实现了保护环境，减少能源消耗，具有显著的经济效益、社会效益和环保效益。

参考文献
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作者简介：郑舟，1973年6月生，男，汉族，云南省安宁市人，学历本科,职称：工程师，研究方向：市政道路工程