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SMC常温改性沥青技术特性及工程应用
2019年06月24日    阅读量:4042    新闻来源: 沥青路面  |  投稿

摘 要

目前市场上的温拌改性剂降温、节约能源的效果比较有限,而冷拌溶剂型改性剂等产品路用性能普遍不好,常温改性沥青的出现,解决了沥青路面只能在高温季节施工的技术难题。本文主要对研发的SMC常温改性沥青的技术特性和工程应用情况进行总结,为特殊条件下沥青路面的施工和养护技术提供了参考,对于提高我国公路工程行业的科学研究水平,推动低碳环保筑路技术的革新换代,具有重要意义。

关键词

常温改性沥青 | 公路工程

近年来,随着交通运输技术的日益发展,“节能、低碳、环保”型筑路材料层出不穷,但普遍存在节能效果有限,路用性能不佳的问题沥青网sinoasphalt.com。因此,研发一款比温拌沥青改性剂节能效果更好、比目前冷拌改性剂路用效果更好的产品及技术,同时造价低廉,对于提高我国公路工程行业的科学研究水平,推动公路行业低碳环保筑路技术的革新换代,具有重要意义。


常温改性沥青的出现,可以弥补以往水介质常温材料路用性能不良、不适宜全幅摊铺及使用的技术缺陷,该类材料以其显著的技术优势受到越来越多的关注与研究。本文主要对SMC常温改性沥青的技术特性及工程应用前景进行研究,为正常条件及高海拔地段、低温或零下温度等特殊条件下的沥青路面施工和养护提供新思路。

常温改性沥青的技术原理

常温改性沥青是在基质沥青中加入人工合成的高聚物弹性体(以废旧轮胎、塑料炼制的橡胶油为主要成份,约占改性剂重量的80%,其它辅助化工原材料占重量的20%),可熔融或分散在沥青中以改变沥青结合料在常温条件下的施工和易性,使沥青及沥青混合料在常温及零下温度条件下仍具有一定的流动性。经过一定养生时间后,常温改性沥青混合料中的可挥发性溶剂挥发完全,混合料逐渐固化形成强度,其力学强度及其它路用性能与聚合物改性沥青相当,如低温抗裂性能、抗水损害性能及抗疲劳开裂性能。

常温改性沥青的性能指标

(1)施工温度低。沥青加热温度90~110℃(SBS改性沥青加热温度160~180℃),集料加热温度50~60℃左右(热拌沥青混合料集料加热温度一般在160℃以上),拌和温度90~100℃左右,可在常温条件下(-40℃以上均可)进行摊铺碾压。


(2)存储时间长。常温改性沥青及沥青混合料,在密闭条件下可存储6个月以上。


(3)价格低廉。常温沥青改性剂以废旧橡胶轮胎、废旧橡塑等材料加工提炼制成,来源广泛且成本较低;另外,常温改性沥青采用90~110℃条件下的简单搅拌工艺,无需进行高温、高速剪切等工艺。因此,常温改性沥青市场价格低于常用的SBS改性沥青。


(4)提高进度。施工时基本可以忽略混合料本身温度、环境温度对沥青路面施工质量的影响,因此,施工便捷、施工组织灵活性高,有利于在保证沥青路面施工质量的基础上,提高施工进度。


(5)路用性能优良。常温改性沥青混合料铺筑在具有一定模量水平的下承层上,其抗高温剪切变形能力、抗疲劳开裂能力、抗低温开裂能力、抗松散剥落能力较高,耐久性好。

常温改性沥青路面的技术优势

(1)革新了当前沥青路面冷施工领域的筑路材料。采用溶剂型常温沥青改性剂,即可实现常温及零下温度条件下沥青混合料的施工和易性,又能保证沥青混合料固化后的强度、路用性能及使用耐久性。


