沥青路面新材料及新技术的发展与应用

张晓敏

摘要：近年来我国经济高速发展，随之给交通运输方面带来了交通量迅速增长、超重超载严重、车辆大型化等问题，这就给交通运输业提出了更高的要求，更使沥青混凝土路面面临严峻的考验。沥青路面普遍存在着在设计年限内因各种其他原因发生的早期破坏，因此，急需研究沥青路面的新材料及新技术，以提高沥青混凝土路面的使用性能，延长其使用寿命，创造更大的社会经济效益。

关键词：沥青路面;使用性能;新材料;新技术

1、沥青路面的使用性能

①高温抗车辙性能;②低温抗裂性能;③水稳定性;④抗老化性能;⑤耐疲劳性能;⑥行车舒适性能;⑦表面服务功能。以上性能中，除平整度与沥青混合料本身关系较小外，都是由沥青混合料自身决定的。而沥青混合料的路用性能除了上述性能外，还应包括施工性能。

2、沥青路面现存的问题及产生原因

2.1现存的主要问题

①纵向和横向的永久性变形，交叉口处车辙严重;②横向和纵向裂缝，从裂缝中进水之后随着时间的推移会造成承载力下降，从而引起龟裂;③块状裂缝;④坑槽，混合料水损坏破坏;⑤泛油，路面沥青被挤出或表面被沥青膜覆盖形成发亮的薄膜层，其表面功能降低，尤其是抗滑性能不足。

2.2产生的原因

①很多重交通道路由于经济性采用性能不好的普通沥青;②交通量过大，超载严重;③现有的矿料级配不能满足更高的路面需求。目前，热拌沥青混合料路用性能好，但环境污染大，能耗大，沥青存在老化问题。冷拌沥青混合料优点是节能、可储存，但路用性能暂时远不及热拌沥青混合料的性能。

3、道路建设新要求

3.1交通部节能减排“十二五”规划

3.1.1总体目标

要求到2015年，交通运输行业能源利用效率明显提高，CO2排放量明显降低，绿色、低碳交通运输体系取得明显进展。

3.1.2主要指标

能源强度下降8%-15%，碳排放量下降10%-16%

3.1.3节能推广

①温拌沥青铺路技术应用;②交通建材循环利用技术应用;③公路隧道节能减排技术改造与应用;④高速公路服务区和公路收费站节能减排技术改造

3.2发展方向

①固体废弃物循环利用;②高性能、长寿命、多功能材料;③降低能源消耗、减少废气排放

4、沥青路面新材料及新技术的发展及应用

4.1发展历程

4.1.1摸索阶段

①SBS改性沥青类;②纤维添加剂类

4.1.2技术引进阶段

①天然沥青、复合改性沥青类;②抗车辙、水损害、抗裂类

4.1.3技术的深入研究、国产化阶段

①温拌类;②冷拌冷铺类;③高性能材料类

4.2沥青路面新材料及新技术研发及应用汇总

4.2.1高性能材料混合料类型

橡胶沥青、高性能改性沥青（PG76）、高性能乳化沥青;抗车辙剂、高模量;低标号沥青、天然沥青与耐久性高模量沥青混合料

4.2.2养护新材料

超薄磨耗层、降噪微表处;路面再生技术、高性能裂缝维修材料

4.2. 3功能性材料

温拌、阻燃、彩色路面、抗凝冰材料、排水性沥青混合料

4.2. 4特种铺装材料类型

水泥桥面：水性环氧沥青防水粘结层、改性环氧树脂、环氧沥青;钢桥面：浇注式沥青混合料、环氧沥青混合料、树脂—沥青混合料、高掺量SBS改性沥青

4.3主要沥青路面新材料及新技术的应用

4.3.1改性沥青

改性沥青是掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂（改性剂），或采取对沥青轻度氧化加工等措施，使沥青或沥青混合料的性能得以改善制成的沥青结合料。

