瀝青瑪蹄脂介紹.doc

改性瀝青是指添加了橡膠、樹(shù)脂、高分子聚合物、磨細(xì)了的膠粉等改性劑，或采用對(duì)瀝青進(jìn)行輕度氧化加工，從而使瀝青的性能得到改善的瀝青混合物。用它鋪設(shè)的路面有良好的耐久性、抗磨性，實(shí)現(xiàn)高溫不軟化，低溫不開(kāi)裂。 改性瀝青的特點(diǎn) 1、耐高溫，抗低溫，適應(yīng)性強(qiáng)； 2、韌性好，抗疲勞，增大路面承載能力； 3、抗水、油和紫外線輻射，延緩老化； 4、性能穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)，降低養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。 下面的是詳細(xì)的： 改性瀝青的優(yōu)良性能來(lái)源于它所添加的改性劑，這種改性劑在溫度和動(dòng)能的作用下不僅可以互相合并，而且還可以與瀝青發(fā)生反應(yīng)，從而極大地改善了瀝青的力學(xué)性質(zhì)，猶如在混凝土中加了鋼筋。為了阻止一般改性瀝青可能發(fā)生的離析現(xiàn)象，瀝青的改性過(guò)程是在一種特殊的移動(dòng)設(shè)備中完成的，將液態(tài)的包含瀝青和改性劑的混合料通過(guò)布滿溝槽的膠體磨，在高速旋轉(zhuǎn)的膠體磨的作用下，改性劑的分子被裂解，形成了新的結(jié)構(gòu)然后被激射到磨壁上再反彈回來(lái)，均勻地混合到瀝青當(dāng)中，如此循環(huán)往復(fù)，不僅使瀝青與改性得了均化處理，而且使改性劑的分子鏈相互牽拉，網(wǎng)狀分布，提高了混合料的強(qiáng)度，增強(qiáng)了抗疲勞能力。當(dāng)車輪壓過(guò)改性瀝青時(shí)，瀝青層面發(fā)生相應(yīng)的輕微變形，當(dāng)車輪過(guò)后，由于改性瀝青對(duì)骨料的粘結(jié)力強(qiáng)，彈性恢復(fù)好，使受擠壓的部分迅速恢復(fù)平展的原狀。 在瀝青中加入某種稱之為改性劑（Modifier）的材料，使瀝青的某些特性從根本上得到改善，擴(kuò)大了瀝青的使用范圍。這種加入改性劑的瀝青，我們稱為為改性瀝青（Modified asphalt）。 改性瀝青的種類及其特性，在國(guó)內(nèi)使用情況： 在國(guó)內(nèi)使用過(guò)的改性瀝青有： （一）丁苯橡膠（SBR）；粉碎后按2%加入瀝青，制成改性瀝青母體，然后使用時(shí)再加入一定比例與普通瀝青混合。還有將SBR加入溶劑成為Sspan膠乳，直接摻入瀝青，但這種方法施工工藝料為繁瑣，效果也不甚明顯，未能大面積推廣使用。 （二）聚乙?。≒E）；奧地利使用了一種稱之為Novophalt的改性瀝青，使用已有15年的歷史，其后在意大利、捷克、美國(guó)也相應(yīng)推廣使用。在瀝青加入聚乙稀(PE)或再摻苯乙烯共聚物（熱塑料性體(SBS），在表面層中還使用了石棉纖維，稱之為瀝青瑪蹄脂碎石混合料 路面(SMA)。我國(guó)首次使用改性瀝青是1994年首都機(jī)場(chǎng)高速公路，使用了奧地利技術(shù)NOVOPHALT。其關(guān)鍵技術(shù)在于利用間隙可不斷調(diào)整的大型膠體磨使改性劑反復(fù)多次通過(guò)磨體而達(dá) 到非常均勻與瀝青共混，用400倍顯微鏡面觀察切片晶體結(jié)構(gòu)是否混合均勻。PE對(duì)改善高溫穩(wěn)定性較好，而SBS對(duì)改善低溫穩(wěn)定性較好，96年首都機(jī)場(chǎng)東跑道罩面摻入4%PE+2%SBS，另外還摻入0.4%石棉纖維，使用改性劑以后，針入度比原來(lái)瀝青減少了一個(gè)等級(jí)，軟化點(diǎn)大 為升高，粘度增加了7倍，說(shuō)明瀝青的高溫穩(wěn)定性有顯著提高。 