(2)丰富了沥青混合料材料组成设计方法。针对溶剂型常温沥青混合料材料性能特点,提出采用幂函数构建矿料级配,并指出了幂函数矿料级配调整的基本原则;采用旋转压实成型方法进行试件成型,并选取矿料最紧密状态下的油石比作为最佳油石比。对于当前热拌沥青混合料、冷拌沥青混合料的配合比设计方法都是有益的借鉴和补充。


(3)打破了沥青路面只能在高温季节施工、沥青混合料不能在低温或零下温度条件下摊铺、碾压的传统观念。实现了沥青路面在特殊环境(主要是低温)、特殊条件(路面周边无热拌站)下的修筑及养护。


(4)具有显著的节能减排效果。常温沥青混合料的施工温度比热拌沥青混合料和温拌沥青混合料的还要低,大大节约了在拌和、摊铺、碾压过程中的燃油消耗,同时释放的有害气体更少,有利于环境保护。


(5)具有抢修、保通重要公路的政治、战略意义。常温改性沥青混合料可以存储,可用在低温、软路基等传统意义中不适宜进行路面施工的环境中,特别是适用于自然灾害、战争等特殊条件下的路面抢修,实现路面的快速修筑、通车,具有一定战略意义。

常温改性沥青路面的工程应用

从当前国家建设“两型社会”背景下看,我国对新建或改建路面的质量要求、对路面新技术向生产力转化的需求、对绿色低碳筑路技术的需求十分强烈。本文提出的常温改性沥青材料具有施工温度低、存储时间长、路用性能优良、施工成本低廉、节能减排效果显著等诸多优点,经过专项的技术设计,常温改性沥青可用于生产冷铺、冷补用沥青混合料,也可以用来处治水泥路面和沥青路面的裂缝,以及用作旧路沥青混合料冷再生的再生沥青改性剂。研究成果可广泛适用于一级及一级以下公路、城市道路、乡村道路、停车场、广场及球场路面的新建、罩面及修补作业。


该技术前期积累了雄厚的科研与应用技术基础,为加快该成果向生产力的转化、推广,充分发挥研究成果对生产的指导作用,迅速提高公路路面质量,研究人员将该成果与目前我国公路工程建设、养护实际相结合,编制了包括设计、施工、养护等的技术指南、施工手册,同时申请了企业和地方标准。


目前,SMC常温改性沥青技术已在新疆、内蒙、陕西、甘肃、宁夏、四川、云南、贵州、重庆、西藏、福建、湖北、河南、河北、北京、吉宁、黑龙江等21省市进行了应用,累计了1000多km的实体工程应用规模,工程经验丰富,得到业主好评,并取得了良好的经济效益。此外,本文研究人员承担了新疆、宁夏、福建、内蒙古、江苏等多地常温沥青混合料地方标准的编制工作,其中,新疆、宁夏、江苏地区的地标已获批。随着该项技术的推广应用,已经有越来越多的交通管理部门认识到这项成果的优越性,并且达成了使用意向,应用前景十分广阔,将有力支持我国公路工程建设、养护水平向又好又快的方向发展。

结语

本文研发的常温改性剂与传统的热拌沥青混合料和温拌沥青混合料相比,其消耗的能源、释放的有害气体更少,并能在低温和零下温度条件下施工,解决了沥青路面只能在高温季节施工的技术难题,实现了沥青路面在特殊环境、特殊条件下的修筑及养护,将常温沥青混合料直接应用于公路工程建设变为现实,扩大了常温料的使用范围,符合我国当前建设绿色低碳公路的战略需求,具有持续发展的生命力和广阔的应用前景。

参考文献:

[1]交通运输部科学研究院,道路用新型常温沥青改性剂及工程应用技术研究.北京:2014.

[2]Q/79399579-9·3―2014,SMC系列常温改性沥青混合料.

[3]沙庆林.多碎石沥青混凝土SAC系列的设计和施工.北京:人民交通出版社,2005.7.

[4]王旭东,李美江,路凯冀.橡胶沥青及混凝土应用成套技术[.北京:人民交通出版社,2008.3.

[5]JTGE20-2011,公路工程沥青及沥青混合料试验规程.


标签:技术中心改性沥青
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