改性沥青的应用与道路养护工艺的改进

王 贵 生

(山西省公路局晋中分局灵石段，山西 灵石 031300)

改性沥青的应用与道路养护工艺的改进

王 贵 生

(山西省公路局晋中分局灵石段，山西 灵石 031300)

论述了改性沥青对提高路面性能的重要性，从材料质量与路面裂缝处理两个角度，探讨了道路养护工艺的改进措施，旨在提高道路的服务水平，促进交通事业的快速发展。

道路，改性沥青，路面，养护工艺

众所周知，在目前国内外高等级道路中，沥青混凝土路面是主要的路面结构类型。沥青路面具有平整度优异、行车平稳舒适、路面反射噪声低、抗滑构造易于形成和长期保持、日常维护保养较为方便，特别是路面材料能够比较方便地回收再生利用等基本特点已为国内外道路学术和工程管理部门所公认。统计结果显示，在我国已建成通车的高等级道路中，沥青路面所占比例高达90%以上。

虽然作为粘结剂的沥青材料具有诸多优异的路用性能，但在重载和大交通流的现代道路交通中，沥青材料的某些自身缺陷也逐步显现出来，如夏季高温使路面在车辆重载作业下形成的车辙和推拥等塑性(永久)变形[1]、北方冬季严寒形成的自身开裂及道路基层(包括水泥稳定基层)开裂对面层形成的反射性裂缝、多雨季节形成的大面积网裂和坑槽松散等损坏都会给路面的正常运行带来诸多问题，同时亦是道路行车安全的严重隐患。有鉴于此，必须寻求提高道路性能的新的技术方案、施工工艺和筑路材料，这也是现代道路交通事业进步和发展的必要条件之一。

1 改性沥青的应用对提高路面性能的重要性

在基质沥青中添加适当比例的改性剂(以SBS，PE和以废旧橡胶轮胎为主要来源的橡胶粉等主要成分[2])并经严格的制作工艺(基质沥青和改性剂分别计量加入→材料预混融胀→胶体磨高速剪切→搅拌发育→取样性能检测→保温搅拌储存备用)生产的路用改性沥青自20世纪80年代末期以来已在我国道路工程中(包括机场跑道、军用和民用停车场等)推广应用且取得了良好的使用效果。

改性沥青的整个制作和储存过程伴随着严格的材料加热、保温和搅拌措施，以保证其制作工艺的顺利实施和良好的性能指标。以改性沥青为粘结剂铺筑的沥青混凝土路面具有诸多性能优势，明显提高了路面特性，特别是：

1)对高差别温度具有优异的耐受性能，这对我国中北部冬夏温差较大地区提高路面特性能够显现更为突出的效果。

2)沥青粘结能力的提高明显提升了路面的自身强度和密实性，能够遏制路面早期病害的产生，同时使得道路对上部自然落水和地下水的抵抗能力明显提高，对于我国南方水网地带和多雨地区具有突出的应用优势，同时亦提高了道路的承载能力和使用寿命。

3)保证路面具有良好的抗滑能力，提高了道路车辆行驶的安全性，同时明显减少了路面因长期光照形成的紫外辐射导致的沥青老化现象，对路面服务寿命的提升具有重要意义。

4)由于改性剂对油品的抗乳化性能明显高于沥青，因此能减少因路上车辆常常出现的燃油、机油等稀油泄露对路面造成的腐蚀破坏等。

2 道路养护工艺的改进

改性沥青与普通沥青相较具有很多不同的特性，这可以从其沥青的三项路用性能指标进行揭示[1](见表1)。

表1 不同SBS掺量的改性沥青路用指标(以国产90号沥青为基质沥青)

应当指出的是，能否严格依照合理的制作工艺作业对改性沥青的性能影响很大，但改性沥青路用指标的明显提升是不争的事实。比如，SBS的掺量超过5%后，其软化点相应超过70 ℃。以笔者所在山西省晋中地区的夏季环境温度不超过39 ℃，沥青路面表面温度不超过60 ℃为例，改性沥青的应用对于提升道路性能以适应高温气候对路面的影响，减少和规避路面早期损坏的发生具有非常重要的意义。但道路的铺筑和日常养护工艺也必须与沥青性能的提高相适应。笔者长期从事高等级沥青混凝土路面的养护作业，深感改性沥青应用后下述作业工艺的改进对保证养护工程的质量是非常必要的。