96年夏季在北京至八達(dá)嶺高速公路中再次使用了改性瀝青仍然是奧地利技術(shù)Nobohalt，在瀝青砼上面層中加入4%PE+2%SBS,中面層中加入5%PE，經(jīng)膠體磨六次循環(huán)研磨，方可達(dá)到混 勻效果，每一周期約需半小時(shí)，產(chǎn)時(shí)為4噸。加入改性劑以后的瀝青軟化點(diǎn)可達(dá)60-70，馬氏穩(wěn)定度均在10KN以上，而穩(wěn)定度的改變特別顯著，號(hào)稱“80度不軟，30度不脆”（后者指零下溫度）。其成本由于租用奧地利設(shè)備再加上原材料及能源消耗，每噸瀝青混合料 約需增加100元左右。 改性瀝青的施工工藝條件也有所改變，不能完全按現(xiàn)有施工技術(shù)規(guī)范進(jìn)行控制。例如其“固化”溫度明顯高于變通瀝青，輾壓溫度宜控制130-140，因此壓路機(jī)必須緊隨攤鋪機(jī)之后不得拖延。 北京市公路局已自行研制成功大型膠體磨，研磨后的晶體直徑可達(dá)15（微米）以下，其性能已超過(guò)奧地利設(shè)備，故生產(chǎn)成本可以大幅度降低。 （三）北美瀝青UN-A：是美國(guó)猶他州東部UINTAH盆地所產(chǎn)的一種天然樹(shù)脂，呈塊狀，經(jīng)加工研磨成粉末，成為商品。根據(jù)北京公路局所作試驗(yàn)，加入5%-10%的UN-A。瀝青的針入度延度脆點(diǎn)以及粘附性、馬歇爾穩(wěn)定度均有明顯的改善。 UN-A是粉末狀，可直接加入瀝青。所以它的添加使用非常方便。目前尚未使用于工程。有 待進(jìn)一步論證。瀝青瑪蹄脂碎石混合料是一種由瀝青、纖維穩(wěn)定劑、礦粉及少量的細(xì)集料組成的瀝青瑪蹄脂，填充間斷級(jí)配的粗集料骨架間隙而形成的眼擠型密實(shí)結(jié)構(gòu)混合料。SMA改性瀝青及SMA路面是一種新型的路面結(jié)構(gòu)，改性瀝青及SMA混合料冷卻后非常堅(jiān)硬，強(qiáng)度高。本文結(jié)合上海城市外環(huán)線(浦東段)環(huán)南一大道工程的施工，談?wù)勅绾螌?duì)改性瀝青及SMA路面的施工進(jìn)行控制。 一、工程綜述 本工程北起張揚(yáng)路立交東至環(huán)東一大道，路幅紅線寬度100米，為城市級(jí)主干道，雙向8車道，總長(zhǎng)2387米。車行道結(jié)構(gòu)形式為瀝青柔性路面，結(jié)構(gòu)層組成為路基+15厘米砂礫墊層+40厘米二灰碎石基層+15厘米三層式瀝青混凝土面層。面層組合如下：表面層為改性瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA-16）4厘米；中面層為中粒式改性瀝青砼（LH-25）6厘米；底面層為粗粒式改性瀝青砼（CLH-35）6厘米；下封層1厘米。 二、改性瀝青施工質(zhì)量控制的難點(diǎn) 1.改性瀝青混合料粘度較高，各工序的施工溫度均比普通瀝青混合料的施工溫度要求高，貯存、運(yùn)輸期間的降溫不應(yīng)超過(guò)10，生產(chǎn)廠至施工現(xiàn)場(chǎng)的距離較長(zhǎng)，上海交通繁忙，氣候變化大，混合料貯藏溫度控制難。 2.瀝青路面施工質(zhì)量與攤鋪機(jī)械的性能密切相關(guān)，瀝青攤鋪機(jī)械型號(hào)多種，性能不一。如何選擇性能良好的施工機(jī)械，是工程質(zhì)量控制的重點(diǎn)。 3.瀝青攤鋪時(shí)，必須均勻、連續(xù)，工人素質(zhì)必須高，要能正確判斷攤鋪界面。 三、SMA瀝青的拌合及施工 1.瀝青混合料拌合。由于SMA與普通密級(jí)配瀝青砼最大不同之處是SMA為間斷級(jí)配，粗集料粒徑單一、量多、細(xì)集料很少，礦粉用量多。細(xì)集料包括石屑和砂一共只需15%左右，給混合料的供料拌和帶來(lái)不少困難。為此，料斗、料倉(cāng)要重新安排，增加粒徑為510毫米的骨料倉(cāng)，以保證冷料數(shù)量，而細(xì)集料用量很少，冷料倉(cāng)門(mén)開(kāi)啟很少，供料過(guò)程中要保持細(xì)集料干燥，以保證細(xì)集料順利供料。