安国栋

(沧州市高速公路管理局)

沥青混凝土路面作为高等级公路的主要结构形式,在交通量迅速增长、车辆大型化、超载现象严重、车道渠化的今天,正面临着越来越严峻的考验,车辙严重、各种类型的裂缝及发生早期损坏的情况时有发生。尤其在寒冷地区,由于气候条件恶劣,水文土质条件不良等因素,沥青路面早期损坏现象十分常见。

产生上述各类问题的原因是多方面的,但是有一点是非常重要的,那就是筑路材料性能较差的问题。传统的沥青材料已经很难使沥青混凝土适应当前日益严峻的交通发展对路面性能要求的需要。

SEAM粒料就是美国近年来开始使用的改善沥青混合料性能的一种改性剂产品。美国洛克邦德公司生产的SEAM粒料是一种主要成分为硫,并加入了减少烟雾、气味及硫蒸汽添加剂的硫制品。

1 掺SEAM沥青混合料的高温稳定性

沥青混合料高温稳定性是指混合料在荷载作用下抵抗永久变形的能力,沥青混合料在行车荷载重复作用下,会由于永久变形的积累而导致路表面出现车辙。掺 SEAM粒料的沥青混合料在高温时的稳定性。从试验结果可知,掺SEAM粒料沥青混合料的动稳定度已经达到15000以上,要远远好于规范对改性沥青混合料的要求 1400。

2 掺SEAM沥青混合料的低温抗裂性

为了检验掺 SEAM的沥青混合料在刚度增加的同时是否降低了低温抗裂性能,所以对掺SEAM的沥青混合料进行了低温抗裂性能试验.试验数据表明:掺 SEAM粒料的沥青混合料的低温抗裂性能不够理想,牡丹江地区气候分区为2-2地区,因此规范要求 3000(με)的标准没有达到。

3 掺SEAM沥青混合料的水稳定性

本研究用浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验评价掺SEAM沥青混合料的水稳定性。浸水马歇尔试验通过浸水前后沥青混合料的马歇尔稳定度比来评价沥青混合料的水稳定性;冻融劈裂试验通过冻融前后沥青混合料的劈裂强度比来评价沥青混合料的抗水稳定性能力。

试验数据表明:掺 SEAM的改性沥青混合料浸水 48小时后的马歇尔稳定度不但没有降低反而升高,而SEAM混合料的冻劈强度比也符合规范要求,这说明掺SEAM粒料改性沥青混合料具有相当好的水稳定性。

4 掺SEAM沥青混合料的耐久性

我国现行规范采用空隙率、饱和度和残留稳定度等指标来表征沥青混合料的耐久性。

5 掺SEAM沥青混合料强度增长规律

掺 SEAM的沥青混合料的马歇尔稳定度会随着龄期的增长而增长,即:成型后的马歇尔试件会随着破型时间的早晚,表现出不同的稳定度,先破型的稳定度低,后破型的稳定度高。

试验数据表明:在大约 8d内SEAM沥青混合料的稳定度随时间增大,随后基本不在变化。通过试验还发现,在马歇尔稳定度随时间增大的同时,试件空隙率和粒料间隙率并不发生变化。

6 修筑试验路

从美国购进的SEAM粒料在鸡牡公路修筑了 200m的上面层和 200m下面层试验路,所用沥青混合料配合比为鸡牡公路实际使用的生产配合比。

7 试验路路况调查

2004年4月份对建成一年的 SEAM试验路路况进行调查,路面整体状况良好,无车辙、坑槽,在 200m的试验路上没有纵向裂缝,而横向裂缝仅有 5条。裂缝的长度不长,经分析这些横向裂缝基本都是沥青面层温度收缩性裂缝。试验路路面平整度仍然很好,路表粗糙度很高,没有发生泛油现象,说明路面的舒适性和抗滑性能都很好。

8 SEAM沥青混合料在适用性的分析

(1)技术性分析

通过试验室的研究发现,掺SEAM粒料的沥青混合料在符合《沥青路面施工技术规范》对低温抗裂性要求的情况下,高温稳定性得到了显著的提高。试验路铺筑一年后良好的路况,说明 SEAM沥青混合料能适应黑龙江省“冬很冷,夏很热”的特殊自然条件。

(2)经济性分析

但近年来由于炼油厂的燃料脱硫以及来自含硫天然气和油砂的极高硫产量,目前全球硫供应达到了历史最高水平。

预计硫的供过于求状态将持续十年,在这段时间内硫的价格将持续下降,硫稀释沥青改性剂(SEAM)颗粒的发展大幅度推进了硫沥青技术,SEAM颗粒易于操作、易于在热沥青混合料中融化,SEAM中的添加剂能够减少烟雾、气味及硫蒸汽,增塑剂提高了硫的质量及硫沥青的强度和耐久性,目前商业使用的硫沥青量非常高,机构提供的硫沥青规格也不断提高。

以 2004年沥青价格 2500元/t,SEAM粒料 1500元/t为例,使用SEAM粒料代替1t沥青将需要 2478元,所以SEAM粒料的沥青混合料将与普通沥青混合料价格基本相当。

[1]公路工程沥青及沥青混合料试验规程.中华人民共和国交通部[M].北京:人民交通出版社,2000.

[2]沥青路面施工技术规范.中华人民共和国交通部[M].北京:人民交通出版社,2004.

[3]徐培华,陈忠达.路基路面试验检测技术[M].北京:人民交通出版社,2001.