2.1 材料的质量保证

1)作业温度。以改性沥青制作的沥青混凝土材料除了合理的矿料级配及油石配比等因素外，与普通沥青制作的沥青混合材料的主要差异是工作温度的不同，由于改性沥青三项路用指标的差异，其混凝土材料的温度在制备、运输、摊铺和压实过程中应较普通沥青制作的沥青混凝土材料高8 ℃～10 ℃，可由表2显示。

表2 改性沥青混凝土材料工作温度

表2中对改性沥青混凝土材料的作业温度进行了基本限定，不仅对于道路的新铺，而且对于道路养护作业中的小面积修补作业也是适用的，这对于保证材料的摊铺平整及后继压实工序达到规定的压实密实度都是重要的先决条件。

2)道路养护必须采用改性沥青混合料。改性沥青及其混合料的制作成本较高，导致目前有些养护单位在高等级路面养护中使用普通沥青混合料用于病害挖切后的充填以降低作业成本，但由于原道路面层为改性沥青材料，其结果使路面新修补部分的强度偏低，使其极易出现修复后的早期损坏(如车辙、推拥和凸凹不平等表现形式)。

有鉴于此，以改性沥青混合料用于高等级公路的养护作业是保证道路养护质量、提高道路服务寿命、保持道路正常运行的必要条件之一。

3)特别注意再生材料的矿料级配。21世纪以来，随着世界能源危机和对环境保护的重视，在路面重铺和养护工程中产生的路面旧材料的再生利用逐步引起道路工程单位的重视。但这些旧材料绝大部分是采用机械铣刨方法取得的，虽然其外观比较均匀，但其原有的矿料级配已产生了较大的改变(其他方法如人工或机械镐挖切获得的旧材料级配则能够较好地保持路面原有的矿料级配指标)。如果仅仅采取简单的加热和搅拌工艺即用于养护时的填充和摊铺，显然难以达到路面的强度指标。因此，笔者建议应在材料再生前对旧材料的矿料级配进行必要的检测，根据检测结果对其矿料级配进行必要的掺配调整，力求达到材料的原始矿料级配的相应数据，保证其路用特性和强度指标，进而确保道路修复的工程质量。

2.2 路面裂缝的处置

纵横裂缝是沥青路面病害的重要表现形式，而改性沥青优异的路用性能使其成为一种较为理想的补缝材料，但由于改性沥青材料的粘度较大使其不易在较窄的路面裂缝中流动和深入。因此对于较窄的裂缝不大于5 mm应首先对其进行扩缝处理，然后以较高的压力进行压注，实践证明这是保证灌缝质量的有效举措。在其他因素相似(如沥青温度、裂缝宽度和环境温度等)的条件下，材料的灌注压力与灌注深度成正比。如将灌注压力提高到0.3 MPa～0.4 MPa时，SBS改性沥青在裂缝中的灌注深度能够提高30%～50%，从而显著提高修补后路面的使用寿命。特别指出的是，改性沥青混凝土路面的裂缝应当使用相应的改性沥青材料进行灌注修补，材料的统一能够使原路面和补缝材料之间形成良好的和易性和较好的结合强度，提高道路养护的工程质量。

3 结语

改性沥青在道路工程中的应用对于提高道路性能是非常重要的，但纵观改性沥青在我国的应用历史尚不足30年，对于高速公路来讲尚不足一个完整的使用寿命周期。因此，无论是道路新铺施工，还是日常养护工程，改性沥青的使用技术和作业工艺都必须在道路工程实践中不断总结、创新和完善。

[1] 杨林江.改性沥青的生产与应用[M].北京：人民交通出版社，2001：5-6，160.

[2] 李东滨.高等级沥青路面常见早期病害的形成和处置[J].山西建筑，2016，42(30)：145-146.

On application of modified asphalt and improvement of road maintenance craft

Wang Guisheng

(LingshiSection,JinzhongBranch,ShanxiRoadBureau,Lingshi031300,China)

The paper indicates the importance of the modified asphalt for improving the roadbed performance, and explores the improvement measures for the road maintenance craft from the material quality and roadbed crack treatment, so as to improve the service of the roads and enhance the development of the traffic.

road, modified asphalt, roadbed, maintnenace craft

1009-6825(2017)05-0182-02

2016-12-07

王贵生(1976- )，男，工程师

U418

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