4.3.1.1改性沥青的分类：

（1）橡胶及热塑性弹性体改性沥青

（2）塑料与合成树脂类改性沥青

（3）共混型高分子聚合物改性沥青

4.3.1.2橡胶沥青

（1）技术途径

胶粉含量大于15%;胶粉为20～30目;现场拌合

（2）工程应用

橡胶沥青断级配沥青混合料AR-AC13S：纳入RPA技术规范，抗车辙性能良好，沥青含量高，耐疲劳性能优异，低温性能优良。

橡胶沥青开级配AR-OGFC：空隙率大于22%，吸声性能优异，橡胶沥青含量大于7%，耐久性良好，相对于高粘沥青，价格优势明显。

（3）橡胶沥青共性特点

废旧轮胎“黑色污染”再生利用;节约沥青等不可再生资源;改善沥青路面各项路用性能，延长路面使用寿命

4.3.1.3高性能改性沥青（PG76）

（1）技术途经

增加SBS掺量——储存稳定性;SBS与聚烯烃复配;添加其他聚合物：高弹沥青、高粘度沥青

（2）工程应用

重交通抗车辙路段;超薄磨耗层

4.3.2温拌沥青混合料应用技术

（1）技术路线

沥青发泡降粘技术;沸石降粘技术;使用沥青降粘剂技术：合成蜡类降粘剂或低分子的酯;乳化沥青温拌技术：制备乳化沥青时使用了特殊乳化剂，成本较高，不能节省混合料的生产成本。

（2）技术特点

与各类沥青材料有更好的相容性和溶解分散性。具有抗剥落剂功能，提高混合料的水稳定性。有效改善混合料施工和易性，铺面更均勻密实。均衡改善沥青混合料各性能指标。不改变施工工艺，操作便捷。

（3）技术对比

施工温度：从出厂温度、摊铺温度、碾压温度等方面均比热拌沥青混合料低30-40°。混合料性能：其水稳定性、抗车辙性、耐疲劳性均比热拌沥青混合料高。压实方案：温拌=热拌

（4）适用范围

各等级公路、城市道路、重载路面、机场跑道的新建和维修养护中沥青路面的各结构层。尤其适用于沥青路面建设和维修养护中的薄层罩面和超薄罩面。旧料比例较高的再生混合料。高寒地区沥青路面施工。长大隧道沥青路面铺装。

（5）发展趋势：成品温拌改性沥青

AC类SMA温拌沥青混合料，可减少废气排放量，延长施工季节和运输距离，可持续绿色技术，相比热拌沥青更节能更环保。针对改性沥青高能耗，高排放的特点，重点开发成品温拌改性沥青和混合料

4.3.3再生沥青混合料应用技术

大比例再生技术分温再生技术和冷再生技術。

4.3.3.1温再生技术

大幅度提高旧材料利用比列，提高再生料参加比列45%-50%。

所有工艺操作温度比热拌显著下降，出料温度比热再生低30-50°。应用于路面面层各层，革命性的新工艺技术，非新材料技术，节能减排，降低能耗。

4.3.3.2冷再生技术

将原沥青路面材料破碎，或与新集料等按一定比列重新拌合，并在常温下与泡沫或乳化沥青拌合后形成新的混合料。成为路面结构的一个层次，满足一定的路用性能。

4.3.4矿山废弃物资源化应用技术

其各性能满足要求，当前绿色环保的发展战略要求废物再资源化，以此为依托，矿山废弃物资源化技术被逐步推广和应用，北京建设了25万吨煤矸石加工基地，山西长治也有煤矸石生加工产线。

矿山废弃物的主要应用：

1.煤矸石用与沥青混合料、半刚性基层

2.铁尾矿用于沥青混合料

5、结束语

随着我国经济的持续发展，我国沥青路面的建设，规模逐渐扩大，质量也有很大提高，当前沥青路面新材料、新技术受到大力推广及应用。但仍然面临着严峻的考验，还要结合我国当前绿色环保的发展战略，加大沥青路面新材料、新技术的研究及创新，以提高沥青混凝土路面的使用性能，延长其使用寿命，提高道路质量，更好的来促进我国经济的高速发展。

参考文献：

[1]柳浩.沥青路面新材料及新技术的研究与应用.北京市市政路桥绿色建材工程技术研究中心（北京市政路桥建材集团有限公司）2012年12月

[2]孙雪伟.路面技术面临的挑战与新技术、材料创新.江苏中路工程技术研究中心