主皮帶把粗配料送入滾洞，通過(guò)燃燒器對(duì)骨料加熱，有熱電偶檢測(cè)料溫，自動(dòng)調(diào)節(jié)燃燒器的風(fēng)油比，使骨料溫度達(dá)到190200。熱料經(jīng)提升機(jī)進(jìn)入振動(dòng)篩，把熱料按目標(biāo)配合比的規(guī)格要求分篩到不同的熱料倉(cāng)（篩網(wǎng)尺寸可根據(jù)要求更換），有計(jì)算機(jī)控制各熱料倉(cāng)拉門(mén)，按輸入的生產(chǎn)配合比自動(dòng)配料、計(jì)量，由于SMA粗料粒徑單一，細(xì)料很少，熱料可能會(huì)發(fā)生粗集料倉(cāng)經(jīng)常不足（虧料），而細(xì)集料倉(cāng)經(jīng)常溢倉(cāng)的不正常情況，控制室的操作人員不可調(diào)整放料的數(shù)量，使SMA的配合比不準(zhǔn)。然后將木質(zhì)素纖維加入到攪拌鍋與骨料共同進(jìn)行干拌，再添加經(jīng)計(jì)算機(jī)控配比控制計(jì)量的石粉及瀝青，拌和后，完成成品料的生產(chǎn)。SMA的干拌時(shí)間為4秒5秒，濕拌30秒45秒。 各種材料加熱溫度控制：瀝青加熱溫度160165，現(xiàn)場(chǎng)制作溫度165170，加工最高溫度175，集料加熱溫度190200，混合料出場(chǎng)溫度175185，混合料最高溫度（廢棄溫度）195，攤鋪溫度不低于160，初始開(kāi)始溫度不低于150，復(fù)壓最低溫度不低于130，碾壓終了溫度不低于130，開(kāi)放交通溫度不高于60。 2.運(yùn)輸。由于SMA瀝青混合料的瀝青瑪蹄脂的粘性較大，運(yùn)輸車的車廂底部要涂較多的油水混合物，而且為了防止運(yùn)輸車表面混合料結(jié)成硬殼，運(yùn)輸車運(yùn)輸過(guò)程中必須加蓋油布，同時(shí)車量要適當(dāng)增加。 3.攤鋪。瀝青必須緩慢、均勻連續(xù)不間斷地?cái)備?。攤鋪過(guò)程中，不得隨意變換速度或中途停頓，攤鋪速度應(yīng)根據(jù)拌和機(jī)產(chǎn)量，施工機(jī)械配套情況及攤鋪層厚度、寬度確定。攤鋪速度為3.5米/分鐘。 4.碾壓。碾壓過(guò)程是面層施工中的重要環(huán)節(jié)，碾壓SMA的八字方針為“緊跟、碾壓、高頻、低幅”，并合理地選擇壓路機(jī)組合方式及碾壓步驟。 5.接縫。 （1）縱縫：根據(jù)本工程特點(diǎn)，我單位在瀝青混合料攤鋪過(guò)程中采用一臺(tái)德國(guó)產(chǎn)ABG423攤鋪機(jī)并排攤鋪，采用此方式可以一次整幅攤鋪，縱縫熱接提高了路面的平整度，美化了路面的視覺(jué)效果。 （2）橫縫：SMA路面的接縫處理要比普通混合料困難一些，因此，攤鋪時(shí)在邊部設(shè)置擋板，也可以在瀝青SMA層每天施工完工后，在其尚未冷卻之前，即切割好，并利用水將接縫沖洗干凈。第二天涂刷粘層油，即進(jìn)行攤鋪新混合料。 6.SMA瀝青混合料施工中容易產(chǎn)生的問(wèn)題： （1）過(guò)碾壓：由于SMA路面的集料嵌擠作用，壓實(shí)程度不大，壓實(shí)度較易達(dá)到，但是隨著碾壓遍數(shù)的增加，集料不斷地往下走，瑪蹄脂一點(diǎn)點(diǎn)地向上浮，造成構(gòu)造深度減小。在碾壓過(guò)程中，特別注意表面構(gòu)造保持在11.5毫米，以便有適宜的構(gòu)造深度。 （2）出現(xiàn)油斑：SMA路面通車后出現(xiàn)油斑也是常見(jiàn)的一種病害，這是由于SMA的纖維拌合不均勻造成的。因此在拌合時(shí)，要嚴(yán)格控制纖維的投放數(shù)量和投放時(shí)間，并延長(zhǎng)干拌時(shí)間，確保纖維拌合均勻。還要注意儲(chǔ)藏期間纖維干燥，防止纖維受潮成團(tuán)。 （3）碾壓成型溫度不夠高是